شلال

ينص نموذج الغطاء الصخري لتكوين الشلالات ^{[ 16 ]} على أن النهر يجري فوق صخور أساسية مقاومة ، ويحدث التعرية ببطء، وتسيطر عليها تأثيرات الرواسب المنقولة بالماء على الصخور، بينما تحدث التعرية بشكل أسرع في اتجاه مجرى النهر. ^{[ 10 ] [ 17 ]} ومع ازدياد سرعة مجرى الماء عند حافة الشلال، قد يجرف مواد من قاع النهر، إذا كان القاع متصدعًا أو أكثر عرضة للتعرية. ويمكن للتيارات المائية والقفزات المائية عند قاعدة الشلال أن تولد قوى كبيرة لتعرية القاع، ^{[ 18 ]} خاصة عندما تتضخم هذه القوى بفعل الرواسب المنقولة بالماء. وتركز الشلالات ذات الشكل الحذوي التعرية في نقطة مركزية، مما يعزز أيضًا تغير قاع النهر أسفل الشلال. ^{[ 19 ]}

تُعرف عملية "الحفر" بتآكل موضعي لحفرة عميقة محتملة في الصخور الأساسية نتيجةً للدوامات المضطربة التي تُحرك الحجارة على قاع النهر، مما يؤدي إلى حفرها. وبالتالي، فإن الرمال والحجارة التي يحملها مجرى الماء تزيد من قدرة التآكل. ^{[ 10 ]} وهذا ما يجعل الشلال ينحت أعمق في قاع النهر ويتراجع باتجاه المنبع. غالبًا ما يتراجع الشلال بمرور الوقت ليشكل واديًا ضيقًا أو خانقًا في اتجاه المصب، وينحت أعمق في التلال فوقه. ^{[ 20 ]} قد يصل معدل تراجع الشلال إلى متر ونصف سنويًا. ^{[ 10 ]}

غالبًا ما تكون الطبقة الصخرية أسفل الرف الأكثر مقاومة من نوع أكثر ليونة، مما يعني حدوث تآكل سفلي نتيجة ارتداد المياه، مُشكلاً تكوينًا ضحلًا يشبه الكهف يُعرف باسم المأوى الصخري أسفل الشلال وخلفه. في النهاية، تنهار الطبقة الصخرية العلوية الأكثر مقاومة تحت الضغط، مُضيفةً كتلًا صخرية إلى قاعدة الشلال. ثم تتفتت هذه الكتل الصخرية إلى صخور أصغر بفعل الاحتكاك عند تصادمها مع بعضها البعض، كما أنها تُؤدي إلى تآكل قاعدة الشلال بفعل التآكل ، مُشكلةً حوضًا عميقًا في الوادي أسفل المجرى. ^{[ 21 ]}

قد تتسع مجاري الأنهار وتصبح أقل عمقًا فوق الشلالات مباشرةً نتيجةً لتدفقها فوق الجرف الصخري، وعادةً ما توجد منطقة عميقة أسفل الشلال مباشرةً بسبب الطاقة الحركية للماء عند اصطدامه بالقاع. ومع ذلك، أشارت دراسةٌ لتصنيف الشلالات إلى أن الشلالات قد تكون أعرض أو أضيق فوقها أو أسفلها، لذا فإن كل شيء ممكن تقريبًا في ظل الظروف الجيولوجية والهيدرولوجية المناسبة. ^{[ 22 ]} تتشكل الشلالات عادةً في المناطق الصخرية بفعل التعرية. بعد فترة طويلة من اكتمال تشكلها، يتراجع الماء المتساقط من الحافة، مُحدثًا حفرةً أفقيةً موازيةً لجدار الشلال. في النهاية، ومع ازدياد عمق الحفرة، ينهار الشلال ليحل محله امتدادٌ شديد الانحدار من مجرى النهر. ^{[ 10 ]} بالإضافة إلى العمليات التدريجية كالتعرية، يمكن أن تؤدي حركة الأرض الناتجة عن الزلازل أو الانهيارات الأرضية أو البراكين إلى تشكل الشلالات. ^{[ 21 ]}

