Почему русла рек имеют так много изгибов?

По сравнению с бурными ручьями, стекающими с гор, реки, извивающиеся по равнинам, могут показаться спокойными и ленивыми. Но горные потоки сдерживаются крутыми стенами долин, которые они прорезают.

Их русла буквально высечены в камне. На открытых равнинах каменные стены уступают место мягкой почве, позволяя рекам менять свои берега. И формировать собственные, постоянно меняющиеся русла, направляя их в сторону моря. Русла, которые почти никогда не идут прямолинейно.

Но если вода любит выбирать путь наименьшего сопротивления, какой смысл в том, чтобы река так сильно изгибалась?

Если вы когда-нибудь обращали внимание, вы, вероятно, замечали, что реки редко бывают прямыми. И многие из них имеют значительные изгибы.

Некоторые реки изгибаются вокруг скал, холмов и других естественных форм рельефа.

Но даже довольно прямая река без помех со стороны рельефа будет иметь тенденцию образовывать изгибы, называемые меандрами. Почему же это так?

Почему реки изгибаются на равнинной местности?

Не было бы проще, если бы река уносила все содержимое прямо в море? Но этого просто не происходит. Потому что для того, чтобы превратить прямой участок реки в изогнутый, достаточно небольшого препятствия и течения времени. И в природе есть и то, и другое.

Вода может начать течь по относительно прямой линии вниз по склону. Но даже небольшие препятствия вдоль берега изменят путь. Это может быть камень, упавшее дерево или даже просто слабое место на берегу. Но все эти вещи изменят течение воды.

Предположим, например, что на берегу реки вырастает небольшое дерево, которое никому не причиняет вреда. Но спустя 20 лет большое дерево ослабляет берег, который в конечном итоге обрушивается и сползает в реку.

Вода протекает через вновь созданную полость, удаляя свободные куски почвы и заставляя полость увеличиваться. Что заставляет воду течь немного быстрее и удалять еще больше почвы с берега… и так далее.

Это приводит к тому, что течение реки становится неоднородным, а максимальный поток концентрируется на одной стороне реки. Чем больше речной поток отклоняется в расширяющуюся яму на одном берегу и от берега на другом берегу, тем больше течение там замедляется.

На внешней стороне изгиба вода течет быстрее, чем внутри изгиба. Вода размывает часть берега реки и переносит осадок вниз по течению. Однако на внутренней стороне изгиба вода течет медленнее.

А поскольку медленно текущая вода не может переносить мелкие частицы, которые может переносить быстро текущая вода, эти частицы оседают на дно. И делают течение там более мелким и еще более медленным. И это продолжает накапливаться до тех пор, пока внутри этого берега не образуется новый участок суши.

Итак, на одной стороне кривой (внутренней) происходит осаждение. Это означает, что осадок откладывается. На внешней стороне кривой происходит эрозия. Эффект всего этого в том, что изгиб реки со временем становится больше!

Тем временем быстро движущаяся вода у внешнего берега совершает поворот. Набирая достаточную скорость, чтобы пересечь русло реки и врезаться в другой берег, где она начинает описывать еще одну кривую. А потом еще одну, а потом еще одну… Другими словами, через 30 лет этот процесс способен изменить все течение реки.

Извилистые реки

Чем шире река, тем большее расстояние требуется течению, чтобы перекинуться на другой берег. И тем больше расстояние вниз по течению до следующего поворота. На самом деле, измерения извилин по всему миру выявляют удивительно постоянную закономерность. Длина S-образной извилины, как правило, в шесть раз превышает ширину реки.

Как и во многих вещах в природе, в том, как извиваются реки, есть фрактальная закономерность.

Поэтому небольшие реки с извилинами, как правило, выглядят как миниатюрные копии своих более крупных собратьев. Пока ничто не будет мешать извилинам, их изгибы будут продолжать расти и расти, пока не встретятся и не соединятся.

Когда это происходит, река выбирает самый прямой путь вниз. Оставляя после себя остаток в форме полумесяца, называемый “подковообразным озером” или мертвым рукавом.

Когда это происходит, создается новое, почти прямое русло реки. Которое углубляется по мере ускорения течения воды. Поскольку путь становится короче, а извилистый изгиб исчезает.

Когда отложения окончательно перекрывают срез русла реки, образуется мертвый рукав. Этот процесс происходит с течением времени, имеет различную продолжительность – от нескольких лет до нескольких десятилетий. И иногда может быть по сути статичным.

“Подковообразное озеро” без водоснабжения обычно погибает. А даже самая быстрая и полноводная река продолжает свой путь формирующийся по милость всего того, что она несет в себе.

Так что в следующий раз, когда вы будете рисовать свою реку, убедитесь, что она не течет слишком прямолинейно! Позвольте ей изгибаться и немного извиваться.