世界14大自然奇观,究竟都是如何形成的?科学解释是这样

珊瑚礁形成的历史是复杂的。据认为,在5800万至4800万年前,珊瑚海盆地形成时,该地区开始出现珊瑚礁。然而,随着澳大利亚大陆迁移到它现在的位置,海平面和气候的变化导致这些珊瑚礁周期性地增长和下降。

世界上有成千上万的自然奇观。但你有没有想过,它们背后的历史呢?这些惊人的构造,有些可以追溯到数百万年前,而有些则不到100年。不过关于它们究竟是如何形成的,有许多传说和理论,但真正的科学解释又是什么呢?虽然气候变化是21世纪的一个主要话题,但它在这些自然奇观的形成过程中,又扮演了哪些角色呢?而且自它们形成以来,它又是如何影响它们的?

所以以下这些故事,将为大家讲述一些最令人惊叹的自然奇观,到底是如何形成的。

巨人堤道是熔岩在流入大海时冷却、收缩并破裂而形成的

在北爱尔兰北部海岸,距离布什米尔斯镇东北约3英里的地方,矗立着一个由大约4万根黑色玄武岩柱组成的建筑,其中大部分呈六角形。而这些柱子的顶部,是连接悬崖和海底的台阶。

有一种传说认为,这条堤道是由一个叫芬恩·麦克库尔的爱尔兰巨人建造的,他想通过这条堤道进入苏格兰,以便与他的对手对质。遗憾的是,对于这种结构形成的科学解释,并没有那么奇特。

据研究人员称,巨人堤道形成于5000万至6000万年前,当时熔岩从地球的裂缝中涌出。科学家们知道,在历史的那个时候,北爱尔兰的这一地区经历了严重的火山活动。所以,这些是熔岩冷却收缩时,破裂形成形成的堤道柱子。

但几个世纪以来,没有人知道这种现象在什么温度下发生的。直到2018年,科学家重新创造了这一过程,并确定玄武岩会在840至890摄氏度(1544至1634华氏度)之间断裂并形成柱子。

撒哈拉沙漠诞生于大约七百万年前,当时广阔的特提斯海开始干涸

北非的撒哈拉沙漠,是世界上最大的非极地沙漠。多年来,科学家们一致认为,这片沙漠是在大约200万至300万年前形成的。但在2014年,挪威Bjerknes气候研究中心的研究人员,对北非在过去3000万年中发生的气候变化进行了模拟,结果表明撒哈拉沙漠可能至少有700万年的历史。

利用地球轨道位置的变化、构造活动引起的陆地与海洋的比例,以及大气化学等数据,模拟显示,大约1100万年前,北非的降水水平下降了一半以上,导致该地区干涸。通过这个过程,研究人员得出的结论是,造成这种变化的是构造力。

大约两亿五千万年前,一片被称为特提斯海的巨大水域,将劳拉西亚和冈瓦纳的超级大陆分开。但随着这些超级大陆的分裂,非洲板块与欧亚板块的碰撞,特提斯海的大部分被封闭了。随着地壳板块的不断移动,这片曾经巨大的水域变得越来越小。

这些板块的运动,导致了特提斯海的西海湾在大约700万到1100万年前,被阿拉伯半岛所取代。随着土地取代水,该地区的降水水平急剧下降,这反过来导致了撒哈拉沙漠的形成。

帕里库廷火山的爆发,让科学家们在短短9年时间里,看到了一座火山的整个生命周期

“当夜幕降临时,我们听到了像海浪一样的声音,红色的火焰升入黑暗的天空,一些火焰甚至升到2600英尺或更高的空中,像金色的花一样绽放,随后一场像人造火的雨落到了地上。”

一位名叫塞利多尼奥·古铁雷斯的当地农民,对1943年2月20日发生的事件的描述颇具诗意。当时,墨西哥乌鲁阿潘村附近的地面上升了6英尺多高,火山灰和蒸汽向空中喷射。随着夜幕的降临,火山喷发的地方开始形成一个火山灰锥。而这标志着名为帕里库廷的火山的诞生。

帕里库廷以附近的一个村庄命名,最终上升到1391英尺的高度。火山灰形成1000英尺高的圆锥形后,熔岩开始倾泻,将圣胡安帕朗加里库蒂罗(San Juan Parangaricutiro)村彻底掩埋,唯一能看到的,就是从岩石中伸出来的教堂尖塔。幸运的是,该地区的人员被疏散,没有造成人员伤亡。

