Геология США
Богато текстурированный ландшафт Соединенных Штатов является результатом борьбы сил тектоники плит , выветривания и эрозии . За 4,5 миллиарда лет истории Земли тектонические потрясения и столкновения плит подняли огромные горные хребты, в то время как силы эрозии и выветривания работали над их разрушением. Даже по прошествии многих миллионов лет записи о великих потрясениях Земли остаются запечатленными в виде текстурных изменений и узоров поверхности, которые определяют характерные ландшафты или провинции. [ 1 ]
Разнообразие ландшафтов США легко увидеть на заштрихованном рельефном изображении справа. Сразу бросается в глаза резкий контраст между «грубой» текстурой запада США и «гладкими» центральными и восточными регионами. Различия в шероховатости (топографическом рельефе) возникают в результате разнообразных процессов, действующих в подстилающей породе. История тектонических плит региона сильно влияет на тип и структуру горных пород, обнаженных на поверхности, но различные скорости эрозии, сопровождающие изменение климата, также могут иметь глубокие последствия для суши. [ 1 ]
В США двенадцать основных геологических провинций: Тихоокеанская, Плато Колумбия , Бассейн и хребет , Плато Колорадо , Скалистые горы , Лаврентийская возвышенность , Внутренние равнины , Внутреннее нагорье , Аппалачское нагорье , Атлантическая равнина , Аляскинская и Гавайская . Каждая провинция имеет свою геологическую историю и уникальные особенности. [ 1 ] В этой статье будет описана каждая провинция по очереди.
Тихоокеанская провинция
[ редактировать ]Этот регион — один из самых геологически молодых и тектонически активных в Северной Америке. В целом суровый гористый ландшафт этой провинции свидетельствует о продолжающемся горообразовании. [ 2 ]
Земли Тихоокеанская провинция расположена на границе между несколькими движущимися плитами : источником огромных сил, необходимых для создания широкой горной дуги, простирающейся от Аляски до южных пределов Южной Америки . Эта провинция включает в себя действующие и иногда смертоносные вулканы Каскадного хребта и молодые крутые горы Тихоокеанской границы и Сьерра-Невады . [ 2 ]
Сьерра-Невада
[ редактировать ]
Хотя Сьерра-Невада и Каскадный хребет образуют почти сплошной барьер вдоль западной окраины Соединенных Штатов, на самом деле у этих двух хребтов очень мало общего. Они формировались и продолжают формироваться совершенно разными геологическими силами и процессами. [ 2 ]
Скалы, составляющие основу Сьерра-Невады, в основном представляют собой гранитные породы, образовавшиеся в мезозойскую эру , когда нептичьи динозавры по Земле бродили . В это время на месте нынешней Сьерра-Невады произошло извержение дугообразной цепи вулканов, похожей на современную вулканическую дугу Каскад. Поднимаясь сквозь древние палеозойские породы, расплавленные породы извергались на поверхность в виде лавы, но большая часть затвердевала глубоко под землей, образуя серые гранитные скалы, знакомые любому путешественнику по Сьерре. [ 2 ]
Хотя издалека скалы Сьерры выглядят очень похожими, на самом деле они состоят из множества отдельных каменных тел , образовавшихся в результате повторяющихся вторжений магмы на протяжении многих миллионов лет. [ 2 ]
Даже когда они росли, эрозия разрушала эти вулканы мезозойской эпохи. К позднемеловому периоду, около 70 миллионов лет назад, некогда глубокие гранитные породы начали обнажаться на поверхности Земли. Несколько десятков миллионов лет назад настолько большая часть верхней части стерлась, что поверхность древнего хребта имела низкий рельеф всего в несколько тысяч футов. [ 2 ]
Лишь совсем недавно, с геологической точки зрения, хребет Сьерра-Невада, каким мы его знаем сегодня, начал расти. В эпоху миоцена , менее 20 миллионов лет назад, континентальная кора к востоку от Сьерра-Невады начала растягиваться в направлении восток-запад. Кора распалась на серию долин и горных хребтов, простирающихся с севера на юг: начало провинции Бассейнов и Хребтов. [ 2 ]
