长江三角洲的形成：地球自转偏向力和长江泥沙的万年作用

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钱维宏 北京大学物理学院

每当提及长江三角洲，我们脑海里常常会浮现出繁华都市，还有稠密水网以及肥沃平原 ，这片土地北起新通扬运河，南至杭州湾北岸，其总面积大约是5.18万平方千米，它是中国经济的核心引擎，也是“鱼米之乡”的鲜活范本。这个广袤的平原，它经历了长久的诞生与成长历程，然而知晓其背后缘由者甚少，在这漫长过程中，一场持续达上万年之久的“自然工程”起着关键作用，这场工程中，长江那奔腾不止有着不息水流携带泥沙的力量影响极大至关重要，另外，还有一种力量，它无形无声，既看不见又摸不着，却一直实实在在发挥着作用，此即地球自转偏向力，它也是主导这场工程的重要因素之一。

如若要去读懂长江三角洲的发展情形，那么首先就得回到它的那个“起点”之处。在一万年以前的时候，末次冰期宣告结束，海平面出现上升的状况，那个时候的长江河口其实还是一个规模巨大的喇叭形状的海湾，现如今的太湖、洪泽湖、高邮湖，那个时候都依旧沉浸于海水当中；而在这些湖泊以东的苏北平原，以及太湖到杭州湾顶端以东的江南平原，在那个时候也统统都是一片汪洋大海。一直到距今6000年前，海平面渐渐趋于稳定，长江从上游携带而来的巨量泥沙开始大规模地充填这个大海湾，长江三角洲的“建造工程”这才正式地拉开了序幕。

在这个时候的长江口，就好像如今的杭州湾那般，江面十分宽阔呈现出喇叭形状舒展开来，那个时候的南京大概等同于现在杭州所处的位置，而镇江、扬州仿若当今杭州湾两旁的慈溪与海盐，属于河口湾的边缘区域，也是在这个阶段之时。这条贝壳沙堤，贯穿镇江、常州、太仓、嘉定、松江、金山、平湖一线，是海浪与长江泥沙共同作用的产物，它以西的太湖平原早已成陆，以东则仍是浅海与潮滩，成为长江南岸最早的成陆边界，见证了三角洲最初的雏形。

地球自转偏向力，才是真正决定长江三角洲演变方向、塑造其地貌格局的因素。在北半球，地转偏向力会让作水平运动的物体向右发生偏转。对于自西向东奔腾流淌的长江来讲，这股力呈现为持续向南的“推力”。江水持续不断地向右岸，也就是南岸进行冲刷。而左岸就是北岸，由于水流速度减缓，成为了泥沙淤积的“温床”。这份无形的力量，好似一名精确的“设计师”，于往昔6000年当中，掌控着长江河道（粗黄虚线之标示）的演化迁徙，遗留下了清晰能够分辨的五个显著向南弯折的迹象，且一步步“塑造”出了这片平原。

第一个痕迹，是处在扬州周边的扬中痕迹。六千年前，扬中位列长江出海口当中，长江下泄的泥沙顺着水流径直入海，最深的槽道（红虚线）经由扬中穿过海陵（今泰州）、海安，一直延展到角斜与弶港之间的麻虾套，这便是当年深槽遗迹的延续；而1958年开凿的新通扬运河，正是依循着这条古深槽的痕迹修筑的。多水期时，长江上游水流加快，长期历经来自此处的冲击，再加上地转偏向力持续发挥作用，致使长江河道在此处出现极为明显的向南偏折，进而留下了三角洲发展的第一道“印记”。

第二个痕迹，是江阴痕迹，大约在公元三世纪前后，长江流量进入稳定期，江水从江阴直接入海，形成了向东延伸的深槽，也就是红虚线，其尾端痕迹便是如今吕泗港，也就是吕四港凹进陆地的海湾，这一时期后，长江流量偏大，下泄的泥沙量也大，水流速度较快，地转偏向力的作用也更为明显，江北，也就是长江左岸因泥沙淤积逐渐形成陆地，而江阴东侧则出现了长江的第二个向南拐弯痕迹。

首先，存在第三个痕迹，它是海门痕迹。接着，到了唐武德元年前后，长江流量再次进入稳定期，江水从海门入海，进而形成了如今北支口的深槽，也就是那红虚线所示的部分，而那时崇明岛尚未形成。随后，在近千年的时间里，长江流量持续增加，由于地转偏向力，长江再次向南偏转，左岸的泥沙不断淤积，渐渐形成了崇明岛，海门东侧也由此留下了第三个拐弯痕迹。最后，如今的北支口，将来也会慢慢演变成像角斜、吕泗港那样凹进陆地的海湾，持续着三角洲的演变规律。

第四个遗迹，乃是宝山遗迹。步入19世纪，长江流量再度趋向稳定 ，江水经由宝山流入大海 ，造就了现今的北槽口 ，此刻崇明岛已然基本成形。近百年间 ，长江流量有所增多 ，地球自转偏向力持续促使长江向南偏移 ，北槽南侧的江心洲逐渐形成 ，宝山以东便呈现出第四个向南弯折的痕迹 ，而往昔的深槽（红虚线） ，即为如今宝山向东的北槽。

第五个痕迹，是外四码头痕迹，如今，外四码头以东长江主流向南偏移的痕迹愈发清晰，这里存在向南拐弯，此向南拐弯与南槽口痕迹，共同构成了长江三角洲上长江走向的第五个印记，并且延续着过去6000年的 演变逻辑。

