Геология района Йосемити

Открытая геология района Йосемити включает в себя в основном гранитные породы с некоторыми более древними метаморфическими породами . Первые камни были заложены в докембрийские времена, когда территория вокруг национального парка Йосемити находилась на краю очень молодого североамериканского континента. Осадки , образовавшие эту территорию, сначала оседали в водах мелкого моря, а сжимающие силы зоны субдукции в середине палеозоя сплавляли донные породы и осадки, присоединяя их к континенту. Тепло, возникающее в результате субдукции, создало островные дуги вулканов , которые также были выброшены на территорию парка. Со временем магматические и осадочные породы этого района подверглись сильной метаморфизации .

Большая часть скал, обнаженных сейчас в парке, представляет собой гранит, образовавшийся 210–80 миллионов лет назад в виде магматических диапиров на глубине 6 миль (10 км) под поверхностью. Со временем большая часть вышележащих пород была поднята вместе с остальной частью Сьерра-Невады и удалена с территории в результате эрозии . Это подвергло гранитную породу гораздо более низкому давлению, а также подвергло ее эрозии в виде отслаивания и массового истощения .

Начавшаяся около 3 миллионов лет назад серия оледенений еще больше изменила территорию, ускорив эрозию. В это время крупные ледники периодически заполняли долины и каньоны . Оползни и речная эрозия были основными эрозионными силами с момента окончания последнего ледникового периода , который закончился в этой области около 12 000 лет назад.

Образование обнаженных пород

От пассивной к активной марже

Территория парка располагалась по обе стороны пассивной континентальной окраины (похожей на восточное побережье современных Соединенных Штатов) в докембрии и раннем палеозое. Осадки континентальных источников отлагались на мелководье. образом известняки кварцит , песчаники и сланцы с тех пор превратились в мрамор , Образовавшиеся таким и сланец . Сейчас эти скалы обнажены на отдельных подвесках в северной и центральной частях парка ( «Подвеска Снежного озера в Эмигрантской пустыне хороший пример — »).

Начиная со среднего палеозоя и продолжаясь до раннего мезозоя , граница сходящейся плиты перенесла многие из этих отложений морского дна в район парка (возможно, во время складчатости Антлера ). Тепло, возникающее в результате субдукции, привело к созданию островной дуги вулканов на западном побережье Лаврентии (прото-Северная Америка) между поздним девоном и пермским периодом. Эти породы были включены в прото-Северную Америку к середине триаса , некоторые из них попали на территорию парка. Большинство этих магматических и осадочных пород с тех пор подверглись сильной метаморфизации, поднятию и эрозии. Обнажения образовавшегося комплекса Шу Флай (состоящего из сланцев и гнейсов ) и более молодого комплекса Калаверас ( смесь сланца, алевролита и кремня с основными включениями) теперь находятся в западной части парка.

Более поздний вулканизм в юрском периоде вторгся и покрыл эти породы в результате того, что могло быть магматической активностью, связанной с ранними стадиями создания батолита Сьерра-Невада . 95% этих пород в конечном итоге были удалены в результате ускоренной эрозии. Большинство оставшихся пород обнажены в виде « подвесок кровли » восточной метаморфической зоны. Горы Дана и Гиббс состоят из этих метавулканических пород. Только 5% горных пород, обнаженных в Йосемитском национальном парке, являются метаморфическими. ^{[ 1 ]}

Расположение Плутона

Первая фаза регионального плутонизма началась 210 миллионов лет назад в позднем триасе и продолжалась на протяжении всего юрского периода примерно до 150 миллионов лет назад. Также 150 миллионов лет назад началось увеличение скорости дрейфа Северо-Американской плиты на запад . Возникшая в результате горогенеза ( событие горообразования называют Неваданской складчатостью ) геологи . Образовавшаяся горная цепь Невадана (также называемая Предковой Сьерра-Невадой) имела высоту 15 000 футов (4500 м) и состояла из участков морского дна и меланжа .

Позднее эти породы подверглись метаморфизации, и сегодня их можно увидеть в золотоносном метаморфическом поясе калифорнийской страны Мать Лоуд . На территории парка эти скалы обнажены вдоль реки Мерсед и государственной трассы 140 . Это было непосредственно частью создания батолита Сьерра-Невада, и образовавшиеся породы имели в основном гранитный состав и располагались примерно в 6 милях (10 км) под поверхностью.