كتب الجغرافي أندرو غودي في عام 2020 أن الشلالات حظيت بـ"بحوث محدودة بشكلٍ مثير للدهشة". ^{[ 35 ]} وقد كتب ألكسندر فون هومبولت عنها في عشرينيات القرن التاسع عشر. ^{[ 36 ]} لا يوجد اسم محدد لمجال البحث في الشلالات، ووُصفت الدراسات المنشورة بأنها "متفرقة"، ^{[ 37 ]} على الرغم من شيوع وصف دراسة الشلالات بـ"علم الشلالات". ^{[ 38 ]} نُشرت ورقة بحثية مبكرة عن الشلالات عام 1884 بقلم ويليام موريس ديفيس ، الجيولوجي المعروف بـ"أبو الجغرافيا الأمريكية". وفي ثلاثينيات القرن العشرين، نشر إدوارد راشلي عملاً رائداً عن الشلالات. ^{[ 2 ]} وفي عام 1942، كتب أوسكار فون إنجلن عن نقص البحوث المتعلقة بالشلالات: ^{[ 39 ]}

تجذب مواقع الشلالات اهتمام الجمهور العام أكثر من أي معلم جيومورفولوجي آخر. ونظرًا لشعبيتها الكبيرة، لا تحظى الشلالات بالاهتمام الكافي من بعض دارسي الجيومورفولوجيا المنهجية، وهو أمر غير مقبول. فالشلالات عناصر مهمة في الدراسات الجيومورفولوجية.

حتى عام ١٩٨٥، رأى أحد الباحثين أن "الشلالات لا تزال جانبًا مهملًا للغاية في دراسات الأنهار". ^{[ ٤٠ ]} وقد ازدادت دراسات الشلالات بشكل ملحوظ في النصف الثاني من القرن العشرين. وتوجد العديد من الأدلة السياحية للشلالات، كما أن قاعدة بيانات الشلالات العالمية هي موقع إلكتروني يُفهرس آلاف الشلالات. ^{[ ٢ ]}

زار العديد من المستكشفين الشلالات. ^{[ 35 ]} وسجّل المستكشفون الأوروبيون الشلالات التي صادفوها. ففي عام 1493، أشار كريستوفر كولومبوس إلى شلالات كاربيت في غوادلوب ، والتي يُرجّح أنها أول شلال يُسجّل الأوروبيون رؤيته في الأمريكتين. وفي أواخر القرن السابع عشر، زار لويس هينيبين أمريكا الشمالية، وقدّم أوصافًا مبكرة لشلالات نياجرا وشلالات سانت أنتوني . ويرى الجغرافي برايان ج. هدسون أنه لم يكن من الشائع تسمية الشلالات تحديدًا حتى القرن الثامن عشر. وتزامن اتجاه الأوروبيين لتسمية الشلالات تحديدًا مع ازدياد التركيز العلمي على الطبيعة، وصعود الحركة الرومانسية ، وتزايد أهمية الطاقة الكهرومائية مع الثورة الصناعية . وكثيرًا ما فضّل المستكشفون الأوروبيون تسمية الشلالات بلغاتهم؛ فعلى سبيل المثال، سمّى ديفيد ليفينغستون شلالات فيكتوريا تيمنًا بالملكة فيكتوريا ، على الرغم من أنها كانت تُعرف لدى السكان المحليين باسم موسى-أو-تونيا. تحمل العديد من الشلالات أسماءً وصفية قد تكون مشتقة من النهر الذي تقع عليه، أو الأماكن القريبة منها، أو خصائصها، أو الأحداث التي وقعت بالقرب منها. ^{[ 2 ]}

اتخذت بعض الدول التي استعمرتها دول أوروبية خطوات لإعادة تسمية الشلالات التي أعاد تسميتها المستكشفون الأوروبيون. ^{[ 2 ]} ولا يزال استكشاف الشلالات مستمراً؛ وقد أُعلن عن شلالات جوكتا للعالم لأول مرة في عام 2006. ^{[ 41 ]}

قد تشكل الشلالات عوائق كبيرة أمام السفر. تُبنى القنوات أحيانًا كوسيلة للالتفاف حولها، وفي أحيان أخرى يجب نقل الأشياء يدويًا أو بناء خط سكة حديد . ^{[ 21 ] [ 42 ]}

