美國密西西比河與墨西哥灣海域交界處為什么會出現(xiàn)這么明顯的分界線?工業(yè)污染?水體富營養(yǎng)?
西瓜千海洋地質(zhì)博士生
一句話簡答版:這是一種在顏色、密度明顯不同的淡水團和海水團之間形成的叫做水色鋒的海洋鋒,的人類加強版。
詳細解答版:
1為什么顏色不同? 水文學(xué)中用來描述海洋、湖泊、河流等水體在現(xiàn)場所呈現(xiàn)的顏色的術(shù)語叫“水色”,從淺藍色到深藍色到棕色不等。水體的水色主要由三個要素決定:浮游植物葉綠素、無機懸浮物、有機黃色物質(zhì)。
密西西比河的河水在陸地上經(jīng)過長途跋涉,水體中裹挾了大量的泥沙和有機質(zhì),使得整個水體呈現(xiàn)黃褐色。而墨西哥灣的海水則較為清澈,呈現(xiàn)出漂亮的深藍色。所以成分的不同造成這兩種水體在視覺上的巨大差異。
2為什么密度不同? 密西西比河是陸地淡水,密度比墨西哥灣的海水小得多。就算入海時有大量泥沙加持,但是由于流速突降,大部分粗顆粒的泥沙一入海就會發(fā)生沉降,真正能跟著河流流向遠方的只剩下些懸浮顆粒,這時河水與海水會發(fā)生部分混合形成沖淡水,其密度也還是小于海水的。
3為什么會形成交界面? 通常這種在同種物質(zhì)之間由于密度差異形成的交界面被稱為“鋒”。比如,大氣學(xué)中冷空氣和暖空氣相遇會形成“鋒面”。在海水中也是一樣的道理。任何兩種性質(zhì)不同的流動性的物質(zhì),氣體也好,水體也好,在它們相互接觸時,總是密度越相近越容易相互擴散。如果密度相差較大,就會在接觸面形成一個狹窄的過渡帶。在海水中就就叫做“海洋鋒”(ocean front)。
在江河入??诘奈恢茫捎诘秃Kg的密度差異,經(jīng)常會出現(xiàn)這樣的海洋鋒面。不只是墨西哥灣有,我國黃河入海口的海水淡水分界線也很明顯。
黃河入海口海水/淡水分界線
而這樣的河口過渡帶并不是一條線而已,而是一個立體的區(qū)域,我們所看到的只不過是與海面的交界線。在我們看不到的水下,實際情況是這樣的:
Beautiful sediment plumes in the Gulf of Mexico
而且,只要水體之間存在密度差異,都會形成鋒面。所以淡水與海水之間、密度不同的淡水與淡水之間、海水與海水之間都會出現(xiàn)鋒面。而如果兩種水體除了密度不同,還伴隨著水色的差異,就會形成這種視覺上更有沖擊力的“水色鋒”。
阿拉加斯加冰川融化淡水與海水的分界線
涇河與渭河交匯,含沙量不同的兩條河流形成明顯的分界線,所謂“涇渭分明”
所以說,重力和浮力是一對創(chuàng)造地球上大部分地貌的好基友。
藍額!?。∶芪魑鞅群优c墨西哥灣的故事到這里還沒有結(jié)束。因為除了大自然媽媽的撮合,它們之間出現(xiàn)了第三者——人類。
問題中的動圖里,可以看到密西西比河水與墨西哥灣海水之間的分界線狹窄而清晰,并且有相對平直的弧度。如果點進微博鏈接,原視頻中顯示密西西比河的河水還呈現(xiàn)出一種油膩膩的黃綠色。
什么樣的河水能長這樣??!
于是從Google上搜到一張近距離的圖:
同志們,這是什么?這是赤果果的水體富營養(yǎng)化??!
密西西比河作為北美洲流程最長的河流,承接了美國41%的污水(已處理)傾倒,而且在陸地上的大部分流域都是農(nóng)田。雨水將田地里的氮磷鉀沖刷進地表徑流,最終匯入密西西比河,河水中70%的營養(yǎng)物質(zhì)都來自于此。
這些高營養(yǎng)的水體注入墨西哥灣后,會導(dǎo)致大規(guī)模的赤潮爆發(fā),整個水體逐漸缺氧,變成一片“Dead Zone”,也就是動圖中黃綠色的部分。這片“Dead Zone”經(jīng)常出現(xiàn)在夏天,范圍也會擴展到這么大:
圖中鮮紅色的部分是最缺氧的區(qū)域
拜人類活動所賜,富營養(yǎng)化之后的粘稠的河水水色更加濃艷,也更不容易與海水相互擴散,也就比正常河口有更明顯的“水色鋒”。
現(xiàn)在回去看看上面的圖,黃河入??谀抢锿瑯用黠@的分界線是不是也有人類“第三者插足”的痕跡呢?