Tuesday, February 3, 2009

White Sands National Monument (4)


[1. 簡介] [2. 景點與旅遊建議] [2-1. Playa Trail] [2-2. Dune Life Nature Trail] [2-3. Interdune Boardwalk] [2-4. Alkali Flat Trail] [2-5. Sand Sliding/Sledding] [2-6. Sunset Stroll] [3. 食宿與交通] [4. More about White Sands] [5. 感想]

4. More about White Sands

A. 公園的地質歷史

在大約二億五千萬年前,公園這地方是一個位於赤道南邊一點的淺海(Permian Sea),而構成今日白沙的這些石膏,在當時沈積在海底,並且逐漸轉化成為石頭。大約在七千萬年前,隨著落磯山脈(Rocky Mountain)因地殼變動所造成的隆起,這些因石膏轉化成的石頭也跟著上升並形成一個圓頂(dome)。到了一千萬年前,這個圓頂的中心開始崩塌,並形成了今日所見的盆地地形,稱為Tularosa Basin。而這個圓頂的剩餘部分,也就是Tularosa Basin的邊緣就是西邊的San Andres Mountain以及東邊的Sacramento Mountain。

圖4.1: 這個是從公園給的brochure用相機照下來的Tularosa Basin形成示意圖。







地質上,盆地意味著no outlet,也就是所有河流必須往裡流而不往外流,因此堆積在San Andres山上的石膏有機會在Tularosa Basin裡囤積而不流入大海。然而大約在一萬至二萬年前,地球處於最後的一次冰河時期(ice age),Tularosa Basin當時的氣候潮濕多雨,且整個盆地是以湖的形式存在,稱為Lake Otero,而這些石膏就沈在湖底。

圖4.2: 今日的Tularosa Basin以及沙丘所在地,這張圖也是從公園給的brochure照下來的。




















隨著冰河時期的結束,溫度開始上升,這地方的氣候也開始改變成沙漠氣候,沈在湖底的石膏混著泥土在這種條件下而結晶,甚至到今日這過程還是一直在進行著。而隨著蒸發越來越旺盛,Lake Otero的湖水逐漸乾枯,規模縮小到成為今日的Lake Lucero,且還是個乾枯湖(playa)。這地方也變成了沙漠,且屬於Chihuahuan Desert這個大沙漠的北邊。沙漠的高熱以及高蒸發率讓Tularosa Basin表面的水迅速蒸發掉,因此石膏以及其結晶得以從水裡脫困,在斷裂以及風的吹拂下,就形成我們今日所見的白沙丘了。

B. 公園裡的四種沙丘

圖4.3: 沙丘種類示意圖,不過並沒有dome dunes(from Indiana University),但可以在下一張圖4.4看到。










就跟Lassen Volcanic National Park裡面喜歡談四種火山,這公園裡喜歡談四種沙丘,分別是dome dunes,barchan dunes,transcerse dunes以及parabolic dunes。在這公園最容易看到的是barchan dunes與transverse dunes,可以在Heart of the Sands附近或是Alkali Flat Trail的路上看到;至於parabolic dunes,據說可以在Dune Life Nature Trail看到;至於dome dunes則必須去Lake Lucero才看得到,但這需要ranger帶才行。

圖4.4: 這是公園解釋四種沙丘的圖,可以在brochure看到。






這公園第一種形成的白沙丘為dome dunes,規模較低矮,主要散佈在Lake Lucero附近,並且以每年約30呎的速度往西北方向前進;公園最常見的沙丘為barchan dunes,是一種新月形的沙丘。而barchan這字來自於阿拉伯,意思是羊角;當兩個或以上的barchan dunes「手牽手」的時候,就會形成transverse dunes,也就是沙丘形成一個直行。最後要提的parabolic dunes,也就是拋物線沙丘,形狀跟barchan類似,差別在於這種沙丘的「手臂」有植物棲息在上面,因此「手臂」部分的白沙移動速度遭到相當大的衰減,只有手臂中間的白沙可以以原來速度快速移動,因此原來barchan dunes兩條「手臂」的中間部分會從一邊被風吹到另一邊去。一個較簡單的比喻,就是如果有一塊夠大的鏡子可以照barchan dunes,那鏡子裡的影像就是parabolic dunes。也就是說,barchan dunes與parabolic dunes外觀上很難分,必須根據風向才能決定是哪一種。