Вторая, основная фаза внедрения плутона длилась примерно 120–80 миллионов лет назад, в меловой период . Это было частью Севьерской складчатости . Всего в парке было найдено более 50 плутонов. Несколько миль (несколько километров) материала были размыты, в результате чего 25 миллионов лет назад горы Невадана превратились в длинную серию холмов высотой в несколько сотен футов (десятков метров).

Кайнозойская деятельность

Вулканизм

Начиная с 20 миллионов лет назад и продолжаясь до 5 миллионов лет назад, произошло извержение ныне потухшего вулкана Каскадного хребта , принесшего в этот район большое количество магматического материала. Эти магматические отложения покрыли регион к северу от Йосемити. Некоторое количество лавы , связанной с этой деятельностью, вылилось в Большой Каньон Туолумне и образовало Столб Маленьких Дьяволов (меньшая, но гораздо более старая версия столбчатых базальтовых палисадов в близлежащем Национальном памятнике Столб Дьявола ).

В позднем кайнозое к востоку от парковой зоны произошел обширный вулканизм. В районе Йосемити потоки андезитовой лавы и лахары текли к северу от Большого каньона Туолумне , а вулканические дайки и пробки образовались из разломов на склонах горы Дана. Есть также свидетельства существования большого количества риолитового пепла, покрывавшего северную часть региона Йосемити 30 миллионов лет назад. Это и более поздние отложения пепла были почти полностью размыты (особенно во время ледниковых периодов).

Вулканическая активность продолжалась более 5 миллионов лет назад к востоку от нынешних границ парка в районах озера Моно и Лонг-Вэлли . Наиболее значительным событием было создание кальдеры Лонг-Вэлли около 700 000 лет назад, в результате которой было извержено примерно в 600 раз больше материала, чем при извержении горы Сент-Хеленс в 1980 году . Самым последним событием было извержение кратеров Моно-Иньо, произошедшее 40 000–600 лет назад.

Поднятие и эрозия

10 миллионов лет назад вертикальное движение вдоль разлома Сьерра начало поднимать Сьерра-Неваду. ^{[ 2 ]} Последующий наклон блока Сьерра и, как следствие, ускоренное поднятие реки Сьерра-Невада увеличили уклон рек, текущих на запад. Следовательно, потоки бежали быстрее и, таким образом, быстрее прорезали свои долины. Притоки более или менее текли в соответствии с Сьеррой, поэтому их уклоны не увеличивались. Таким образом, их скорость резки долин существенно не пострадала. Результатом стали висячие долины и каскадные водопады там, где притоки встречались с основными потоками. Дополнительное поднятие произошло, когда на востоке развились крупные разломы, особенно с образованием долины Оуэнс из -за сил растяжения, связанных с бассейном и хребтом . Подъем Сьерры снова ускорился около двух миллионов лет назад, в плейстоцене . Однако долина Йосемити не была создана ручьями или линиями разломов (чтобы создать грабеновую долину ), как предположил геолог Джозайя Уитни. Ледники сформировали долину Йосемити, и ее легко спутать с грабеновой долиной. (Пример грабеновой долины: Долина Смерти в Калифорнии)

Поднятие и усиленная эрозия подвергли гранитные породы в этом районе воздействию поверхностного давления, что привело к отслаиванию (ответственному за округлую форму многих гранитных куполов в парке) и истощению массы после многочисленных плоскостей трещин (трещин, особенно вертикальных) в ныне затвердевшие плутоны. Плейстоценовые ледники еще больше ускорили этот процесс, а более крупные ледники перенесли образовавшиеся осыпи и тилл со дна долины.

Многочисленные вертикальные плоскости стыков контролировали, где и насколько быстро происходила эрозия. Большинство этих длинных, линейных и очень глубоких трещин простираются на северо-восток или северо-запад и образуют параллельные, часто равномерно расположенные группы. Они были созданы в результате сброса давления, связанного с поднятием, и разгрузки вышележащих пород в результате эрозии. Например, большая часть расширения долины Йосемити произошла из-за совместно контролируемого камнепада. Фактически, только 10% его расширения и 12% раскопок считаются результатом оледенения. ^{[ 3 ]} Большие, относительно несвязанные объемы гранита образуют купола, такие как Хаф-Доум , и монолиты высотой 3604 фута (1098 м) , такие как Эль-Капитан . Близко расположенные стыки приводят к созданию колонн, колонн и вершин, таких как Вашингтонская колонна , шпили собора и разделенная вершина.