Менее пяти миллионов лет назад хребет, который мы сейчас знаем как Сьерра-Невада, начал подниматься вдоль его восточной окраины. Благодаря сочетанию поднятия блока Сьерры и опускания территории на восток, Сьерра поднялась вверх. Всю Сьерра-Неваду, поднимающуюся на восток гораздо более круто, чем на запад, можно представить как огромный наклоненный блок разломов с длинным пологим склоном на запад к Центральной долине Калифорнии и крутым восточным склоном. [ 2 ]
Вскоре после начала подъема Сьерры Земля остыла, ознаменовав начало эпохи плейстоцена (ледникового периода). Ледники выросли в горной местности Сьерры и спустились вниз по бывшим ручьям, образуя долины U-образной формы . Отвесные стены и висячие долины Йосемитского национального парка являются продуктом этого холодного прошлого. [ 2 ]
Каскады Вулканическая провинция
[ редактировать ]Там, где заканчивается Сьерра-Невада, начинается цепочка взрывоопасных вулканических центров — вулканов Каскад. Провинция Каскадс образует дугообразную полосу, простирающуюся от Британской Колумбии до Северной Калифорнии, примерно параллельно береговой линии Тихого океана. В этом регионе расположены 13 крупных вулканических центров, расположенных последовательно, подобно нитке взрывчатого жемчуга. [ 3 ]
Хотя наибольшее внимание привлекают самые крупные вулканы, такие как гора Сент-Хеленс , на самом деле Каскады представляют собой группу тысяч очень маленьких, недолговечных вулканов, которые построили платформу из лавы и вулканических обломков. Над этой вулканической платформой возвышаются несколько поразительно больших вулканов, которые доминируют над ландшафтом. [ 3 ]
Вулканы Каскады определяют Тихоокеанского северо-западную часть огненного кольца , массива вулканов, окружающих Тихий океан. Как будто вулканических опасностей было недостаточно, Огненное кольцо также печально известно своими частыми землетрясениями. Чтобы понять происхождение этой концентрированной полосы земных опасностей, нам придется проникнуть глубоко в Землю. [ 4 ]
Срез Земли от Тихого океана до северо-западной части Тихого океана может выглядеть примерно так, как показано на соседнем изображении. Под Каскадами плотная океаническая плита погружается под Северо-Американскую плиту ; процесс, известный как субдукция . По мере того как океаническая плита погружается глубоко в недра Земли под континентальную плиту, высокие температуры и давления позволяют молекулам воды, запертым в минералах твердой породы, выйти наружу. Водяной пар поднимается в гибкую мантию над погружающейся плитой, вызывая плавление части мантии. Эта вновь образовавшаяся магма поднимается к поверхности Земли и извергается, образуя цепь вулканов (Каскадный хребет) над зоной субдукции. [ 4 ]
Взгляд на Каскады крупным планом открывает более сложную картину, чем простая зона субдукции, показанная на изображении слева. Недалеко от побережья северной части Тихого океана лежит простирающийся хребет ; граница расходящейся плиты, состоящая из серии разрывов океанической коры, где образуется новая океаническая кора. На одной стороне спредингового хребта образуется новая кора Тихоокеанской плиты , которая затем отходит от хребта. По другую сторону расширяющегося хребта плиты Хуан де Фука и плита Горда движутся на восток. [ 4 ]
В зоне субдукции Каскад есть некоторые необычные особенности. Там, где плита Хуан-де-Фука опускается под Северо-Американскую плиту, нет глубокого желоба, сейсмичность (землетрясения) меньше, чем ожидалось, и есть свидетельства снижения вулканической активности за последние несколько миллионов лет. Вероятное объяснение заключается в скорости сближения плит Хуан-де-Фука и Северо-Американской плиты. В настоящее время эти две плиты сходятся со скоростью 3–4 сантиметра в год. Это лишь примерно половина скорости конвергенции, наблюдавшейся 7 миллионов лет назад. [ 4 ]
