委内瑞拉的天使瀑布可能是陆地上最高的瀑布,但它并不是世界上最高的。(图片来源:janza via Getty Images)
(蜘蛛网eeook.com)据美国生活科学网站(Sascha Pare):即使是我们最高的建筑也无法与世界上最具标志性的瀑布相媲美,这些瀑布包括美国与加拿大边境的尼亚加拉瀑布、津巴布韦和赞比亚的维多利亚瀑布以及委内瑞拉的天使瀑布。
但其中哪一个是世界上最大的瀑布?
天使瀑布是陆地上最高的瀑布,高3212英尺(979米),底部宽500英尺(150米),大小与三座叠放的埃菲尔铁塔相似。
但从技术上讲,天使瀑布并不是地球上最大的瀑布。这一荣誉属于丹麦海峡大瀑布,这是丹麦海峡(格陵兰岛和冰岛之间的海洋通道)中的一个俯冲水团,这意味着世界上最大、最高的瀑布位于水下。
西班牙巴塞罗那大学海洋科学教授Anna Sanchez Vidal表示,这是可能的,因为温度和盐度梯度为大多数洋流提供动力。丹麦海峡横跨北极圈,是极地海水从北欧流入大西洋的漏斗。但与海洋中的其他地方一样,该地区的水域并不均匀。
在丹麦海峡以北,与寒冷的北极空气接触的地表水冷却,并随着一些水结冰而变得更咸,导致盐集中在未结冰的部分。寒冷的咸水比温暖的海水密度更大,因此会沉入海底,而较温和的水层则会浮出水面。这种交换为一股深而冰冷的洋流提供了燃料,该洋流向南流经海峡,进入北大西洋的伊明格尔海。
当然,瀑布总是以悬崖或悬崖峭壁为特色,丹麦海峡也不例外。格陵兰岛南端附近海底有11500英尺(3500米)的落差,是在17500年至11500年前的最后一个冰河时期由冰川形成的。向南流经海峡的底层水碰到了这一落差的边缘,并顺着斜坡往下溢出,形成了一个瀑布,潜入伊尔明格海温暖的地表水下。
桑切斯·维达尔曾于2023年7月和8月带领一支研究探险队前往丹麦海峡,他告诉《现场科学》,瀑布以北的水域约有1300英尺(400米)深,科学家称之为丹麦海峡白内障或溢流。她说,只有底部660英尺(200米)从斜坡上倾泻而下,其余部分位于水面,与向北流经海峡的温暖海水混合。她说:“有一半的水柱溢出了,但有一半没有。”。
在丹麦海峡,来自北欧海的向南流动的冷水与来自爱尔兰海的温暖海水相遇。冰冷、稠密的海水迅速沉入温暖的海水之下,并在海底的巨大落差上流动,产生了估计超过每秒1.23亿立方英尺的向下流动。(图片来源:NOAA国家海洋局)
尽管海床下降了11500英尺,但溢流口本身较小,约6600英尺(2000米)高,是天使瀑布的两倍高,因为它降落在一个寒冷、稠密的深水池中。南安普敦英国国家海洋学中心海洋地质系统负责人迈克·克莱尔说,溢流令人印象深刻,但它看起来一点也不像陆地上的瀑布。
首先,溢流口与丹麦海峡一样宽,这意味着它横跨300英里(480公里)的海床。克莱尔在接受《现场科学》采访时表示:“它可能垂直下降到大西洋深处约2000米,但距离相当远,约为500至600公里(310至370英里)。”。“如果我们将其可视化,它看起来像一个相对较低的坡度。”
因此,从溢流口流下的水流速度仅为每秒1.6英尺(每秒0.5米)左右,远低于步行速度,与尼亚加拉瀑布记录的速度相去甚远,尼亚加拉瀑布的水流速度为每秒68英里(109公里),即每秒100英尺(30.5米/秒)。
克莱尔说:“如果你在下面,你可能不会注意到正在发生的事情。”。
桑切斯·维达尔说,海浪上方也是如此,那里没有任何迹象表明水下瀑布。她说:“在地表,你有典型的晴朗的北极条件,除了通过温度和盐度等测绘指标,“你从太空看不到任何东西”。
显示丹麦海峡的冰岛地图。(图片来源:Adrian Weston/Alamy Stock Photo)
但是外表是骗人的。穿过丹麦海峡的冷水是被称为大西洋经向翻转环流(AMOC)的重要洋流系统的一部分,该系统在大西洋内形成一个长环,向北输送温水,向南输送冷水。冷水离开丹麦海峡后,继续向南到达南极,然后升温并在一个称为上升流的过程中上升到地表,然后向北返回,在北极完成循环。
Clare说,AMOC的运输量远远超过水分子。它的冷底流将氧气、营养物质和有机物注入海洋深处,为丰富的深海生物提供食物。丹麦海峡溢流位于这个生命维持系统的底部,因此,尽管“从视觉上看,它看起来没有那么令人印象深刻,但从现实来看,它在全球海洋中所扮演的角色是一个非常令人印象深刻的特征,”他说。
不幸的是,溢出受到气候变化的威胁,桑切斯·维达尔说。冰盖融化和海洋变暖正在向系统输送淡水,并减缓AMOC的速度,科学家们表示,AMOC正逐渐接近临界点。她说,如果AMOC逐渐停止,丹麦海峡的溢流“密度将降低,并将停止”。
丹麦海峡溢流并不是唯一已知的水下瀑布。克莱尔说,事实上,海底有一些被称为拐点的特征,看起来更像陆地上的瀑布。拐点经常出现在大陆边缘,输送沉积物的水流在那里形成海底峡谷。
“实际上,它们比我们在丹麦海峡看到的水流快得多,”他说,“在底部,我们确实有点像瀑布中的跳水池。”