Оледенения

Начавшаяся примерно 2–3 миллиона лет назад серия оледенений еще больше изменила территорию, ускорив массовое истощение за счет заклинивания льда , выщипывания ледников , размыва / истирания и сброса давления после отступления каждого оледенения. Сильные оледенения образовали очень большие ледники, которые имели тенденцию сдирать и переносить верхний слой почвы и груды осыпей далеко вниз по ледниковым долинам, в то время как менее суровые оледенения откладывали большое количество ледников дальше в долины.

В Сьерра-Неваде произошло по крайней мере 4 крупных оледенения; местные жители называют Шервин (также называемый пре-Тахо), Тахо, Теная и Тиога. Ледники Шервина были самыми крупными, заполняя Йосемити и другие долины, тогда как на более поздних стадиях образовались ледники гораздо меньших размеров. Шервин, возможно, длился почти 300 тысяч лет и закончился около 1 миллиона лет назад. Ледник эпохи Шервина почти наверняка был ответственен за основные раскопки и формирование долины Йосемити и других каньонов в этом районе.

Этапы Тахо, Теная и Тиога были частью Висконсинского оледенения . Считается, что ледниковая стадия Тахо достигла своей максимальной протяженности примерно от 70 000 до 130 000 лет назад; мало что известно о более позднем Теная. Имеющиеся данные также свидетельствуют о том, что самая последняя местная ледниковая стадия, Тиога, началась около 28 000 кал (калиброванное радиоуглеродное датирование ) лет назад, достигла максимальной протяженности 20 000–25 000 кал лет назад и закончилась примерно 15 000 кал лет назад. Ледники образовались в самых высоких цирках во время незначительного позднеледникового наступления, события Пика Рецесс, примерно между 14 200 и 13 100 лет назад.

После этого ледники, по-видимому, отсутствовали в ареале примерно до 3200 кал лет назад, когда небольшие ледники вновь появились в самых высоких цирках. Это продвижение фиксирует начало неогляциации в Сьерра-Неваде. Неогляциация в этом хребте достигла кульминации во время « малого ледникового периода » — термина, первоначально придуманного Франсуа Э. Маттесом в Сьерра-Неваде, но теперь широко принятого как относящийся к периоду глобального ледникового расширения примерно между 1250 и 1900 годами нашей эры. Сьерра-Невада, связанная с малым ледниковым периодом, называется отложениями Маттеса. Они распространены в обращенных на север цирках и под современными ледниками в Высокой Сьерре и обычно являются свежими, нестабильными и часто покрытыми льдом. Хорошие примеры морен Маттеса можно найти под ледником Палисейд (крупнейшим ледником в ареале), ледниками Лайелла и Маклюра в южной части Йосемитского национального парка, а также меньшими ледниками под горами Дана , Пик Куна , Гора Коннесс и Пик Маттерхорн .

Анимация: Отступающие ледники питают озеро Йосемити и открывают сегодняшнюю долину.

Ледниковые системы достигли глубины до 4000 футов (1200 м) и оставили свои следы в районе Йосемити. Самый длинный ледник в районе Йосемити спускался по Гранд-Каньону реки Туолумне на протяжении 60 миль (95 км), проходя далеко за пределами долины Хетч-Хетчи . Ледник Мерсед вытекал из долины Йосемити в ущелье реки Мерсед . Ледник Ли Вининг образовал каньон Ли Вининг и впал в озеро Рассел (значительно увеличенная версия озера Моно ледникового периода ). Лишь самые высокие вершины, такие как гора Дана и гора Коннесс , не были покрыты ледниками. Отступающие ледники часто оставляли рецессионные морены , которые заполняли такие озера, как озеро Йосемити (мелкое озеро, которое периодически покрывало большую часть дна долины Йосемити).

Некоторые купола в парке были покрыты ледниками и превращены в мутонне Рош , которые характеризуются гладкой, закругленной стороной и крутой поверхностью. Закругленная сторона была там, где ледник стекал по куполу, а крутая сторона — там, где ледник стекал от него. Крутизна вызвана ледниковым выщипыванием горных пород вдоль трещинных швов. Хорошими примерами в парке являются Liberty Cap , Lembert Dome и Mount Broderick . Half Dome был создан с помощью другого процесса, но основным фактором по-прежнему была эрозия, действующая на соединяемые плоскости.

