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大家好~上次我們介紹到河流侵蝕作用的機制,今天我們要來看看河水的侵蝕可以造成那些地形。

常見的河蝕地形有那些呢?一般來說,河流侵蝕河道可以分成向下侵蝕(Vertical Erosion)及側向侵蝕(Lateral Erosion),分別會造成一種主要的河蝕地形。其中向下侵蝕會形成峽谷地形(Valley),使河道加深,除了河流侵蝕外,兩側谷壁也會因沖蝕、解壓或其他機制而崩落,讓河谷兩側由垂直到傾斜的形貌,造成V形的剖面。

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                                                       河谷地形(花蓮 太魯閣 立霧溪)

側向侵蝕則會使河道加寬,如果河流兩側的侵蝕速率不同,會逐漸形成曲流地形(Meander),侵蝕速率較快的那一側會向內凹入,成為凹岸,同時使另一側水流減慢、沉積量增加,堆出一個河曲沙洲(Point Bar),成為凸岸,凹、凸岸各會再加強侵蝕與堆積,造成彎彎曲曲的河道。如果曲流曲率愈來愈大,河水開始侵蝕凸岸的頸部位置,最後切穿出新的河道,稱為頸部截流(Neck Cutoff),而遺留下來的舊河曲,因為其外形彎曲,被稱為牛軛湖(Ox-bow Lake)

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                                                                   曲流地形

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                                                              曲流地形(花蓮 太魯閣 砂卡噹溪)

另外,河水的磨蝕或渦蝕會形成一種特別的地貌,當渦流水挾帶一些砂粒,在岩石表面凹陷處旋轉摩擦,挖鑿出深度數公分到數公尺的圓形或橢圓形淺穴,便稱為壺穴(Pothole)

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                                                                                      壺穴(苗栗縣 南庄 蓬萊溪)

至於要如何從沉積物的數量要如何估計侵蝕速率呢?根據公式,侵蝕速率(毫米/日) D=L/(dxA),其中L為輸砂量(公噸/日)、d為岩石密度(~2.7 公克/立方公分)、A為表面積(平方公里)。(Ritter, D. F., Kochel, R. C., & Mille, J. R. (2002). Process Geomorphology.) 因此當某地的河流輸砂量愈高、侵蝕物組成密度愈低或是表面積愈小,侵蝕速率便愈高喔~

說了這麼多河流侵蝕作用的現象,不曉得大家是不是很好奇臺灣河流侵蝕速率的情形呢?在2003年,臺大地質系陳宏宇教授與英國劍橋大學合作,於自然科學期刊(Nature)發表一篇關於臺灣島侵蝕、逕流變化與地震之間關係的研究,裡面提到臺灣在1970~2000年間每年約有384百萬噸的懸浮沉積物由河流帶至海洋,佔全球懸浮沉積物總量1.9%,以臺灣面積僅占全世界的0.024%來說,可以說是相當可觀,換算下來臺灣的懸浮沉積物侵蝕速率為每年3.9 mm。若是加上沉積在河床底部的沉積物,則臺灣每年產出超過500百萬噸的沉積物,侵蝕速率為每年5.2 mm。

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                                      臺灣主要河流的年輸砂量(黑色箭頭)及各流域侵蝕速率(色塊)

                                            Dadson, S. J., Hovius, N. & Chen, H. et al. (2003)

在這個研究中也提到颱風侵襲與地震的發生,會增加土石鬆動、崩塌的機率,而颱風帶來豐沛降雨也會造成較大的逕流量,進而影響沉積物的生成與侵蝕速率的提高。儘管如此大家也不用擔心臺灣島會愈來愈矮,因為歐亞板塊與菲律賓海板塊碰撞的因素,臺灣每年會抬升5~7 mm,因此反而還會愈來愈高呢!(Dadson, S. J., Hovius, N., Chen, H., Dade, W. B., Hsieh, M., Willett, S. D., Hu, J., Horng, M., Chen, M., Stark, C. P., Lague, D. & Lin, J. (2003). Links between erosion, runoff variability and seismicity in the Taiwan orogen.)

連續五次的侵蝕作用專題要在這裡畫下句點了,不知道大家是否覺得意猶未盡呢?請繼續關注我們的網站及臉書社團,我們將會有更多有趣的地質相關文章刊出喔!

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