كثيرًا ما يزور الناس الشلالات لمجرد رؤيتها. ويرى هدسون أنها تُشكّل مواقع سياحية جذابة نظرًا لجمالها وندرتها النسبية. ^{[ 43 ]} تشمل الأنشطة عند الشلالات الاستحمام، والسباحة، والتصوير، والتجديف ، والتسلق في الوديان ، والتسلق بالحبال ، وتسلق الصخور ، وتسلق الجليد . ^{[ 39 ]} كما يمكن استخدام الشلالات لتوليد الطاقة الكهرومائية ، وتوفر فرصًا جيدة لصيد الأسماك. ^{[ 44 ]} عُرف عن الأثرياء زيارة المناطق التي تضم معالم طبيعية كالشلالات منذ عهد روما القديمة والصين على الأقل. مع ذلك، ظل الوصول إلى العديد من الشلالات صعبًا بسبب وعورة التضاريس المحيطة بها، إلى أن بدأت التحسينات، كإنشاء الطرق المؤدية إليها، والتي انتشرت في المملكة المتحدة وأمريكا في القرن التاسع عشر، واستمرت خلال القرن العشرين وحتى القرن الحادي والعشرين. واليوم ، تُزار الشلالات النائية غالبًا عن طريق السفر الجوي. ^{[ 43 ]}

كما هدد التطور البشري العديد من الشلالات. فعلى سبيل المثال، غمرت مياه شلالات غوايرا ، التي كانت تُعدّ من أقوى الشلالات في العالم، عام 1982 بسبب سدٍّ من صنع الإنسان، وكذلك شلالات ريبون عام 1952. في المقابل، شهدت شلالات أخرى انخفاضًا ملحوظًا في مستويات المياه نتيجة تحويلها لتوليد الطاقة الكهرومائية ، مثل شلالات تيسيسترينجين في النرويج. ^{[ 45 ]} كما أدى تطوير المناطق المحيطة بالشلالات كمواقع سياحية إلى تدمير المشهد الطبيعي المحيط بالعديد منها. ^{[ 43 ]}

تم إدراج الشلالات ضمن ثمانية وثلاثين موقعاً من مواقع التراث العالمي ^{[ 35 ]} ، والعديد منها محمي من قبل الحكومات. ^{[ 46 ]}

تلعب الشلالات دورًا في العديد من الثقافات، كمواقع دينية وموضوعات فنية وموسيقية. ^{[ 35 ] [ 46 ]}

رسم العديد من الفنانين الشلالات، وقد ورد ذكرها في العديد من الأغاني، مثل أغاني شعب كالولي في بابوا غينيا الجديدة . وقد عنون مايكل هارنر دراسته عن شعب جيفارو في الإكوادور بـ"جيفارو: شعب الشلالات المقدسة". ^{[ 46 ]} ورسم فنانون مثل فناني مدرسة نهر هدسون ، وجيه إم دبليو تيرنر، وجون سيل كوتمن، لوحاتٍ بارزةً للشلالات في القرن التاسع عشر. ^{[ 47 ]}

تتضمن إحدى نسخ طقوس التطهير الشنتوية ( ميسوجي ) الوقوف تحت شلال مرتدياً ملابس طقسية. ^{[ 48 ]} في اليابان، تُعد شلالات ناتشي موقعاً للحج، وكذلك الشلالات القريبة من تيروباتي في الهند، وشلالات سوت دو في هايتي. ^{[ 46 ]} يستخدم شعب أوتفالو شلال بيغوتشي كجزء من طقوس تشورو التي تُقام احتفالاً ببلوغ سن الرشد. ^{[ 49 ]} كانت العديد من الشلالات في أفريقيا أماكن عبادة للشعوب الأصلية، وقد سُميت تيمناً بآلهة ديانتهم المحلية. ^{[ 25 ]}

في التقاليد الصينية ، يمثل الشلال فصل الخريف ، والين ، وقوة التنين الصيني على الماء التي تنبع من العنصرين السابقين. ^{[ 50 ]}