一條河流現在的樣貌和以前會有很大的不同!而且……有機會預測!

Geocch
地科人之眼
Published in
May 23, 2023

一條大河過去可能是一條涓涓細流
而一條小溪,未來也有機會發育成兇猛湍急的河川

看看臺灣的河流分布圖(圖一),你是否發現或曾經想過,為什麼臺灣島西部的大河流,在大約北回歸線以北是往西流,以南卻是往南流?
這或許揭示了臺灣島自海底抬升的驚人歷程!
如果臺灣島由北邊先開始形成,或許現今臺灣北部直覺向西流發育的河流,並不是它們的初始形態,而是隱藏著更多值得我們探究的河道改向秘密。

圖一、(A)臺灣島的造山模型,由北往南發育。(B)臺灣島的河流分布圖(圖片取自Chen et al., 2023)。
圖一、(a)臺灣島的造山模型,由北往南發育。(b)臺灣島的河流分布圖(圖片取自Chen et al., 2023)。

許多地質學家或地形學家利用河流地形特徵重建過去的地球歷史,透過掌握河流的形貌,我們能夠發掘出古老的地震事件、氣候和海水面的變化。這項2023年發表於Earth Surface Processes and Landforms的研究,試著重建臺灣不同時間點的河流形貌,使我們能更深入地「讀懂」河流所記錄的各種訊息。
憑藉活躍的板塊活動與多雨的氣候環境,造就了臺灣島迅速變化的地形。從北往南的造山歷史,也為我們提供了探索不同時間點地形特徵的絕佳機會。這篇研究結合地形學與地質學,將臺灣山區的崩塌地分布、河流地形參數以及野外調查,搭配百萬年尺度的臺灣造山模型,推理出西部河流可能的演育過程,這些河流的流域與流向隨時間可能有非常大的變化,並且改變下游的沉積物特性。
台灣西部的河流發育過程深受西部斷層的發育方式影響(如圖二),西部麓山帶中一條一條向西發育的逆斷層控制著地表的高低起伏,其上盤的向斜軸將成為大河的位置,使得早期形成的河容易平行斷層走向發育而呈現由北往南流。隨著斷層持續活動而抬升,這些南流河會逐漸被西側的小河向源侵蝕而襲奪,並逐漸發育成向西流較成熟的樣子。根據河流流域之間分水嶺的穩定性統計,向西流的河確實較南流穩定(如圖三),而這整個演育過程利用台灣的造山模型估計,可能要經歷百萬年。

圖二、臺灣島西部河流演育模型(圖片取自Chen et al., 2023)。
圖三、台灣西部流域的穩定度,越偏北側的流域越穩定(圖片取自Chen et al., 2023)。

此結果不僅能夠幫助我們更好地想像百萬年前的臺灣島地形,也有助於我們未來在解釋臺灣島的各種地質現象時,提供另外一種可能性。

現在看到的河流長相可能和過去有很大的不同!

本文所引用之圖片皆來自文章: Chen, C. H., Shyu, J. B. H., Willett, S. D., & Chen, C. Y. (2023). Structural control on drainage pattern development of the western Taiwan orogenic wedge. Earth Surface Processes and Landforms. 所有圖表均授予作者以非商業目的使用的權限。

全文文章連結
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/esp.5590?fbclid=IwAR3i_PqOnYDEKS7F1Vtod9wRQvz0aeRrnf8djKAMiA5af5f2eGKKy0TnVJ0

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