Самый большой водопад в мире — Виктория, на р. Замбези (Южная Африка). Своим происхождением водопад Виктория обязан трещине, которая проходит поперек реки в черных базальтовых скалах, образующих русло Замбези. Вода четырьмя потоками низвергается со 130-метровой высоты. «3вуки дыма» — так называют водопад местные жители из-за неумолкающего рева воды и вздымающихся над водопадом облаков водяной пыли, похожих на столбы дыма,
Великое множество рек земного шара образует на своем пути водопады. Одно лишь перечисление водопадов заняло бы, пожалуй, всю страницу. Назовем только величайшие из них: Ниагарский, Виктория, Игуацу. Лягуайро. Гарсоппа, Иосемитский.
Водопад, как видно из самого названия, — это отвесное падение вод реки или ручья с высоты. Каждый водопад, как и все на земле, имеет свою историю. Геолог легко может узнать прошлое водопада, рассказать о его настоящем и предсказать его будущее, ознакомившись с окрестностями водопада, с его руслом, берегами и дном.
Как возникают водопады? Большинство из них появляется вследствие разрушительной работы реки — так называемой речной эрозии.
Под действием собственной тяжести вода в реках течет по направлению наклона местности. Чем круче этот наклон, тем быстрее течение. Чтобы проложить себе путь по поверхности земли, река размывает горные породы и с помощью гальки, щебня и песка, переносимых ею, углубляет и выравнивает свое русло, проникает в трещины дна и отламывает от него куски горных пород.
Чем скорее течение и чем больше в реке воды, тем сильнее разрушение поверхности земли, производимое речным потоком. Понятно, что чем крепче порода, тем медленнее происходит эрозия, и наоборот. Если река течет по мягким породам, например по сланцам, и ее русло пересекает пласт более крепкой горной породы, например гранита, то за этим пластом вода реки постепенно выроет яму.
В эту яму вода будет падать с относительно медленно разрушающегося гранитного уступа. Могут быть и другие причины возникновения водопадов. Задолго до ледниковой эпохи, наступившей несколько сот тысяч лет тому назад и закончившейся сравнительно недавно, с гор сбегали реки, которые на поверхности земли образовали русла. Во время великого оледенения с гор медленно поползли ледники, надолго уничтожив на своем пути всякую жизнь. Замерли и реки под толстым ледяным покровом.
Прошли века, ледники растаяли, и воды вновь потекли по старым речным руслам. Однако за это время и русла и сами горы изменились от действия ледников, которые сравняли их, провели на их поверхности новые ложбины и борозды. Воды вновь возникших рек встречали на своем пути каменные преграды, обрывы, уступы и ущелья, созданные ледниками. С обрывов и уступов реки устремлялись вниз, образуя водопады.
Уступ, с которого низвергается водопад, подвергается разрешающему действию потока. Вода разбивает и разъедает его переднюю часть; обломки падают на дно и, вращаясь от водоворотов, отшлифовываются в круглые гладкие камни, которыми поток безостановочно сверлит свое ложе. Сначала в дне появляются плоские чашевидные углубления, которые постепенно увеличиваются, превращаясь в большие круглые ямы, так называемые «исполиновые котлы». Глубина этих ям значительно больше роста человека.
Стенки, разделяющие их, постепенно разрушаются, и в конце концов исполиновые котлы образуют сплошные глубокие желобовины.
Исполиновые котлы и желобовины встречаются не только у подножья водопада. Их можно найти и значительно ниже водопада — там, где река уже течет спокойно. Это указывает на то, что некогда водопад был в этих местах, что он медленно «отступает», т. е. передвигается к верховьям реки.
Такое передвижение легко проследить, например, у знаменитого водопада на реке Ниагаре в Северной Америке. По выходе из озера Эри эта река течет по известняковому плоскогорью и затем падает с 49-метровой высоты. Уступ, с которого низвергается вода, состоит в верхних частях из твердого известняка, а в нижних — из мягких сланцев. Сланцы размываются легче известняков, и в них постепенно возникает глубокая ниша, над которой нависают верхние твердые слои, образуя своего рода карниз, с которого падает вода.
Под этот карниз можно даже проникнуть по витой лестнице, устроенной у крутого обрыва Козьего острова — небольшого островка, который находится на самом обрыве водопада, вздымаясь над пенящейся бездной. Свободное пространство между потоками воды и кручей называется Пещерой ветров. Ниагарский водопад вследствие постепенного разрушения уступа перемещается вверх по реке, приближаясь к озеру Эри со средней скоростью 130—170 сантиметров в год.
Вследствие непрерывного разрушения уступа водопад образовал длинное ущелье. Геологи, измерив длину ущелья и определив среднюю скорость отступления водопада, подсчитали, что для образования этого ущелья водопаду потребовалось около тридцати восьми тысяч лет. Пройдет еще двадцать тысяч лет, уступ отодвинется к самому озеру Эри, водопад исчезнет, и река стремительно понесет свои воды по наклонному ущелью между огромными глыбами — остатками каменного уступа.
Каждый водопад таит в самом себе причину своего будущего уничтожения. Как бы он ни был велик, через больший или меньший промежуток времени вода разрушит каменную преграду, сгладит уступы, и тогда на месте водопада будет течь обыкновенная, спокойная река.
Уничтожение водопада происходит постепенно. Сначала разрушается уступ, превращаясь в водоскат, затем от водоската остаются отдельные гряды камней — пороги, наконец исчезают и они.
Весьма изобилуют водопадами и порогами реки Африки, стекающие по уступам со ступенчато поднимающихся возвышенностей. В Африке же находится крупнейший в мире водопад Виктория на реке Замбези; здесь громадная масса воды падает с высоты около 130 метров.
Выражение «крупнейший в мире водопад» нужно понимать не так, что это — самый высокий водопад, а что это — наиболее мощный по количеству падающей воды и по ширине водяного потока.
Высотой падения славится водопад Иосемитской долины в Северной Америке; здесь вода падает узкой струей с высоты 792 метров.
У нас в России тоже немало водопадов. Наиболее известны водопады на реке Суне в Карелии: Гирвас, Поор-Порог и Кивач. Кивач — крупнейший в России водопад. Сжатая в ущелье река Суна падает здесь с высоты 10,7 метра.
В наши дни силу водопадов стараются использовать, возводя высоконапорные гидроэлектростанции, которые превращают в электрическую энергию «белый уголь», т. е. силу падающей воды.