Споры

Происхождение геологических ландшафтов парка обсуждается с 1865 года. В то время Джозайя Уитни , тогдашний главный геолог Калифорнии , предположил, что долина Йосемити представляет собой грабен : обрушенный блок земли, окруженный разломами. Джон Мьюир предположил, что долина Йосемити и долина Хетч-Хетчи образовались исключительно в результате действия ледников. В 1930 году Франсуа Э. Маттес предложил гибридную гипотезу, согласно которой большая часть глубины долины была вырыта водной эрозией, а остальная часть - ледниковым воздействием. Ледниковое действие также привело к расширению долины.

Совсем недавно дебаты были возобновлены Джеффри Шаффером , который предполагает, что роль ледников и других эрозионных процессов резко переоценена. ^{[ 4 ]} Шаффер утверждает, что долина Йосемити на высоте более 5600 футов (1700 м), например, относительно мало изменилась за последние 30 миллионов лет. Помимо того, что они немного больше, если бы можно было оглянуться назад во времени и увидеть их, основные особенности были бы узнаваемы современному глазу. Шаффер считает, что многочисленные стыки оказали наибольшее влияние на геоморфологию основных объектов парка. Это противоречит общепринятому мнению о том, что огромные высокоабразивные ледники, действующие на суставные плоскости, в сочетании с сильным поднятием всего за последние пару миллионов лет были основной силой, формирующей эти объекты (такое быстрое поднятие значительно ускорило бы все типы эрозия).

См. также

Библиография Сьерра-Невады для дальнейшего чтения
Кафедральный пик Гранодиорит
Эль Капитан Гранит
Полукупольный гранодиорит
Куна Крест Гранодиорит
Сентинел гранодиорит

Ссылки

^ Кивер, Юджин П.; Харрис, Дэвид В. (1999). Геология парковых зон США (5-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. п. 218. ИСБН 0-471-33218-6 .
^ Джейко, А.С. (18 октября 2009 г.). «Скорость подъема миоцен-плиоцена в Сьерра-Неваде, Калифорния» . Встреча GSA в Портленде, 2009 г. Архивировано из оригинала 23 октября 2013 г. Проверено 25 августа 2012 г.
^ Вюртнер, Джордж (1994). Йосемити: спутник посетителя . Книги Стэкпола. стр. 75-76 . ISBN 0-8117-2598-7 .
^ Шаффер, Джеффри П. (1997). Геоморфная эволюция ландшафтов долины Йосемити и Сьерра-Невады: решение загадок скал . Беркли: Wilderness Press. ISBN 0-89997-219-5 .

Харрис, Энн Г.; Таттл, Эстер; Таттл, Шервуд Д. (1997). Геология национальных парков (5-е изд.). Айова, Кендалл: Hunt Publishing. ISBN 0-7872-5353-7 .
Шаффер, Джеффри П. (1999). Национальный парк Йосемити: Путеводитель по естественной истории Йосемити и его троп . Беркли: Wilderness Press. ISBN 0-89997-244-6 .

Внешние ссылки

Происхождение долины Йосемити, Глава 4, Ледники Калифорнии , Билл Гайтон
Геология национальных парков: геология национального парка Йосемити (онлайн-выставка Геологической службы США)
Геологическая история Йосемитского национального парка доктора Н. Кинга Хубера (Геологическая служба США, 1987), Бюллетень Геологической службы США 1595. Полный текст онлайн.
Геологическая история национального парка Йосемити (1987) Н. Кинга Хубера

[1] Кивер, Юджин П.; Харрис, Дэвид В. (1999). Геология парковых зон США (5-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. п. 218. ИСБН 0-471-33218-6 .

[2] Джейко, А.С. (18 октября 2009 г.). «Скорость подъема миоцен-плиоцена в Сьерра-Неваде, Калифорния» . Встреча GSA в Портленде, 2009 г. Архивировано из оригинала 23 октября 2013 г. Проверено 25 августа 2012 г.

[3] Вюртнер, Джордж (1994). Йосемити: спутник посетителя . Книги Стэкпола. стр. 75-76 . ISBN 0-8117-2598-7 .

[4] Шаффер, Джеффри П. (1997). Геоморфная эволюция ландшафтов долины Йосемити и Сьерра-Невады: решение загадок скал . Беркли: Wilderness Press. ISBN 0-89997-219-5 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]