WATERFALLS

Waterfalls

Waterfalls are places where rivers or streams direct their flow over vertical drops. They have always been a lure for their scenic beauty or, in the case of the biggest, their ability to showcase nature’s might and majesty. Niagara Falls, on the border of Canada and America (discharging the most water of all), is a magnet for visitors, as is Victoria Falls, also straddling an international boundary between Zimbabwe and Zambia, and presenting the single largest sheet of falling water in the world. Similarly, the remoteness and inaccessibility of the highest waterfall, Angel Falls, located deep in the middle of the Venezuelan jungle, has not stopped it from becoming one of the country’s top tourist attractions.

There are many possible causes of waterfalls, but a common one is differences in rock type. When a river flows over a resistant rock bed, erosion is slow, but with the complex geological faulting of the Earth’s surface, softer patches of rock can be exposed. The water cuts into this, resulting in a minor turbulence at the boundary, stirring up pebbles and grit from the riverbed, which increases the erosive capacity of the current. And so a process begins whereby the river takes on two tiers, or levels, and a waterfall is born. Other more abrupt causes of waterfalls are earthquakes or landslides, which create fault lines in the land, or divert watercourses, respectively. Additionally, during past ice ages, glaciers scoured out many deep basins. These glaciers may have disappeared, but their feeder rivers can continue to flow as waterfalls into the remaining depressions.

Obviously then, waterfalls come in a variety of shapes and sizes, as different as the local geology in which they are found, and this has resulted in an abundance of descriptive terms. The word ‘cataract’ refers simply to a large powerful waterfall, while a ‘cascade’ descends a series of rock steps. If these steps are very distinct, it is a ‘tiered waterfall’, and if each step is larger still, of approximately the same size, and with a significant pool of water at each base, it is known as a multi-step waterfall’. If the falling water engages with the rock face, it often widens, to be called a ‘horsetail waterfall’, while if it does not touch the rock face at all, it is a ‘plunge waterfall’ — often the most picturesque.

Regardless of such differences, all waterfalls have in common a vertical height and average flow of water. These features, taken together, are a measure of the waterfall’s power, quantified using a ten-point logarithmic scale. Giant falls, such as Niagara, are graded at the very top of this scale, find smaller falls, which may occur in town creeks, at the bottom. Another common feature of larger falls is a ‘plunge pool’. This is caused by the rubble at the base of the falls, which is stirred and broken into smaller pieces. In the never-ending eddies and whirlpools, these pieces scour out a deep underwater basin. An interesting consequence is that such falls are in the process of retreat, since the softer material at the lower face suffers undercutting. This gives rise to rock shelters behind the falling water, which steadily become larger until the roof collapses, and the waterfall retreats significantly backward into the Earth.

Of course, to people at large, a waterfall seems fixed and forever. Erosion is indeed a slow process; however, given a sufficiently powerful waterfall and the right sort of rock, the retreat can be over a meter a year. This would be clearly observable over a person’s life time, and a fast-motion view, spanning several decades, would see an essentially unchanged height of falling water burrowing backwards with surprising evenness. Since this motion is towards higher elevations or through more hilly terrain, a host of geological features can be laid in the waterfall’s retreating path. Victoria Falls are a prime example, with its lower reaches characterised by spectacular islands, gorges, and rock

Thác nước

Thác nước là nơi mà sông hoặc suối hướng dòng chảy theo phương thẳng đứng. Đây luôn là địa điểm thu hút bởi quang cảnh đẹp, hoặc  bởi khả năng thể hiện sức mạnh và sự hùng vĩ của thiên nhiên ở những con thác lớn nhất. Thác Niagara ở biên giới Canada và Mỹ (thác xả nhiều nước nhất), là một nam châm thu hút du khách, cũng như Thác Victoria, cũng nằm giữa ranh giới quốc tế giữa Zimbabwe và Zambia, và là nơi có dòng nước đổ lớn nhất ở thế giới. Tương tự, vị trí xa xôi và khó tiếp cận của thác nước cao nhất, thác Angel nằm sâu giữa rừng rậm Venezuela, đã không ngăn nó trở thành một trong những điểm thu hút khách du lịch hàng đầu của đất nước.

