探索“蛇曲”的“脚印”之谜

　　来源：中科院之声

　　先来说说“蛇曲”。首先，“蛇曲”不是蛇，“蛇曲”的“蛇”是名词作形容词，表示其修饰对象具有弯弯曲曲的蛇一样的形态；“曲”则是藏语中河流的通称。顾名思义，“蛇曲”就是一种河流，它具有弯弯曲曲的平面形态特征。

　　“蛇曲”的学名叫弯曲型河流或蜿蜒型河流，这里推荐《中国国家地理》总编单之蔷先生2011年的一篇文章《有一种风景叫“蛇曲”——寻找中国最弯曲的河》。单先生从感叹中国古诗中没有吟咏蛇曲的诗句开篇，提出现如今的大量航片卫片为我们现代人欣赏蛇曲提供了视角。单先生用优美的文笔配以大量漂亮的航空影像和出色的摄影照片，介绍了蛇曲在中国的分布情况，还简要介绍了自由河曲和嵌入式河曲这两种不同类型的蛇曲。

　　总之，“蛇曲”即弯曲型河流，它具有迂回曲折的平面形态特征和蜿蜒蠕动的动态特征。

　　然后我们来说说“脚印”。小小的脚印蕴含大大的道理，相信你也看过一些通过脚印破案的侦探故事。其实在刑侦领域有门学问叫足迹学，足迹专家们能够快速地根据事发现场的脚印，对嫌疑人的身高、体重、年龄的范围等基本信息进行判断。另外，远古动物的脚印可能形成化石，古生物学家可以通过生物足迹的化石分析生物自身的大小以及当时的环境。

　　“脚印”当然是由“脚”或者是穿着鞋的‘脚’，留下的印记。“蛇曲”当然没有脚，但你看看下图，这是美国密西西比河的一段，密西西比河是比较典型的弯曲河流，看它在冲积平原上留下的那些印记，是不是很像一些记录着岁月往事的“脚印”呢？

　　骑过马的人可能尤其会觉得，冲积平原上好像分布了很多“马蹄印”呢！比如要是我来给这些印记命名，我很可能就会称它们为“马蹄铁湖”，不过它们早已经被称作牛轭湖了。

　　牛轭，是牛耕地时套在牛颈上的曲木，现在知道的人应该不多了，但当时为牛轭湖命名的人应该是亲尝过农耕的艰辛和收获的喜悦吧。牛轭湖，其实就是“蛇曲”弯头发生颈口裁弯后废弃的旧河道。表明上看来，这些牛轭湖被“蛇曲”废弃了，其实在发生大洪水的时候，它们还是和主河道“藕断丝连”。

　　牛轭湖和一些河流改道形成的河迹湖，都是重要的动物栖息地，具有不可替代的生态价值和旅游观赏价值。比如内蒙古的乌梁素海，就是黄河改道后留下来的河迹湖，是中国的八大淡水湖之一，也是地球同一纬度最大的湿地，素有“塞外明珠”之美誉。

　　单先生在《有一种风景叫“蛇曲”——寻找中国最弯曲的河》中配那些图主要是为了说明弯曲河流好看，所以他没有给出图像的比尺以及河流的流向。那么，我们在欣赏“蛇曲”卫片的时候，是否可以判断出河流的流向呢？

　　近日，中国科学院地理科学与资源研究所陈东研究员课题组与美国伊利诺伊大学香槟分校的专家在《美国科学院院刊》上发表文章，提出弯曲型河流平面形态能够隐藏的其流向信息。

　　科研人员分析了全世界20个基本不受人类活动干扰的典型“蛇曲”河段，发现小曲率弯道倾向于出现偏向下游的扭曲，而随着弯道向大曲率“蛇曲”发展，上游扭曲则越来越占居主导地位。

　　特别是对一些颈口裁弯形成的牛轭湖来说，统计结果表明其84%都出现了偏向上游的扭曲。所以，通过观察大多数河湾和牛轭湖的扭曲方向就能判断河流的流向。

　　其实早在1955年，就有人在飞机上观察大地上的“蛇曲”，并发现了发育到晚期的弯头具有偏向上游扭曲的趋势。下面这张图贴出的就是当时阐述这一现象的文章全文。

　　当然，50年代的河流地貌学的理论还不完善。弯曲河流的迁移和演化是水、沙、植被以及其他复杂因素共同作用的结果，河湾之所以能从微弯发展到“蛇曲”，从向下游扭曲发展到向上游扭曲，并最后留下“脚印”，是能够在微观上通过河流动力学理论加以解释和说明的。

　　我们的研究并没有止步，下一步科研人员计划探索一下火星上的古河流平面形态。怎么样，是不是很有意思？如果你感兴趣，不妨也来加入我们，一起学习河流地貌学吧！