帕里库廷的诞生,引起了人们的极大关注:从洛杉矶到墨西哥城的航班开始改变航线,以便让乘客们看到正在进行的活动。1947年的电影《来自卡斯提尔的船长》就是在活火山附近拍摄的。而为美国国家博物馆工作的矿物学家威廉·福沙格(William Foshag),在帕里库廷出现的一个月后,记录了它的发展。

这座火山一直持续喷发到1952年3月,直到它的活动像开始时一样突然停止。

当印度次大陆以极快的速度冲向亚洲时,两个构造板块开始形成珠穆朗玛峰

2亿5千万年前,我们现在所知的印度、非洲、澳大利亚和南美洲,都属于一个叫做盘古大陆的大陆。在接下来的数百万年里,盘古大陆开始分裂成不同的大陆。

在至少8000万年的时间里,印度以每年15厘米的速度向西北方向移动,而这是由地球内部深处的内部热驱动的地壳板块,沿着地球表面滑动所携带的力量。大约6000万年前,印度与欧亚大陆相撞,当时欧亚大陆正沿着自己的构造板块移动。当两个板块相撞时,下沉的海底导致西藏南部的火山活动,并最终导致下降板块顶部的岩石融化。

然后在2500万年前,印度大陆几乎完全封闭了它和欧亚大陆之间的海洋,挤压了洋底的沉积物。但由于这些沉积物很轻,它们不会随着构造板块一起下沉。相反,它们最终形成了现在被称为喜马拉雅山脉的山脉——当然,其中包括雄伟的珠穆朗玛峰。

大峡谷可能是在六百万年前出现的,但那里的岩石已经存在了二十亿年

大峡谷位于美国西部的亚利桑那州,长277英里(约446千米),宽达18英里(约29千米),深1英里多(约1.6千米)。

大峡谷的实际年龄备受争议。2012年,发表在《科学杂志》上的一项研究表明,它可能有7000万年的历史。而其他地质学家和研究人员声称,它是近600万年前形成的。

争议较小的一种看法是,峡谷的起源可以追溯到大约20亿年前,那时在峡谷底部可以看到的火成岩和变质岩开始形成。并且多年来,沉积岩层层堆积在这些底部岩石的上面。凯巴布石灰岩是大峡谷最顶端的一层岩石,距今有两亿七千万年的历史,同时是最年轻的一层,虽然在海底形成的,但它目前的海拔高达9000英尺。

它通过板块构造运动达到了这个高度,而这导致了科罗拉多高原的隆起和平坦。人们一致认为,这发生在被称为拉拉米造山运动的造山时期,该运动始于约7000万年前,一直持续到约4000万年前。

数百万年后,当科罗拉多河及其支流开始蜿蜒流过高原,大峡谷就形成了。地质学家称,这种形成峡谷的方式为“下切侵蚀”。而这发生在洪水泛滥期间,包括水切割到土地和侵蚀岩石。

当来自地球和太阳大气的粒子碰撞时,北极光照亮了天空

也许对一些人来说很失望的是,这些在天空中跳跃的明亮、多彩的光,并不是外星人活动的迹象。然而,有几个传说附属于这一现象。在中世纪,这些光被视为即将到来的战争或饥荒的信号。威斯康辛州的梅诺米尼部落认为,这些光显示了“manabai’wok”(巨人)的位置,这些巨人是伟大的猎人和渔民的灵魂。一些土著团体认为,这些光是他们自己民族的灵魂。

北极光和南极光,实际上是在太阳大气层中的带电粒子,与地球大气层中的气体粒子碰撞时发生的。

在太阳风的推动下,大多数来自太阳的粒子被地球磁场偏转。但在南北半球的两极以上,磁场较弱,这使得一些粒子得以逃逸到地球的大气中。当它们与气体粒子碰撞时,就会发出这些明亮的光。

光的颜色取决于所涉及的气体粒子的类型。最常见的是黄绿光,这是在地球上空60英里处与氧分子碰撞时产生的。不太常见的是由氮气分子形成的蓝色或紫红色极光,以及由高空氧分子形成的全红色极光。

研究人员发现,这种类型的极光活动是周期性的,大约每11年达到一次高峰,这意味着下一个高峰应该在2024年。在北美,看到极光的最佳地点是阿拉斯加和加拿大的西北部,尽管在过去,人们曾在遥远的南部新奥尔良看到过极光。

