發生于地球表面的侵蝕和其他地質過程有助解釋亞馬遜河倒灌的原因。圖片來源：NASA
數百萬年前，向西流動的河水在穿越今天巴西北部時出現逆轉，進而向著大西洋奔流而去，于是亞馬遜流域誕生。之前有研究認為，深埋于南美大陸地下的火熱黏性巖流的逐漸變化觸發了水流逆轉。但新計算機模型顯示，河水“大轉彎”可能是發生在地表更常見的地質過程“惹的禍”——尤其是沉積物持續侵蝕、活動和沉積消磨了不斷發展的安第斯山脈。
巴西圣保羅大學地球物理學家Victor Sacek表示，安第斯山脈位于南美洲西海岸內陸邊緣地區。該山脈中間部分在約6500萬年前開始發展，而山脈北部則在數百萬年后才開始上升。但野外考察顯示，直到約1000萬年前，亞馬遜河并非目前的形態。在此以前，落入亞馬遜盆地的大多數降雨向西流入若干湖泊中——這些湖泊沿著安第斯山東部邊緣形成，然后向北經由河道流入加勒比海。由古老排水模型向現代結構轉變導致的地質過程一直處于熱烈討論中。
Sacek表示，在山脈發展擠壓地球外殼的巨大重量下降時，安第斯山東部湖群在一個長水槽中形成。但出于某些原因，數百萬年來，水槽下方地形緩慢上升，而湖泊則逐漸讓位于面積堪比埃及甚至更大的濕地。之后，地形進一步上升，濕地也完全消失。之前有科學家提出，地幔中熔化物質循環出現的變化，將安第斯山東部地區向上擠壓，因此改變了排水模型。
但新研究則將責任歸咎于更“世俗”的因素：侵蝕。Sacek開發出一種計算機模型，其涵蓋了安第斯山脈發展、該地區地殼彎曲性以及氣候因素。(例如，隨著山脈上升，它們截斷了更多濕潤氣流，并獲得更大降雨量，這些反過來增加了侵蝕程度。)
Sacek提到，該模型模擬了過去4000萬年中南美地形的演變，這一時間始于安第斯山脈中部誕生之后、東部側翼上升之前。
研究人員在《地球與行星科學通訊》上在線報告指出，模擬結果再現了地質記錄中的許多證據。最初，由于山脈擠壓地殼形成水槽的速度快于沉積物的填充速度，湖群形成于安第斯山東部。然后，地勢下沉速度減慢，安第斯山剝落的沉積物不斷積累，并逐漸填滿湖群，然后地形升得更高。最后，僅山脈東部的地形變得比亞馬遜盆地東部地形更高，這種變化開始于約1000萬年前，它為從安第斯山向大西洋提供了一個向下的斜坡。
“侵蝕和沉積是強勁的勢力。”法國傅立葉大學地球物理學家Jean Braun說。Sacek的模型顯示這些過程解釋了南美洲北部的地質記錄，他補充道：“他們在正確的時間做了這些。”研究人員還發現，每年被帶到亞馬遜河口然后被拋入海洋的沉積物的數量可能在逐漸增加。“這是該模型的一個很不錯的預測。”Braun說。
另一方面，Sacek承認，該模型無法有效預測大面積濕地(1600 萬年前~1050萬年前形成于亞馬遜盆地中部)的尺寸、形狀和持久性。但他注意到，該地區地下的地幔循環變化可能在地形演變中起了次要作用。Sacek將試著把此類過程納入其未來地形模擬版本中，以便更好地解釋地形是如何演變的。(張章)
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