海滩的沙子为什么没被海浪冲入深海?

海滩的沙子为什么没被海浪冲入深海?

太空僧,和尚洗头用飘柔

直接上动图吧,很明显能看到,1990 年的沙滩和海岸线,已经在 20 多年中就被海浪全带走了。

这个海岸位于美国华盛顿州西南角,是北半球被侵蚀最快的一处沙滩,名字叫 Shoalwater,但当地人都称这里为 Washaway Beach。(wash away 就是冲走的意思)强大的海浪导致原本建在海边平地上的房子都变成了空中楼阁。还有大量的砖房、蛤蜊罐头厂、灯塔和海岸警卫队哨所都掉进了海里。

有人就问了,这些人不是傻么,明知道这里海岸线会被冲走,还要建房?

事实上,这一现象并不是一开始就有的,而是始于 19 世纪初。

当时,人们在通向这个海岸的哥伦比亚河上筑起了一条大坝,而筑坝改变了沙子的移动方式,原本流向海滩的沙子,都被拦下来了。加上当地的工程兵团不断的疏浚船舶航道,导致此处的沙子被海浪冲走后没有补充,所以从那时开始只减不增,最终导致了 20 世纪的海岩侵蚀现象。

同样的事情,现在也发生在长江口。三峡水库的建成,导致长江入海泥沙每年减少一千万吨以上(

)。[1]1994 年三峡大坝开工,1995-2000 年,长江口每年还能增高 6.4cm,但 2000-2004 年就变成了负数,也就是说降低了 3.8cm,而当大坝快建成的 2005 年一年,就下降了 21cm[2]。这加剧减少了长江入海泥沙的数量[3],长三角入海口从淤积为主变为侵蚀为主[4],河口口门区的冲刷加剧。这是国家自然科学基金项目(40576043)、上海市科委重大项目(04DZ19305)和国家重大基础研究发展规划(973)项目课题(2002CB412407)的研究结果。

所以说,题主问题的答案就是,海滩的沙子一直会被冲入海中,但因为有上游的新沙子补充进来,所以长期达到了一个动态平衡(或缓慢变化)罢了。

海滩侵蚀是个别现象么?

大海波浪的往复和潮汐的循环,给我们带来了一种持久性的错觉,认为海岸是不变的。但在世界各地,海岸侵蚀的危机都在发生。德国二战时在法国西海岸上建造的掩体,现在在涨潮时已经全部没入水中。荷兰海岸每年损失大约一百万立方米的沙子,这对一个低于海平面 30%的国家来说是一个大问题。在美国,自 80 年代以来,佛罗里达州西南部地区由细沙组成的海岸线就已经后退了 60 多米[5]

在人类城市化生活以前,自然界遵循着一定的循环规律:不断有沙子从陆地流入海洋,也不断有沙子被海浪冲回海岸。而现在,随着江河流域的城市化(包括地下水循环的破坏),沉积物不再自然地随着雨水冲刷流入海洋。其结果就是海滩的沙子供应减少,从而导致海滩栖息地的丧失。

说点别的:沙子从哪儿来?

我们知道,沙滩是由微小的石头和沉积物(包括石英、花岗岩、长石、角闪长石、云母等等等等一堆奇怪名字的石头材料)组成的,被风雨冲离了山脉后,源源不断地由江河溪流带到海滩上来。一旦这些石头和沉积物到达海滩,它们就会被海浪不断的搅拌和撞击,形成沙子。

你可以从沙子的颜色,猜测它是从哪里来的。像下面这个绿色的沙子,就是来自夏威夷帕帕科利海滩,是由当地火山活动制造的橄榄石经海水打磨内卷后形成的。

10 毫米 x10 毫米的视图。白色颗粒是珊瑚碎片,灰黑色颗粒是玄武岩碎片。

下面这些沙子来自纽约火岛的海滩,除了丰富的石英石(二氧化硅)外,还有深朱红色的石榴石、灰黑色的磁铁矿石和长石,以及少量的黑色电气石、贝壳碎片等。其中石英石和长石都是沙滩的常见成分,意味着它有可能是从离大海数百公里以外的岩石上风化剥落下来的。

除此之外,还有浅粉色珊瑚形成的百慕大粉沙滩[6]、白色压裂砂组成的美国中北部多见的白沙滩等。而大多数棕褐色沙滩是氧化铁(和长石)造成的,氧化铁将石英染成浅棕色。而黑色的沙滩一般来自于被侵蚀的火山岩,如熔岩、玄武岩和其他深色岩石和矿物,通常存在于火山活动附近的海滩上(在夏威夷、加那利群岛和阿留申群岛很常见)。

百慕大沙滩上的粉色贝壳,给海滩带来了独特的粉色。

当然也有一些沙滩比较奇葩,比如夏威夷著名的白沙滩,实际上来自鹦鹉鱼的粪便。它常用鹦鹉般的喙去咬岩石和死珊瑚上的藻类,在肠道中那些不能消化的碳酸钙(珊瑚骨骼)被磨碎,变成沙子被排泄出来。一条鹦鹉鱼每年可以产生数百斤的白沙。