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海拱如何形成——以及为什么它们最终会坍塌

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Hōlei sea arch, Kilauea, Hawaii, United States
图片: Frank Kovalchek from Anchorage, Alaska, USA · CC BY 2.0 · Wikimedia Commons

要点

海拱在海浪利用岬角中的裂缝和软岩形成的洞穴相互汇合并突破时形成。它们坍塌是因为相同的侵蚀过程永不停止,一个2026年的例子——夏威夷的Hōlei海拱——显示这一过程在几个世纪的海浪作用后在几天内结束。

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海拱是海浪通过岬角侵蚀出通道后留下的岩石桥。这种地貌特征在人类时间尺度上看起来是永久性的,但地质学家将每一座拱视为临时的:构建它的相同力量继续削弱它,直到跨度失败,通常毫无预警。

拱如何被侵蚀形成

根据Diablo Valley College在LibreTexts平台上托管的海洋学课程文本,由于折射,海浪能量集中在岬角上——海浪在通过不同深度的水时弯曲,将其力量集中在突出的岩石上,同时在相邻的海湾失去能量。随着时间的推移,这种不均匀的冲击使不规则的海岸线变直。

在岬角内,海浪和沿岸流利用裂缝、节理和较软的岩层,挖空形成海蚀洞。如果侵蚀穿过狭窄的岬角——或者如果相对两侧的两个洞穴相遇——结果就是一个拱,根据LibreTexts的解释。非抵抗性岩石首先被移除,留下硬岩石作为拱的框架。

拱为什么会坍塌

创建拱的机制与摧毁它的机制相同。海浪继续从海面和内陆两侧攻击变薄的岩石,扩大裂缝并侵蚀跨度,直到重力占上风。当拱的顶部最终倒塌时,水中剩下的是海蚀柱——一根孤立的硬岩柱子,抵抗侵蚀最长的时间,如LibreTexts的海岸地貌材料所述。

地震、热带风暴和人为破坏可以加速一个本来侵蚀过程需要更长时间才能完成的坍塌。Malta的Azure Window说明了这一点:这座石灰岩拱在2017年3月8日的一场大风浪暴风雨中塌入地中海,在此之前当局已经多年禁止游客踩踏它,因为能看到明显的侵蚀迹象,根据Euronews报道。马耳他总理Joseph Muscat当时表示,这个地标一直面临自然侵蚀的风险,最终坍塌的日子已经到来,根据Euronews报道。

一个2026年的例子:Hōlei海拱

最清晰的近期例子是位于Hawaii Big Island上的Hawaiʻi火山国家公园内的Hōlei海拱。公园服务部说,这座90英尺的拱大约550年前通过差异侵蚀——较软的岩石比周围更抵抗的玄武岩磨损更快——被切入古代熔岩流的崖壁中,根据Popular Science的报道,其引用了公园的描述。

拱在坍塌前多年就显示不稳定。附近的悬崖在2018年Kīlauea火山喷发和山顶坍塌期间被损坏,2020年1月出现的新裂缝导致公园关闭了原来的观景区,在2020年3月重新开放了一个更远离边缘的安全观景区,根据国家公园服务局。Tropical Storm Darby在同年从拱的下部敲掉了一块岩石,Big Island Now报道。

该拱在周三2026年9月23日被确认仍然屹立,但在周日晚上2026年9月27日已经坍塌,公园服务部说。官员们表示,失败的确切时刻不得而知,可能发生在公园因Tropical Storm Nolo关闭期间,根据Big Island Now。

游客必须远离封闭区域和不稳定且可能在没有警告的情况下坍塌的悬崖边缘。

— Hawaiʻi火山国家公园,国家公园管理局声明

关键阶段对比

从岬角到海蚀柱:拱形成和消亡的阶段
阶段发生的情况驱动过程
岬角海浪将能量集中在突出的岩块上海浪折射
海蚀洞裂缝和软岩被挖空差异侵蚀
海拱侵蚀穿过岬角,留下一座桥来自两侧的持续海浪冲击
坍塌拱顶在其自身的弱化结构下失败持续的侵蚀,通常因风暴或地震而加速
海蚀柱孤立的硬岩柱子残留较弱拱材料的移除

Hōlei海拱的情况符合这一序列:一座550年历史的拱,已经因风暴和地震破坏而变薄,一旦热带风暴增加新的压力,就在四天的窗口内完全失败,根据国家公园管理局和Big Island Now提供的时间表。

常见问题

海拱到底是什么?
这是一座岩石桥,当海浪侵蚀完全穿过岬角形成通道时形成,在其上方留下敞开的岩石,如LibreTexts的海岸地貌材料所述。
是什么导致海拱最终失败?
创建拱的相同海浪作用和侵蚀过程继续从两侧削薄岩石,直到它不再能支撑自身重量;风暴、地震和开裂加速了失败,正如Hōlei海拱和Malta的Azure Window所见。
拱坍塌后岩石会发生什么?
抵抗侵蚀最长的硬岩被留在水中,单独屹立成海蚀柱,根据LibreTexts的海岸侵蚀概览。
Hōlei海拱坍塌时有多老?
国家公园管理局和Popular Science报道该拱大约在550年前形成,被太平洋海浪切入古代熔岩流。
Hōlei海拱何时坍塌,为什么?
它在2026年9月23日仍然屹立,到2026年9月27日已经坍塌;国家公园管理局表示,多年的悬崖不稳定、2018年地震破坏和2026年热带风暴关闭可能都有贡献,虽然失败的确切时刻不得而知。

来源

  1. National Park Service — Hōlei Sea Arch Collapses in Hawaiʻi Volcanoes National Park
  2. Popular Science — Hawaii's 550-year-old Hōlei Sea Arch collapses into the ocean
  3. Big Island Now — Hōlei Sea Arch collapses in Hawaiʻi Volcanoes National Park
  4. LibreTexts (Diablo Valley College, Ocean 101) — Landforms of Coastal Erosion
  5. Euronews — Malta's Azure Window rock formation collapses into the sea

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