珊瑚礁在数百万年前首次出现在该地区,但目前大堡礁的结构,已经有6000到8000年的历史

大堡礁位于澳大利亚昆士兰海岸的珊瑚海,是世界上最大的珊瑚礁系统。它由2500多个独立的珊瑚礁和900个岛屿组成,形成了延伸超过1429英里的岛链。它是如此巨大,甚至可以从外太空看到。

珊瑚礁形成的历史是复杂的。据认为,在5800万至4800万年前,珊瑚海盆地形成时,该地区开始出现珊瑚礁。然而,随着澳大利亚大陆迁移到它现在的位置,海平面和气候的变化导致这些珊瑚礁周期性地增长和下降。

科学家们认为,一个完整的珊瑚礁结构,大约在60万年前在现在的大堡礁的位置,并逐渐形成,但由于气候变化和海平面的变化而死亡。人们认为,现在的珊瑚礁是在大约两万年前旧结构的遗迹上形成的。然后,随着海平面继续上升,海岸平原被淹没,珊瑚礁开始在山上生长。

大约一万三千年前,海平面和现在差不多,随着海岸附近的岛屿开始下沉,珊瑚礁开始在上面生长,形成了现在的大堡礁的结构。科学家们认为,目前的结构是在6000到8000年前形成的。

乌鲁鲁曾是一座巨大的山脉,多次变形和折叠,导致沉积物翻向一侧

乌鲁鲁也被称为艾尔斯岩,是位于澳大利亚北领地南部的一个巨大的砂岩岩层。它是当地土著社区的圣地,被称为Anangu。乌鲁鲁的最高点高出周围地面1142英尺,据信已有6亿年左右的历史。不过它的大部分质量实际上都在地下。

乌鲁鲁的起源来自一个曾经巨大的山脉。当雨水顺着彼得曼山脉流下时,被侵蚀的岩石和沙子在下面的平原上形成了两个大扇形——一个扇形主要是由光滑的岩石组成,而另一个扇形主要是由沙子组成。大约5亿年前,整个地区,包括这些扇形区域,都被海洋覆盖。泥和沙的重量,将沙质扇面(乌鲁鲁)变成了坚固的砂岩。大约4亿年前,当海洋消失时,地球的构造板块发生了移动,导致乌鲁鲁从原来的位置倾斜了大约90度。

乌尤尼盐沼,是在史前湖泊干涸数千年后形成的

这一自然奇观位于玻利维亚的Altiplano地区,占地约3100平方英里(约80290万平方米),是世界上最大的盐沼。高原本身是安第斯山脉隆起时形成的高原。除了盐沼,高原上还有淡水湖泊和咸水湖。

大约3万到4万年前,这个地区是一个叫明钦湖(lake Minchin)的巨大湖泊的一部分,然后在1.3万到26100年前,过渡到古陶卡湖。旧石器时代的陶卡湖干涸后,留下了两个较小的湖泊——波波和乌鲁乌,以及两个盐滩——科帕萨盐湖和乌尤尼盐湖。在雨季,较大的喀喀湖溢出到波波湖,反过来淹没了两个盐沼。

有人估计,乌尤尼盐沼含有多达100亿吨盐。而覆盖盐坪的地壳主要由矿物盐石和石膏组成。在大多数情况下,地壳只有几英尺厚,但有些地方可能厚到30英尺。尽管它被称为“盐滩”,但乌尤尼盐沼并不是完全平坦的。

优胜美地曾是内华达山脉的一部分,直到数百万年前冰川改变了地貌

内华达山脉最初形成时,它的海拔高度比现在低得多。大约2500万年前,地形开始上升并向西南倾斜。那时,优胜美地只是更大山脉的一部分。

大约在200万到300万年前,山脉已经上升到沿着山脉顶部不时形成冰川和冰原的位置。在最广阔的地方,冰原会覆盖约塞米蒂最高的地方。然后,冰川的冰会松散下来,落入山谷,带着它的碎片,帮助侵蚀和改变地貌,形成了现在所知的优胜美地地区。

