كيف تتشكل الشلالات؟
بمرور الزمن، يمكن لقوة المياه المتدفقة أن تحفر من الأرض قنوات وتشكّل صخوراً صلبة
يزور شلالات نياغرا Niagara Falls 12
مليون شخص سنوياً
تتشكل الشلالات عبر عملية طبيعية تسمى التآكل Erosion، حيث تبلى الطبقات المختلفة من الصخور بمعدلات مختلفة. تتآكل الصخور الصلبة، مثل الغرانيت Granite، بوتيرة أبطأ بكثير من الصخور الرخوة مثل الحجر الرملي. على مدار آلاف – إن لم يكن ملايين – السنين، يؤدي مجرى مائي- مثل نهر – بشكل طبيعي إلى تآكل القاعدة الصخرية Bedrock التي يتدفق فوقها. فإذا كانت القاعدة الصخرية مؤلفة من طبقة علوية من الصخور الصلبة مع طبقات رخوة تحتها، ستخترق المياه في نهاية المطاف الصخور الصلبة وتلتقي بالصخور الرخوة أسفلها. ويؤدي ذلك إلى تآكل الصخور الرخوة بوتيرة أسرع بكثير من الطبقة العليا، مما ينحت في النهاية انخفاضاً يشبه الجرف، والذي تتدفق المياه فوقه.
تعني قدرة المياه على نحت الصخور بهذه الطريقة أن الشلالات يمكنها اتخاذ العديد من الأحجام والأشكال المختلفة، اعتماداً على البيئة المحيطة والخصائص الجيولوجية المستبطنة. ففي أستراليا، مثلاً، تتدفق شلالات ميتشل Mitchell Falls فوق 4 مستويات وتخترق الأحجار الرملية التي تُفضي إلى نهر ميتشل. لكن في متنزه يلوستون الوطني Yellowstone National Park في غرب الولايات المتحدة، تشكّل المياه المتدفقة عبر شلالات يونيون Union Falls مروحة عملاقة وهي تتدفق عبر مخرج ضيق.
قد تحصل الشلالات أيضاً على مساعدة من العمليات الجيولوجية الأخرى. يمكن للزلازل، مثلاً، أن تُحدث شقوقاً في القاعدة الصخرية التي يتدفق فوقها سبيل مائي، كما هو الحال في شلالات وايريري Wairere Falls في نيوزيلندا، التي تصب فوق صدع أوكاويا Okauia Fault. وكذلك يمكن للأنهار الجليدية والبراكين أن تنحت الصخور وتسبب تآكل الممرات التي تُفضي إلى السبل المائية، ومن ثم تشكل شلالات.
شلالات تحت الماء
قد يبدو من المستحيل وجود شلال تحت الماء، لكن بفضل بعض الظواهر الفيزيائية الغريبة، يصير هذا ممكناً. في الواقع، يوجد شلال هائل من هذا النوع بين غرينلاند وآيسلندا. يشتمل قاع البحر المتموج بين هذين البلدنين، المعروف بشلال مضيق الدنمارك Denmark Strait cataract، على قمة نتجت غالباً عن التقاء درجتي حرارة مختلفتين للمياه. على الجانب الشرقي من القمة، تكون المياه القادمة من آيسلندا أبرد، عند نحو درجتين سيليزيتين، وأكثف من المياه الدافئة التي تبلغ حرارتها 4 درجات سيليزية من الجانب الغربي المقابل للقمة. ويؤدي هذا الاختلاف في الكثافة إلى تدفق المياه الشرقية الباردة فوق التلال و”سقوطها“ بطول الجانب الغربي من وجه القمة.
ماصّة فموية مُعدّلة لتسلق شلالات يبلغ ارتفاعها 100 متر.
نحت الصخور
كيف تنحت المياه الصخور المختلفة لتشكل شلالاً متدفقاً
1 الصخور الصلبة Hard Rock
تتشكل الشلالات عندما تمر المياه فوق الصخور الصلبة الموجودة فوق صخور رخوة.
2 الصخور الرخوة Soft Rock
تتآكل الصخور الرخوة، مثل الحجر الرملي أو الحجر الطيني، بوتيرة أسرع بكثير من الصخور الصلبة.
3 الدرجات Steps
تبدأ المياه من النهر أو المجرى في تشقيق الصخور الرخوة لتكوين درجة يبدأ بها تدفق المياه إلى الأسفل.
4 التحاتّ Undercutting
بمرور الزمن، تسبب المياه المتساقطة حتّ الصخور الرخوة من أسفل الطبقة العليا الصلبة.
5 الانهيار Collapse
تخلق الصخرة المعرضة للتحات بروزاً Overhangمن الصخور عند حافة الشلال، والتي تتشقق وتسقط في النهاية.
6 البركة الغطسية Plunge Pool
عندما تسقط المياه تحت تأثير الجاذبية، فإنها تسبب تآكل الصخور الموجودة في القاع وتحولها إلى بركة عميقة.
7 حافة متراجعة Receding Edge
تستمر الصخور القاعدة الصلبة الموجودة أسفل المجرى المائي في الانحسار مع تحرك المياه فوقها.
5 حقائق عن
الشلالات المحطمة للأرقام القياسية
1 الأطول
يوجد أطول شلال بري في العالم في فنزويلا، ويسمى كيريباكوابي ميرو Kerepakupai Merú، ويعرف أيضاً بشلالات أنجل. يبلغ إجمالي انخفاض أطولها 979 متراً.
2 الأعرض
تمتد شلالات خون فافينغ Khon Phapheng Falls في لاوس على مسافة 10,783 متراً، وهي أعرض شلالات العالم على الإطلاق.
3 أطول انخفاض منفرد
يقع صاحب الرقم القياسي لأطول شلال ساحلي في جزيرة مولوكاي Molokai في هاواي، والتي تسمى شلالات أولوبينا Olo’upena Falls. تسقط المياه من ارتفاع 900 متر، من أعلى المنحدرات البحرية في العالم، إلى
المحيط الهادي.
4 الأكبر من حيث الحجم
يضخ مضيق الدنمارك 5 ملايين م3 من المياه في الثانية، مما يجعله أكبر شلال من حيث الحجم. ويوجد الشلال على عمق نحو 3,505 أمتار تحت مياه المحيط الأطلسي.
5 أعمق بركة غطسية
عند قاعدة الشلالات في بيرث كانيون Perth Canyon بأستراليا، توجد بركة غطسية يبلغ عمقها نحو 300 متر.
