體驗地質趣

風生水起　談淘選作用

河流下游水流慢，搬運能力降低，因此有大量泥沙堆積。

　看到標題請別誤會，今天不是談風水，而是探索風和水搬移地表物質作用的現象。

流水帶來的河床變化

　溪流從上游山區、中下游的丘陵和平原，一路到出海口，不但地勢高低、河道寬度，以及水流快慢等不同，最明顯差異，就是溪床上堆積的物質。

　高山的溪谷總是陳列形狀不規則的巨石，中游溪床上的主角換成圓滾滾的鵝卵石，下游和河口附近見到的幾乎全是泥砂。不同溪流在相同河段的堆積物，形狀和尺寸往往大同小異，彷彿經過刻意挑選一般。

　動手做個簡單實驗，就能理解上面的敘述：將泥砂和礫石混合堆成小土堆，從上方倒水，泥砂被水推向較遠的位置，顆粒較大的礫石卻只移動一小段距離；想把礫石沖得更遠，就得倒更多水。

　溪水的流速不同，能夠搬運的物體大小也不同，這種現象被稱為「淘選作用」。

海灘上的沙粒被風吹動，貼近地表移動。

從海灘觀察波浪大小

　不管河水還是海水，只要流水就有淘選能力；像是不同海灘有不同的堆積物，就是由大小不同的海浪造成。

　以沙粒為主要堆積物的沙灘海域，沿岸海底深度通常較淺，海浪力量小，所以海水只能搬動沙子；有些海灘是礫灘，岸上布滿鵝卵石，這種海域的水深通常較深，海浪力量大，泥沙早就被捲走，海灘上只剩下體積較大、不容易搬運的礫石。

　然而，海浪可以不斷沖刷鵝卵石，日積月累，礫灘上的石頭不斷被撞擊、碎裂，最後「化整為零」被捲走。

海灘上的堆積物以鵝卵石為主，表示這個海域水深浪大。

飛沙走石的淘選現象

　與流水相比，風的淘選本領不遑多讓。在東北季風呼嘯的冬季，沿海平原、海濱沙灘和乾涸溪床等地，常上演「飛沙走石」的戲碼。

　強風吹襲下，細小的塵土被輕鬆捲起，隨風飄向遠方；顆粒較粗的沙子雖不至於漫天飛揚，卻也展現「輕功地上飄」的本事，以懸浮方式貼近地表高速移動；至於顆粒更大的小石頭，由於較重而無法飄浮，就只能在地面上跳動或滾動。

　「飛沙走石」就像形容風的淘選作用，但除非風勢夠大或沙石夠小，否則「沙」大多只能貼著地面「飛」；能夠被風推「走」的「石」頭，也都是不大的小礫石。再大一點的石頭，風可就搬不動了！

土石流沖刷下來的物質大小差距很大，淘選效果差。

不同力量的淘選效果

　淘選效果是說經過淘選後，堆積物大小的平均程度；如果同地點的堆積物大小差別很大，代表淘選效果差，堆積物大小相近，則表示淘選效果好。

　風的搬運能力雖然比水流弱，無法搬運較重的物質，但風力淘選效果優於流水。舉例來說，鵝卵石是河流中游的主要堆積物，河床上的鵝卵石仍能輕易看出有大有小；但我們來到海邊，觀察風堆起的沙丘，隨意抓一把沙子觀察，清一色都是大小相近的沙粒，幾乎看不到顆粒更大的礫石，也摸不到較細滑的塵土，比起河水，風的淘選能力堪稱完美。

　不過，比上不足比下有餘，和挾帶大量礫石和爛泥的「土石流」相比，河水的淘選能力還是相當不錯。