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原文發表于 《科技導報》2025年第17期科技新聞-前沿動態
植物演化改寫古河流路徑
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植被改變河流彎道的軌跡(圖片來源:
Science
河流蜿蜒曲折的身影,或許遠不止地貌作用的結果。2025年8月28日,斯坦福大學等團隊在
Science發表研究指出,洪泛平原上的植被能夠改變河流彎道的遷移方向:無植被的河流多順流平移,而有植被的河流則更傾向橫向擴展。這一發現不僅解答了早古 生代河流沉積記錄的爭議,也改寫 了人們對地球乃至其他行星河流 演化的理解。
長期以來,地質學界普遍認為,植物登陸推動了地球河流從多股辮狀向單股曲流的轉變。但地質記錄中的謎團一直困擾學者:在植物尚未演化的志留紀之前,沉積巖中幾乎只見筆直下切的河流痕跡,卻鮮有明顯的曲流跡象。與此矛盾的是,現代干旱地區無植被覆蓋的河流,甚至火星與土衛六上的河道,也能呈現出清晰的曲流形態。這引發了一個關鍵問題:植物究竟是曲流河形成的必要條件,還是僅僅改變了它們的表現形式?
研究團隊通過分析全球49條河流、4482個彎道的衛星影像,發現植被是決定彎道遷移角度的關鍵因子。統計顯示,有植被的河流彎道主要向兩岸橫向擴展,使沉積體呈現更高的流向離散度(方差提升62%);無植被河流則多順流平移,沉積記錄與辮狀河相似,容易被誤判。這意味著,古代地層中低方差的沉積物,可能并非辮狀河遺跡,而是被“低估”的無植被曲流河。
這一發現具有深遠意義。
一方面,它為解釋早古生代河流的“直線”之謎提供了答案,提示曲流可能早已廣泛存在,只是其沉積特征因缺乏植被而不易保存。
另一方面,該研究挑戰了現有的河流數學模型,提示應將內側點壩沉積過程與植被效應納入考慮。
此外,這一機制同樣適用于行星科學,可幫助推斷火星古水流或土衛六甲烷河的演化軌跡。
Science同期刊發的評論文 章指出,這項工作將長期爭論的 “曲流遷移機制”引向新視角:如果植被主導了點壩沉積的方向,那么“沉積推動”(bar push)可能比“河岸拉動”(bank pull)機制更為核。未來,地貌學、生態學與行星 科學的交叉研究,有望進一步揭示 河流 - 植被耦合如何塑造地球乃 至外星世界的地貌格局。
Science
《科技導報》創刊于1980年,中國科協學術會刊,主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的研究成果、權威性的科學評論、引領性的高端綜述,發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、專稿專題、綜述、論文、政策建議、科技人文等。
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