当赞比西河流经高原的巨大裂缝时,维多利亚瀑布开始形成

维多利亚瀑布位于赞比亚和津巴布韦的边境,在索托语中叫做Mosi-oa-Tunya(“雷鸣般的烟雾”),根据它的宽度和高度之和,被列为世界上最大的瀑布。苏格兰探险家大卫·利文斯通在1855年穿越非洲时发现了这个瀑布,并以英国维多利亚女王的名字,将这个自然奇观命名为维多利亚瀑布。

非洲这一地区河流系统的变化,导致了维多利亚瀑布的最终形成。数百万年前,目前存在的瀑布周围地区被熔岩覆盖,当冷却时,形成了宽阔的裂缝或接缝,并被较软的沉积物填充。

与此同时,赞比西河上游最初向南流经现在的博茨瓦纳,在那里与林波波河汇合,而赞比西河下游,则有一个单独的出口进入印度洋。但大约在200万到400万年前,地震的变化导致维多利亚瀑布周围的部分地区被抬高。这一隆起最终堵塞了赞比西河上游的南部排水通道。

当河流遇到这些由冷却的熔岩形成的节理时,水压侵蚀了软沉积物并形成了沟槽。随着时间的推移,沟的下端变宽了,形成了一个大峡谷,河水就流入其中。水流的力量还在沟的顶部形成了另一个缺口,使河流改道,直到变得干燥。随着赞比西河一次又一次的回流,最终形成了八个独立的瀑布,组成了现在的维多利亚瀑布。

张家界的砂岩石柱,因植物和水的侵蚀而不断变化

如果有人看过《阿凡达》,可能会记得电影中的浮山。这些漂浮山脉的灵感来自中国张家界的砂岩石柱。

公园里有3000多个这样的岩层。它们是由构造活动引起的地面隆起而形成的。这一隆起取代了河流,然后河流开始切割河流下方隆起的砂岩和较软的粉砂岩。而后河水的压力导致粉砂岩被侵蚀甚至完全坍塌,留下又窄又深的沟槽。

多年来,雨和风等气候因素继续侵蚀着剩余的支柱。不过这些柱子形状不断变化的另一个因素是:各种各样的植物占据了岩层。这些植物的根降低了砂岩避免被天气破坏的能力,导致植物生长地方的岩石崩解。

“米罗顿洞穴”位于卡雷拉将军湖的海岸,被融化的冰川海浪慢慢侵蚀

这个自然奇观位于阿根廷和智利边境的一个湖边,通常也会被翻译为“大理石洞穴”或“大理石教堂”。关于米罗顿洞穴是如何形成的,有许多奇特的理论。一个毛利人的传说称,在新西兰莫拉基海滩发现的巨大巨石,把神话中用来形成洞穴的独木舟的残骸冲上岸。一个爱尔兰传说称,这些洞穴是由众神之间的争吵而形成的。

而科学的解释则平淡得多。大约在6000年前,卡雷拉将军湖的波浪冲刷着碳酸钙形成的岩层,开始凿出这些洞穴。当水位达到最高点时,大理石的表面溶解得更快,使得水进入裂缝并扩大裂缝。当裂缝变得足够大时,波浪冲了进来,冲走了溶解的物质,同时使其光滑,并塑造剩下的大理石结构。

湖水来自巴塔哥尼亚安第斯山脉融化的冰川。融化的冰在湖水中留下颗粒,使阳光的蓝色部分折射。因此,湖水呈现出一种美丽的蓝色。不过事实上,似乎覆盖在洞穴墙壁上的蓝色,只是湖泊本身的倒影。蓝色的强度和深浅,也会随着水位和季节的变化而变化。

传说石林是一位年轻女子在不被允许嫁给她的爱人后,把自己变成石头而来的

中国云南省的这片针叶状的石柱森林,真的是爱情被否定的结果吗?这是当地的传说——被称为石林的自然奇观之所以存在,是因为一位名叫阿诗玛的年轻萨尼女子,在被禁止嫁给她所爱的男人后,把自己变成了石头。而且事实上,这片森林最吸引人的地方之一就是“阿诗玛石”。

不管你是否相信这个浪漫的故事,石林绝对是值得一看的。据说这些喀斯特石柱大约有2.7亿年的历史,森林覆盖了大约186英里的土地。

科学的解释是,大约2.7亿年前,石林所在的地区是一片浅海。在地质时期,即二叠纪时期,由石灰石覆盖的大量砂岩沉积,在这个盆地中聚集。多年来,该地区的地质隆起,加上风和水的侵蚀,导致了这些垂直岩层的形成。

来源:MY分享站

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