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三日月湖は、川の広い蛇行部が切り離されて独立した水域が形成されたU字型の湖または池です。「オックスボウ」という言葉は、本流から切り離されているかどうかにかかわらず、川や小川のU字型の曲がりを指すこともあります。 [ 1 ] [ 2 ]その名前は、牛が鋤や荷車を引くためのハーネスの一部であるオックスボウに由来しています。
テキサス州南部では、リオグランデ川が残した三日月湖はレサカと呼ばれる。オーストラリアでは、三日月湖はビラボンと呼ばれる。
三日月湖は、蛇行する川が蛇行部の首の部分を侵食することによって形成されます。これは、蛇行部が時間とともに成長し、より湾曲する傾向があるためです。川はその後、蛇行部を迂回するより短い経路をたどります。[ 3 ]放棄された蛇行部の入り口は最終的にシルトで埋まり、三日月湖を形成します。[ 4 ]三日月湖は流れのない静水湖であり、湖底に徐々にシルトが蓄積し、沼地または湿地になり、最終的に完全に蒸発します。[ 3 ] [ 5 ]
川が低地の平野に到達すると、多くの場合、海や湖への最終経路で、大きく蛇行します。川の湾曲部付近では、凸岸（半径の小さい方の岸）に堆積が起こります。対照的に、凹岸（半径の大きい方の岸）では、側方侵食と下方侵食の両方が起こります。蛇行する川の凸岸への継続的な堆積と凹岸の侵食により、2つの凹岸が接近する非常に顕著な蛇行が形成されます。隣接する2つの凹岸の間の狭い陸地は、最終的に、2つの凹岸の側方侵食または洪水の強い流れによって切断されます。これが起こると、より直線的な新しい河道が形成され、切断と呼ばれる放棄された蛇行ループが形成されます。堆積によって切断が河道から完全に遮断されると、三日月湖が形成されます。このプロセスは数年から数十年かけて起こり、場合によってはほぼ静止状態になることもあります。[ 4 ]
凹岸付近での侵食生成物の集積と凸岸への運搬は、河川湾曲部付近の河床を横切る二次流の働きである。凸岸へのシルト、砂、砂利の堆積過程は、ポイントバーで明確に示されている。[ 6 ]
二次流の効果は、円形のボウルを使って実証できます。ボウルに水を半分ほど入れ、砂や米などの密度の高い粒子をボウルの中に振りかけます。片手またはスプーンで水を円を描くように動かします。密度の高い粒子はすぐにボウルの中央にきれいに積み重なります。これがポイントバーの形成につながるメカニズムであり、三日月湖の形成にも寄与します。ボウル内の水の一次流は円形であり、流線はボウルの側面と同心円状です。しかし、ボウルの底面を横切る境界層の二次流は中心に向かって内側に流れます。一次流は密度の高い粒子をボウルの周囲に投げ飛ばすと予想されますが、実際には二次流が粒子を中央に向かって掃き寄せます。[ 7 ]
川が湾曲する箇所では、湾曲部の外側の水面が内側よりもわずかに高くなります。その結果、川のどの高さにおいても、湾曲部の外側付近の水圧は内側よりもわずかに高くなります。凸状の岸に向かって生じる圧力勾配が、水塊が湾曲した経路に沿って流れるために必要な向心力を生み出します。
河床に沿って流れる境界層は、河川を横切る圧力勾配を均衡させるほど速く移動しません。境界層はこの圧力勾配に反応し、その速度は一部下流方向、一部は凸岸に向かって河川を横切る方向になります。[ 6 ] [ 8 ]河床に 沿って流れるにつれて、境界層は緩い物質を凸岸に向かって掃き寄せます。この境界層の流れは、河川の主流の速度と方向とは大きく異なり、河川の二次流の一部です。
蛇行度の高い河川が流れる氾濫原には、蛇行度の低い河川が流れる氾濫原よりも長い三日月湖が存在する。これは、蛇行度の高い河川は蛇行が大きく、より長い湖が形成される機会が多いためである。蛇行度の低い河川は、蛇行距離が短いため、切断が少なく、三日月湖も短いという特徴がある。[ 9 ]
三日月湖は重要な湿地生態系として機能しています。米国では、三日月湖はミズヌマミズキや象徴的なラクウショウの主要な生息地となっています。[ 10 ]アマゾン川の数多くの三日月湖は、オオカワウソにとって好ましい生息地です。[ 3 ]三日月湖は養殖にも適した場所である可能性があります。[ 11 ]
三日月湖は、堆積物や農業排水を捕捉することで河川生態系の健全性に貢献し、それらを本流から除去します。しかし、これは三日月湖の生態系自体を破壊することになります。[ 12 ]また、三日月湖は産業由来の重金属汚染にも脆弱です。 [ 13 ]
三日月湖は、航行の改善や洪水対策のために河川の流路を人為的に直線化することで形成されることがある。これは特に19世紀のドイツのライン川上流で起こった。 [ 14 ]
三日月湖を持つ完全に人工の水路の例として、イギリスのオックスフォード運河が挙げられます。当初は地形に沿って非常に蛇行した流れでしたが、1829年から1834年の間に運河の北部が直線化され、全長が約146kmから125km（91マイルから77.5マイル）に短縮され、新しい流れから隔離された三日月湖状の区間がいくつか作られました。[ 15 ]
土星の衛星タイタンのオンタリオ湖近くのサラスワティ・フルメンには、三日月湖が存在する可能性も提唱されている。[ 16 ]