Небольшая плита Хуан де Фука и две пластинки, плита Исследователя и плита Горда, представляют собой скудные остатки гораздо более крупной океанической плиты Фараллон . Плита Исследователя откололась от Хуан-де-Фука около 4 миллионов лет назад и не имеет никаких доказательств того, что она все еще погружается под воду. Тромбоциты Горды откололись между 18 и 5 миллионами лет назад и продолжают погружаться под Северную Америку. [ 4 ]
Каскадный хребет впервые появился 36 миллионов лет назад, но основные вершины, возвышающиеся над сегодняшними вулканическими центрами, возникли в течение последних 1,6 миллиона лет (в течение плейстоцена). Во время последнего вулканического извержения, начавшегося 5 миллионов лет назад, извергалось более 3000 жерл. Пока продолжается субдукция, новые вулканы Каскад будут продолжать подниматься. [ 4 ]
Плато Колумбия
[ редактировать ]
Провинция плато Колумбия окружена одним из крупнейших в мире скоплений лавы. Более 500 000 км. 2 (190 000 квадратных миль) поверхности Земли покрыто им, площадь примерно равна площади Испании . В топографии здесь преобладают геологически молодые потоки лавы, которые с поразительной скоростью затопили сельскую местность за последние 17 миллионов лет. [ 5 ]
Более 170 000 км. 3 (41 000 кубических миль) базальтовой лавы, известной как базальты реки Колумбия , покрывает западную часть провинции. Эти огромные потоки извергались 17 миллионов лет назад. Большая часть лавы разлилась в первые 1,5 миллиона лет: чрезвычайно короткий срок для такого излияния расплавленной породы. [ 5 ]
Равнина реки Снейк простирается через Орегон, северную Неваду, южный Айдахо и заканчивается на Йеллоустонском плато в Вайоминге. Гладкая топография этой провинции, похожая на большую ложку, вычерпывающую поверхность Земли, образует разительный контраст с прочной горной тканью вокруг нее. [ 5 ]
Равнина реки Снейк лежит в отчетливой депрессии. На западном конце основание провалилось по сбросам, образуя грабеновую структуру. Хотя на восточном конце имеются обширные разломы, структура не столь ясна. [ 5 ]
Как и в районе реки Колумбия, извержения вулканов доминируют в истории равнины реки Снейк в восточной части провинции Плато Колумбия. Самые ранние извержения на равнине реки Снейк начались около 15 миллионов лет назад, когда заканчивались огромные ранние извержения базальта реки Колумбия. Но возраст большей части вулканических пород равнины Снейк-Ривер составляет менее нескольких миллионов лет, плиоценового возраста (5–1,6 миллиона лет назад) и моложе. [ 5 ]
На западе базальты реки Колумбия представляют собой почти исключительно черный базальт . Иное дело на равнине реки Снейк, где относительно тихие извержения потоков вязкой черной базальтовой лавы чередовались с мощными взрывными извержениями риолита , светлой вулканической породы. [ 5 ]
Шлаковые конусы усеивают ландшафт равнины реки Снейк. Некоторые из них расположены вдоль жерл, трещин, питающих потоки и извержения, образующие конусы. Кальдеры , огромные ямы, образовавшиеся в результате эксплозивного вулканизма, невысокие щитовые вулканы и риолитовые холмы также являются частью ландшафта здесь, но многие из них скрыты более поздними потоками лавы. [ 5 ]
Геологи обычно связывают извержения вулканов с границами между сталкивающимися или расходящимися плитами. Однако очаг вулканизма в Йеллоустоне в провинции Плато Колумбия находится далеко от зоны субдукции, расположенной вдоль побережья Орегона и Вашингтона. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что неким концентрированным источником тепла является плавление горных пород под провинцией плато Колумбия, в основании литосферы ( слоя земной коры и верхней мантии , который образует движущиеся тектонические плиты Земли). Пытаясь выяснить, почему в этой области, вдали от границы плиты, произошло такое огромное излияние лавы, ученые установили даты затвердевания многих отдельных потоков лавы. Они обнаружили, что самые молодые вулканические породы были сгруппированы возле Йеллоустонского плато, и что чем дальше на запад они продвигались, тем старше были лавы. [ 5 ]