Có nhiều nguyên nhân có thể tạo nên thác nước, nhưng phổ biến là sự khác biệt về loại đá. Khi một con sông chảy qua một lớp đá có độ chống chịu tốt, quá trình xói mòn diễn ra chậm, nhưng với hiện tượng đứt gãy địa chất phức tạp của bề mặt Trái đất, các mảng đá mềm hơn có thể lộ ra. Nước cắt vào vùng này, dẫn đến nhiễu động nhỏ ở cạnh, khuấy động đá cuội và sạn từ lòng sông, làm tăng khả năng ăn mòn của dòng chảy. Và do đó, một quá trình bắt đầu, theo đó con sông gánh vác hai tầng, hoặc hai cấp, và một thác nước được sinh ra. Các nguyên nhân hình thành thác nước bất ngờ khác là động đất hoặc lở đất, lần lượt tạo ra các đường đứt gãy trên mặt đất hoặc làm chuyển hướng các dòng nước. Ngoài ra, trong các kỷ băng hà ở quá khứ, các dòng sông băng đã tạo ra nhiều lưu vực sâu. Những con sông băng này có thể đã biến mất, nhưng các nhánh sông của chúng vẫn có thể tiếp tục chảy thành các thác nước vào các vùng trũng còn lại.

Rõ ràng khi đó, thác nước có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, cũng giống như vùng đất địa phương nơi chúng được tìm thấy, và dẫn đến vô số thuật ngữ mô tả nó. Từ “cataract” đơn giản được dùng để chỉ một thác nước lớn và mạnh, trong khi thác “cascade” thì đổ xuống một loạt các bậc đá. Nếu các bậc này riêng biệt rõ ràng, thì đó gọi là “tiered waterfall”, và nếu mỗi bậc này vẫn lớn hơn nữa, có kích thước xấp xỉ nhau và đều chứa một vũng nước đáng kể, thì nó được gọi là “multi-step waterfall”. Nếu nước đổ xuống hòa vào vào mặt đá, và thường lan rộng ra, đây được gọi là “horsetail waterfall”, trong khi nếu nước đổ hoàn toàn không chạm vào mặt đá, đó là “plunge waterfall” – thường chính là loại thác nước đẹp nhất.

Bất kể sự khác biệt như vậy, tất cả các thác nước đều có điểm chung là chiều cao thẳng đứng và lưu lượng nước trung bình. Khi kết hơp với nhau, các đặc điểm này là thước đo sức mạnh của thác nước, được định lượng bằng thang đo logarit mười điểm. Những thác khổng lồ chẳng hạn như Niagara được xếp đầu thang đo này, ở thang dưới cùng là dốc nước nhỏ ở cách con lạch làng. Một đặc điểm chung khác của những thác lớn hơn là một “plunge pool” ( hồ thác). Hồ này được hình thành do đá vụn ở chân thác bị khuấy động và vỡ ra thành nhiều mảnh nhỏ hơn. Trong các dòng xoáy và xoáy nước vô tận, những mảnh này lan rộng tạo ra một vực sâu dưới nước. Một hệ quả thú vị là nhữngcon thác như vậy đang trong quá trình đổ lùi, vì các chất mềm hơn ở mặt dưới bị cắt xén. Điều này hình thành các hầm đá phía sau dòng nước đổ xuống, chúng ngày càng lớn hơn cho đến khi phần mái sụp đổ, và thác nước đổ lùi đáng kể về sau, sát vào đất.

Tất nhiên, với phần lớn mọi người, một thác nước dường như cố định và trường tồn. Xói mòn thực tế là một quá trình chậm; tuy nhiên, với một thác nước đủ mạnh và với loại đá nhất định, mức độ đổ lùi có thể lớn hơn một mét mỗi năm. Quá trình này có thể được quan sát rõ ràng bằng thời gian của một đời người, và nếu quan sát quá trình này trong nhiều thế kỷ ở chế độ tua nhanh, ta sẽ thấy dòng nước đổ không đổi độ cao, nhưng sẽ dần hướng vào trong với độ đồng đều đáng ngạc nhiên. Vì chuyển động này hướng đến độ cao cao hơn hoặc qua nhiều địa hình đồi núi hơn, một loạt các đặc điểm địa chất có thể được hình thành trên đường đổ lùi của thác nước. Thác Victoria là một ví dụ điển hình, với vùng hạ lưu đặc trưng bởi những hòn đảo, hẻm núi và các hình dạng bố trí đá