Megaflood——史前大洪水的絕唱
來源：中科院地質地球所
“部分地區降雨達特大暴雨級別，受降雨影響，多地中小河流發生較大洪水……”
“全市各測站水位仍超警戒，XX市全力駐牢防汛安全屏障。”
滴滴，這是兩則之前播報的早間新聞。洪水，常發於江淮梅雨時節，一個在近期的各大新聞裏屢屢出現的詞。作爲自然災害中的常駐成員，它的身影通常和“局部地區特大暴雨”，“連續強降雨”這些名詞一起出現，在當今社會深入影響着人類的生產生活。
通過觀察統計，不難發現近現代洪災多發於小範圍流域及其周邊城鎮，且絕大部分都可以在短期內被人爲治理和防禦。與此同時，退耕還林等政策的實施也可有效降低洪澇災害的發生。
洪水災害（來源：Kelly Sikkema）
然而，追溯到史前時代，洪水也曾以不那麼溫和的形態存在過。在地球的冰河時期，迅猛的洪水就曾以破竹之勢橫跨北美大陸，亦或是沿着數十千米寬的英吉利海峽傾瀉南下。是什麼力量造就瞭如此形態的洪水？又有哪些現今依舊保存着的地質痕跡爲我們講述了那一段段驚世巨洪的歷史？讓我們一起來看看吧。
尋跡——Channeled Scablands神祕洪荒的存在
Channeled Scablands，位於美國華盛頓州東部哥倫比亞高原上，緊靠着廣袤的哥倫比亞河流域。高聳的垂直懸崖，深谷中四下散落的巨石，谷地深不見底的壺穴……典型的流水侵蝕地貌和我們現時在Channeled Scablands看到的一片乾涸的平靜景象似乎毫不相關。這一番別有洞天的景象究竟來自地球的哪股神祕力量？它又在告訴我們什麼呢？
Channeled Scablands流域
通常情況下，大江大河流域內總是遍佈着無數支流。支流源於幹流，其形成主要基於豐富的降水和低平易侵蝕的地質條件。在Channeled Scablands主體河谷的附近也分佈着許多小支流，但異於常理的是這些支流的河谷深度均遠遠小於幹流。由此推論，在歷史上某個時點，曾有突發的非常規事件使得洪水的流量在瞬間急劇增大，嚴重打破了支流和幹流常規發育的平衡。
Channeled Scablands幹流腹地發育的深切割河谷
隨着巨洪時期的開啓，攜帶着極高流速的巨型水體，在地勢作用下徑直往主要幹流開闢的下游方向飛馳而去，將大部分動能聚集在豎直切割中心河谷之上。由此幹流河谷急速發育，雕刻瞭如今所見的萬丈深谷。而在其周圍支流的發育速度在巨洪的汛期內遠低於幹流，這種流水侵蝕程度的差異則以河谷深度的顯著變化被地貌記錄下來。
Missoula洪水在Channeled Scablands的主要路徑（來源：The Seven Wonders of Washington State）
在現今常見的洪水災害中，通常由局部地區階段性的天氣變化（如：強降雨）引發洪災。局部強降雨的發生通常使水位在某段時間內以相對穩定且緩慢持續的趨勢上升，也使得幹流支流以大致平衡的速度發育。因此，要形成擁有如此龐大切割力量的巨洪，單單依靠普通降水量的變化是不太可能實現的。
空中概覽：Channeled Scablands流域的深谷和地壺（來源：AirphotoNA）
在Channeled Scablands幹流幽深的谷底，一道道縱向分佈的溝槽隨處可見。它們深深地切割進河牀底部玄武基岩的內部，而不僅僅只是覆蓋在基岩上的沉積物。這一發現也進一步印證了巨洪突然灌入Channeled Scablands流域而造成大規模侵蝕的猜想。
columnar joints結構示意圖（來源：Floodexplorer）
玄武岩作爲火山岩的一種常存在柱狀節理結構，這種以六邊形被保存下來的柱狀體通常在基性巖緩慢冷卻時出現。因節理存在而佈滿裂痕的谷底基岩在巨洪積蓄的動能和流速下經歷了高強度的塊狀剝蝕，最終在河牀形成大型垂直瀑布結構，甚至於其下深度達上百米的巨型壺穴。
谷底乾涸了的巨型瀑布和壺穴
谷底的巨型瀑布遺蹟（來源：The Seven Wonders of Washington State）
據研究數據顯示，Channeled Scablands巨洪的流量平均每秒約有2.7*106立方米，流速達每秒45米（正常河流每秒2-3米），週期性反覆數十次之多，且最大汛期長達兩到三週，總洪量更是達到地球上所有河流總水量的10倍。如此龐大的水體究竟從何而來？是地殼的劇烈運動引發大面積海水倒灌，還是神祕的自然之力在北美大陸的某一角悄悄儲蓄着巨大的能量？