Вероятное объяснение состоит в том, что горячая точка , чрезвычайно горячий шлейф глубокого мантийного материала, поднимается на поверхность под провинцией плато Колумбия. Мы знаем, что под Гавайями и Исландией на границе между ядром и мантией развивается температурная нестабильность (по причинам, пока еще не вполне понятным). Концентрированное тепло вызывает шлейф диаметром в сотни километров, который поднимается прямо к поверхности Земли. [ 5 ]
Когда горячий шлейф достигает основания литосферы, часть более легких пород литосферы быстро плавится. Именно эта расплавленная литосфера становится базальтовой лавой, которая хлещет на поверхность, образуя базальты реки Колумбия и равнины Снейк-Ривер. [ 5 ]
Трасса этой горячей точки начинается на западе и простирается до Йеллоустонского национального парка. Дымящиеся фумаролы и взрывные гейзеры являются ярким свидетельством концентрации тепла под поверхностью. Горячая точка неподвижна, но Североамериканская плита движется над ней, создавая запись скорости и направления движения плит. [ 5 ]
Бассейн и хребет
[ редактировать ]Провинция Бассейнов и хребтов включает большую часть западной части Северной Америки . В Соединенных Штатах он граничит на западе с восточным уступом разлома Сьерра -Невада и простирается на более чем 500 миль (800 км) до восточной границы, отмеченной разломом Уосатч , плато Колорадо и рифтом Рио-Гранде . Провинция бассейна и хребта простирается на север до плато Колумбия и на юг до Трансмексиканского вулканического пояса в Мексике , хотя южные границы бассейна и хребта обсуждаются. [ 6 ]
Провинция Бассейнов и хребтов имеет характерную топографию, знакомую каждому, кто рискует пересечь ее. Крутые подъемы на вытянутые горные хребты чередуются с длительными переходами по ровным сухим пустыням. Этот основной топографический образец простирается от восточной Калифорнии до центральной Юты и от южного Айдахо до штата Сонора в Мексике. Силы, создавшие эту особую топографию, лежат глубоко под поверхностью. [ 7 ]
В пределах провинции Бассейнов и хребтов земная кора (и верхняя мантия ) растянулась на 100% от своей первоначальной ширины. Весь регион подвергся растяжению , которое истончило и раскололо земную кору по мере ее разрыва, создав крупные разломы . Вдоль этих разломов, простирающихся примерно с севера на юг, горы поднимались, а долины опускались вниз, создавая характерное чередование линейных горных хребтов и долин провинции Бассейн и Хребет. [ 7 ]
Хотя в провинции Бассейн и Хребет существуют и другие типы разломов, растяжение и растяжение земной коры, которые сформировали современный ландшафт, образуют в основном нормальные разломы . Поднятая сторона этих разломов образует круто и круто поднимающиеся горы, а опущенная сторона образует невысокие долины. Плоскость разлома, по которой движутся обе стороны разлома, простирается вглубь земной коры, обычно под углом 60 градусов. Местами рельеф или разница высот между двумя сторонами достигает 10 000 футов (3 000 м). [ 7 ]
По мере того, как скалистые хребты поднимаются, они немедленно подвергаются выветриванию и эрозии. Обнаженная коренная порода подвергается воздействию воды, льда, ветра и других эрозионных агентов. Частицы горных пород срываются и смываются со склонов гор, часто покрывая молодые разломы, пока они снова не прорвутся. Осадки собираются в прилегающих долинах, в некоторых местах погребая коренную породу под тысячами футов каменных обломков. [ 7 ]
Кларенс Даттон, как известно, сравнил множество узких параллельных горных хребтов, которые отличают уникальную топографию бассейна и хребта, с «армией гусениц, идущих в сторону Мексики», что является полезным способом визуализировать общий внешний вид региона. [ 8 ] Провинцию Бассейна и Хребта не следует путать с Большим Бассейном , который является частью более крупного физико-географического региона Бассейна и Хребта, определяемого его уникальными гидрологическими характеристиками (внутренний дренаж).