圖4.5: Alkali Flat Trail上看到的barchan dune。






















C. 沙丘的移動方式

沙丘有幾種不同的移動方式,但最主要的動力都是來自於風。雖說有風的地方不見得有沙丘,但有沙丘的地方一定有風。一般來說,公園風最大的時候大約在三月至五月。

圖4.6: 沙丘移動示意圖(from Wiki)。










沙丘的第一種移動方式稱為saltation,也就是風先將沙子吹向空中,之後再落到地面。這種過程可以繼續持續,於是沙粒就像是以跳躍的方式移動。在沙丘的移動過程中,這種移動方式大約佔75%。

當沙子較重或較大時,風無法將之吹起。但被風吹起的小沙粒,從空中落下的動量撞擊地面的沙,可以使之在地上產生些許移動,這種過程稱為creep。

D. 公園與WHS爭議

在簡介的地方提到白沙國家公園正在進軍聯合國的WHS(世界遺產位址),並於2008年的一月廿二日登入了請願名單。雖然這個舉動受到新墨西哥州的二位參議員支持,但受到眾議員以及附近民眾的反對,其中一個理由是跟附近的軍事設施有關,包括測試飛彈的White Sands Missile Range以及F-117隱形戰機的駐紮基地Holloman Air Force Base。萬一公園真被列為世界遺產位址,那旁邊的一些軍事行動顯然將會受到相當大的限制。

附近居民,尤其是Alamogordo的居民,更是強烈反對這個提議。你可能會想說,咦,如果公園真變成了WHS,知名度更響,理應觀光客更多,他們也有更多的生意可做不是嗎?不過這不是他們的想法。就跟美國很多中西部的大學城一樣,也就是那個城市的經濟活動完全是仰賴學校的學生。Alamogordo是個軍事城,也就是他們的經濟活動主要靠的是Holloman Air Force Base以及White Sands Missile Range的這些軍事人員,不是觀光客。一旦公園變成WHS,這些軍事基地搞不好會被撤走或是大規模縮減,因此不利於他們拼經濟。

因此在公園列入請願名單後的二天,當地居民託律師寫了信告知Secretary of the Interior,要求將公園移出請願名單。所以啦,大家可能覺得在美國成立國家公園非常理所當然,但如果你有多找些資料,就會發現這過程是非常艱辛的。

E. Trinity Site

位在公園北邊65哩處,是人類第一次進行原子彈試爆的地點,被原子彈之父,也就是曼哈坦計畫(Manhattan Project)的主持人,奧本海莫(J. Robert Oppenheimer)博士命名為Trinity Site。當時正值二次大戰,且由情報得知納粹德國在原子彈上有相當的進展,盟軍因此也積極著手研究。到了1945年時,已知除了可以用
uranium(鈾)製造外,也可以用plutonium(鈽)來製造。因為同位素(isotope)的關係,天然的鈾為鈾-238,但要做原子彈得用鈾-235,要從鈾-238提煉成純度夠的鈾-235並不容易,但好處是容易引爆因此不需要試爆。若用plutonium則較沒有提煉上的問題,缺點是必須在外面包上傳統的TNT炸藥,然後藉由引爆TNT使之內爆,再觸發plutonium的連鎖反應。但這作法當時還是屬於理論,因此需要做試爆來驗證是否可行。

由於新墨西哥州在當時仍然屬於人煙非常稀少的地方,而Tularosa Basin更是少人居住,因此雀屏中選。原訂在1945年的七月十六日凌晨四點開始倒數試爆,但因為下雨所以延遲到五點十分才開始倒數,並且在山區時間五點廿九分四十五秒成功試爆,威力震碎了120哩外的窗戶玻璃。

同年的八月六日,第一顆原子彈於Hiroshima(廣島)投下,但屬於鈾彈而不是鈽彈。杜魯門(Harry Truman)總統也正式跟大家宣布之前Trinity Site的試爆,因為之前軍方是用其他的cover story保密這個原子彈試爆;三天後的八月九日,另一顆跟在Trinity Site試爆一樣用plutonium的原子彈投在Nagasaki(長崎)。八月十四日,日本宣布無條件投降,也結束了二次世界大戰。

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