溯源——冰河世紀與幽蘭山谷的交匯
科迪勒拉冰蓋走向及冰川屏障所在的位置（來源：NASA base image）
科迪勒拉冰蓋，存在於在更新世時期的末次盛冰期。它曾在約260萬年間覆蓋北美大部分地區，並曾數次到達過西蒙大拿州，華盛頓州的北部，以及整個不列顛哥倫比亞省。Missoula冰川融水湖孕育於落基山脈腹地深處，其西北部的冰蓋在前進途中橫越過比特魯特嶺（Bitterroot Range，屬落基山脈的子山脈）的峽谷，從而創造了一道阻斷Missoula湖水隨地勢西下的天然屏障。
秋天的比特魯特嶺
當水流在冰川屏障（冰壩）後的山谷裏積蓄到某一程度時，由於冰的密度小於水的密度，冰壩接觸水的一側在浮力的作用下有上浮的抬升趨勢。且由於水體是在山谷間的狹窄空間內積蓄（參考深度大而直徑小的容器），故而此時水底的巨大壓強加劇冰壩一側的抬升趨勢，在底部首先形成細流通過屏障從另一側湧出。與此同時，冰壩承受的壓力繼續增加，及至某一時點巨大的冰壩被突然瓦解，使得Missoula冰川湖水在瞬間決堤而下。Missoula洪水以傾覆高堂廟宇的態勢，猛烈地重塑了哥倫比亞高原的地形，直至其演變成今天所留存下來的稀有地貌。
形成Missoula史前大洪水的機制解釋圖
Missoula巨洪以恢弘的筆墨刻畫出的作品牢牢地鑲嵌在Channeled Scablands莽然遼闊的版圖上，證實了在人類文明出現以前，全球氣候的週期性變化使得洪水也曾以人力無法抵禦的兇猛之軀存在過。然而，在盛冰期向低緯度延伸的冰蓋雖曾蓄洪以萬鈞之勢，但也只是自然界神力所能創造的萬千屏障之一。除此之外，積蓄巨洪所需如此龐大的勢能的力量還可能來自於板塊運動甚至地外隕石的撞擊。
啓示——大不列顛島和歐洲大陸最後的訣別
英國素以“島國”聞名，以一海峽相隔遠離歐洲大陸主體，而揭開與英吉利海峽形成相關的謎底也自然成了探索英國獨特地理條件的關鍵所在。
英吉利海峽及海底古山谷分佈圖（注：Dover strait，多佛爾海峽，位於北海與英吉利海峽連接處）
在上世紀70年代，研究人員運用地震波手段發現在多佛爾海峽前的中心海域存在着由衆多海底山谷構建而成的龐大脈絡。通過地質年代分析和古氣候海洋環境的建模，可以確定在巨型海底山谷體系形成的時期，英吉利海峽附近的海平面遠低於今天，很大一部分現存的大陸架淺海底也曾是陸地。
法國的塞納河流經諾曼底向西注入英吉利海峽，入海口長期的流水侵蝕在南部塑造出了與多佛爾海峽前所發現的海底深谷形貌相似的結構。然而令人不解的是，在多佛爾附近並沒有發現如塞納河一般匯入海域的主要河系。缺乏了滔滔江河水的侵蝕力量，還有什麼地面過程能雕琢出如此規模的深壑呢？
White Cliff英國白崖 （多佛爾海峽觀測視圖）
在過去的幾十年間，曾有兩種相悖的觀點在科學界展開抗衡。其中一種認爲是冰期和間冰期的交替導致冰蓋發生週期性進退，而最終呈現的海底深谷則是冰蓋在運動過程中緩慢累積而成的劃痕。另一種觀點則認爲深谷系統的形成是由英國白崖延伸至法國的巨大巖嶺的瞬間破壞引發。在現北海的南部海域曾分佈着由於巖嶺阻隔而形成的冰川外緣湖，在巖嶺崩裂的瞬間湖水化身史前大洪水南下，創造出英吉利海峽中央海底山谷羣的宏偉形貌。
巖嶺崩裂導致的史前大洪水模擬景象
根據Channeled Scablands的啓發和近年來在英吉利海峽相關證據的發現，“史前大洪水論”已經爲現今學術界所廣爲接受。巨型的海底大瀑布結構 ，深入到海峽中心區域基岩內部的侵蝕……這一片片逐漸被發現的遺蹟，恍如一頁頁被掀開的史記，靜靜地躺在英吉利海峽深不見底的海水之下，篆寫下這段 “洪荒之力隔兩岸”的曠世奇史。
多佛爾海峽中心部分的聲吶測深圖
多佛爾海峽附近海域局部地震剖面圖
在人類活動高度遍及世界各個角落的今天，地球系統自然調節的能力受到太多污染的抑制，氣候變化也在呈現出一些不可逆轉的勢頭。不知在全球變暖日益加劇的趨向裏，是否有朝一日我們還能看到冰蓋深入落基山脈腹地，亦或是積蓄的冰川融水帶着分離大陸板塊的力量捲土重來。如果某天乘上前往美國東海岸的航班，可有機會從空中自西向東縱覽Channeled Scablands的全貌，輕輕地閉上眼睛，去感受，去聆聽這一場百萬年前的史前大洪水在北美大陸滾滾西行時奏出的創世絕響。
Missoula巨洪的模擬景象
