蜿蜒的河流自然创造了“反点”，根本没有地质问题

计算机绘制的河曲和相关沉积物图。较浅的蓝色代表河流的水流。较深的蓝色表示由于河流蜿蜒而被切断的旧流量区域。沿着流动路径的条纹区域以点条（红色）和对点条（蓝色）的形式表示沉积物沉积。

新月形的沙堆点缀在蜿蜒的河流的海岸线上并不少见。这些条带通常出现在河道的内侧，河岸环绕着沙地，形成了被称为“点状坝”的沉积物。

当它们沿着弯曲的相反方向的外堤出现时，它们会形成“反点”条，这通常被地球学家认为是反常现象：一种迹象，表明某物（例如一块抗腐蚀岩石）正在干涉与河流通常的沉积物沉积方式一样。

但是，根据德克萨斯大学奥斯汀分校领导的研究，对位标尺并不是他们经常被发现的怪异之处。实际上，它们是蜿蜒过程中非常正常的部分。

UT的经济地质局研究科学家Zoltan Sylvester说：“您不需要抗性的基材，没有它，您可以得到漂亮的[counter-point]条。”

该发现表明，相对点钢筋以及与之相关的独特地质和生态状况比以前认为的更为普遍。围绕这一事实建立认识可以帮助地球科学家寻找过去河流所沉积的地质构造中的反点，并了解它们如何影响流经它们的碳氢化合物和水的流量。

这项研究发表在2021年3月12日的《美国地质学会公报》上。

共同作者是UT杰克逊地球科学学院的教授David Mohrig。曼尼托巴大学教授保罗·杜尔金（Paul Durkin）；卡尔加里大学教授史蒂芬·哈伯德（Stephen Hubbard）。

河流在不断移动。对于蜿蜒曲折的河流，这意味着随着时间的推移，蜿蜒穿过景观，要开辟新的道路并恢复旧的道路。

研究人员使用理想化的计算机模型和自然环境，通过使用玻利维亚的莫莫河（MamoréRiver）的一段卫星照片观察了这种行为，该河以迅速改变其路径而闻名。卫星照片捕获了1986年至2018年这32年间河流的变化。

彩色的马莫雷河卫星图像以点线（红色）和反点线（蓝色）说明流动路径和沉积物沉积的变化。从2005年至2010年，这条河（深蓝色）经历了一次截流（浅蓝色）。流动路径的这种变化会导致形成较小且高度弯曲的弯曲（弯曲1和2）。当弯曲点2向下游迁移时，在弯曲点2的后面形成对立点。

在模型和Mamoré中，都出现了反指示条。研究人员发现，这种外观与短而高曲率的弯曲直接相关：河流路径上的尖峰很小。

研究人员观察到，当河流的路线突然改变时（例如，通过截流形成新的牛b湖或与旧的牛b湖重新连接后），经常会形成这些尖峰。

但是尖锐的弯道并没有停滞不前，而是开始向下游方向迁移。随着它们迅速向下游移动，它们创造了条件，使沉积物在弯头处作为反点集积起来。

这项研究显示了在莫莫雷（Mamoré）发生的许多此类事件。例如，在2010年，当牛弓湖与河的下游部分重新连接时，形成一个急剧的弯曲（图中的弯曲2）。到2018年，该弯道已向下游移动约1.5英里，沿海岸线的反点沉积物标志了其路线。

地貌学家和工程师一段时间以来就知道，沿河流的长期变化可以用局部和上游的曲率值来描述（河流似乎环绕着一个小圆圈的地方曲率很高）。在这项研究中，研究人员使用了一个公式，该公式使用这些曲率值来确定在特定位置形成对点钢筋的可能性。

西尔维斯特说，他对这个公式（以及部分用来推导它的简化模型）如何有效地解释什么被认为是复杂现象感到惊讶。

西尔维斯特说：“天然河流，实际上与这些真正简单的模型所预测的相差不远。”

这不是西尔维斯特（Sylvester）的研究第一次揭示河流行为可以通过相对简单的规则来支配。在2019年，他领导了在《地质》杂志上发表的一项研究，该研究描述了弯曲锐度与河流迁移之间的直接关系。

从表面上看，点条和对点条看起来非常相似，并且经常相互融合。但是对角线杆是不同的环境：与角线杆相比，它们的沉积物更细，地势较低，这使其更容易泛滥并形成湖泊。这些特征沿河流创造了独特的生态位。但是它们在地质上也很重要，地下保存着古老的反点矿床，影响了水，石油和天然气等流体的流动。

斯坦福大学的地球学家兼助理教授马修·拉波特（MathieuLapôtre）表示，认识到对角线很容易在蜿蜒的河流中形成，并且具有预测它们将在何处形成的公式，这是一项重大进步。

“总而言之，西尔维斯特（Sylvester）等人的结果。对一系列科学和工程问题具有重要意义。”他说。

参考：Z. Sylvester，P.R.的“曲折河流中的自体翻译和对位条沉积”德金（Durkin）哈伯德和莫里格（Hubbard and D.Mohrig），2021年3月12日，美国地质学会公报。DOI：
10.1130 / B35829.1

这项研究由该局的定量碎屑实验室研究联盟资助。