这五个拐弯，以及海湾成对出现的痕迹，不单单是长江河道变迁的见证，还更加清楚地呈现了地转偏向力与水沙搬运的协同作用：长江所携带的泥沙，本是在地心引力势能差的作用之下，朝着东的方向下泄，接着又在地球自转偏向力偏向南的推力作用下，河道持续向南做出拐弯的动作；海水的天文潮以及气象潮，又进一步让这一过程变得更加剧烈——涨潮之际，海水顺着长江入海之后的深水槽，朝着西的方向流动，对深水槽北侧展开冲刷；落潮之时，海水则对深水槽（蓝虚线箭头）南侧进行冲刷，致使角斜、吕泗港、北支口等这样子的海湾，都形成了朝着东南方向展开的喇叭口形状，和最初的长江口遥遥相互呼应。

除了河道出现拐弯这种情况之外，地转偏向力还判定了长江三角洲南北两岸有着不一样的发展命运。长江主流因长期朝南偏移，致使南岸一直是“冲刷岸”，水流湍急，难以淤积，故而其成陆速度远比北岸慢，岸线颇为稳定，还造就了南岸诸多深水岸线，为港口建设提供了极为优越的条件；北岸是“淤积岸”，水流平缓，泥沙大量堆积，生成了一连串沙洲，从古代的胡逗洲、东布洲，到后来的海门诸沙、启东诸沙，这些沙洲持续合并、扩大，最终靠向北岸，达成“并岸成陆”。关于扬州、泰州、南通、海门、启东，它们依次的成陆顺序是从西到东，是一段一段逐步推进的，并且其成陆时间要远远晚于南岸，这就是核心原因所在。

从于地质历史的角度予以观察，长江三角洲的发展大体上能够划分成三个阶段，其中，末次冰期之后，也就是大约在 1 万年前的时候，海平面处于稳定状态，泥沙开始对海湾实行充填，进而奠定了三角洲的基底；在距今 7000 至 2000 年这个时间段，河口沙坝得以形成，长江出现分汊的情况，沙坝与陆地合并，汊道发生淤塞，太湖平原以及长江下游平原逐渐形成陆地，形成了低洼水网的格局；在近 2000 年期间，三角洲迅速朝着海洋方向推进，崇明、长兴、横沙等岛屿先后形成并且逐步与岸合并，海岸线持续向东推进，上海市区、浦东、江苏沿江的大片土地，皆是由泥沙“生长”出来的新陆地。而这一整个的过程，都无法脱离地转偏向力针对水沙搬运所进行的调控，它决定了泥沙的淤积方向，塑造了河道的走向，甚至对水系的分布产生了影响。

作为长江三角洲“建造者”的泥沙，它的搬运以及沉积，不但塑造，了地貌，还孕育出了这片土地的文明跟繁华。长江三角洲的地势极其低平，平均海拔是低于10米的情况，河网密度达到了6至8km/km²；以，太湖作为核心，长江干流、钱塘江、京杭大运河在这个地方实现贯通，滩涂和湿地广泛分布，肥沃的水稻土、潮土，为“鱼米之乡”奠定了基础；属于典型的亚热带季风气候，雨热是同期的，作物能够一年两熟，这又进一步滋养了这片土地。史前文明的演进，和由泥沙造就的平原关联甚大，从马家浜文化的人工灌溉稻田、葛布开始，再到崧泽文化的发展，接着是良渚文化的复杂水利系统与玉琮礼器，还有中国最早（约5300 - 4500年前）的科技痕迹——良渚观象台。这些早期文明都依靠泥沙堆积形成的微地貌，在这片土地上生根发芽。

然而，进入近现代以来，长江三角洲的发展出现了新的变动，三峡工程展开建设，实施了水土保持举措，各类水库起到拦截作用，长江入海泥沙量显著减少，这一变动致使长江三角洲的发展模式由“进积造陆”转变为“侵蚀后退”，岸线侵蚀、滩涂萎缩、河口冲刷等问题愈发凸显，泥沙从以往的“塑造者”变为如今稀缺的资源，成为长三角防洪、防潮、生态保护的关键限制。

那么，长江三角洲在未来会怎样去发展呢？要是不把人工截流泥沙所产生的影响考虑进去，在地球自转偏向力一直持续发挥作用的情况下，未来长达6000年的时间里，长江入海口会朝着东南以及向南的方向持续偏移，并且还会再度出现全新的拐弯以及海湾的痕迹，最终长江入海口（黄虚线箭头）有可能会在舟山群岛和宁波两者之间出现，而杭州湾也会慢慢地缩小，最终会变成一个类似于太湖的内湖——杭州湖。即便是受到了，人工截流所带来的那些影响，长江中上游，依旧存在着大量泥沙，会随着河流，流入大海之中，这种情况，或许会延迟，一直到上万年，不过呢，仍然没有办法改变，地转偏向力所拥有的“推手”那样的作用，依旧会持续不断地，去塑造这片土地往后的未来。

遥望长江三角洲的发展进程，历经上万年的海湾填充，经过六千年的河道变动，有着无数泥沙的堆积以及搬运。这背后，有着地球自转偏向力的悄然推动。它没办法看见，也没办法触摸到，然而却凭借一种恒定的力量，支配着这片土地的诞生以及成长，塑造出了这里的地形、水系与文明。如今，长江三角洲依旧在发生演变，泥沙的变少致使它从“成长”转变为“守护”，可是那份源自于地球自转的力量，仍旧会持续撰写这片土地往后的篇章。若要询问地球自转偏向力源自何处，它源自宇宙大爆炸那般时刻，每个粒子具备的矢量力，所产生的法向分量。

说不定，当处于长三角的水乡古镇、热闹都市中悠然踱步，或者远远望着长江入海口那波澜壮阔之景视野时，相当少会去思索，这所有的背后，全隐匿着一场历经了万年的“自然协作”，长江的水跟沙，于地球自转偏向力的引导之下，逐步地“塑造”出了这块人间肥沃良田，还孕育出了源自此地的特有生机与繁荣景象。