Большой Бассейн
[ редактировать ]
Большой Бассейн — это географический и гидрологический регион, включающий большую часть Невады, южный Орегон и Айдахо, западную Юту и немного восточной Калифорнии. Характеризуясь внутренним дренажем, поверхностные источники воды в этом регионе испаряются или просачиваются, прежде чем они смогут стечь в океан. [ 7 ]
Динамическая история разломов провинции Бассейн и хребет глубоко повлияла на дренажную систему Большого бассейна. Большая часть осадков в Большом Бассейне выпадает в виде снега, который тает весной. Дождь, достигающий земли, или тающий снег быстро испаряются в сухой пустыне. Часть воды, которая не испаряется, опускается в землю и становится грунтовой водой . Оставшаяся вода стекает в ручьи, собирается в недолговечных озерах, называемых плайас, на дне долины и в конечном итоге испаряется. Любая вода, попадающая в эту область в виде дождя или снега, не выходит из нее; ни один из ручьев, берущих начало в этом бассейне, никогда не находит выхода в океан. Степень внутреннего дренажа, площадь, на которой поверхностные воды не могут достичь океана, определяет географический регион, называемый Большим Бассейном. [ 7 ]
Внутренний дренаж Большого Бассейна возникает в результате блокировки движения воды высокими горами, созданными разломами, и из-за отсутствия достаточного потока воды для слияния с более крупными дренажами за пределами Большого Бассейна. Эта территория с внутренним дренажем занимает около 200 000 квадратных миль (520 000 км²). 2 ), включая большую часть Невады, большую часть Юты и части Айдахо, Калифорнии и Орегона. Если бы было больше дождей и снегопадов, большая часть современного Большого Бассейна стекала бы в море, как это было в недавние ледниковые периоды. [ 7 ]
Плато Колорадо
[ редактировать ]Плато Колорадо примерно сосредоточено в регионе Четырех Углов на юго-западе США . Провинция занимает площадь 337 000 км . 2 (130 000 миль 2 ) в пределах западного Колорадо , северо-западного Нью-Мексико , южной и восточной Юты и северной Аризоны . Около 90% территории дренируется рекой Колорадо и ее основными притоками : Грин , Сан-Хуан и Литтл-Колорадо . [ 9 ] [ 10 ]
Скульптурная красота и яркие цвета слоев осадочных пород плато Колорадо захватили воображение бесчисленных геологов. Это обширная область плато, гор и глубоких каньонов, стены которых обнажают породы возрастом от миллиардов до нескольких сотен лет. [ 11 ]
Древние докембрийские породы, обнаженные лишь в самых глубоких каньонах, составляют основание плато Колорадо. Большинство из них представляют собой метаморфические породы, образовавшиеся глубоко в недрах Земли в результате столкновения континентов крупномасштабного , образовавшего ядро Североамериканского континента более миллиарда лет назад. Магматические породы, внедренные миллионы лет спустя, образуют мраморную сеть через части более темного метаморфического фундамента плато Колорадо. [ 11 ]
Эти глубоко сформированные породы поднимались, подвергались эрозии и подвергались обнажению на протяжении тысячелетий. 600 миллионов лет назад Северная Америка имела удивительно гладкую поверхность. Именно на этой кристаллической поверхности породы отложились более молодые и более знакомые слоистые породы плато Колорадо. [ 11 ]
На протяжении палеозойской эры регион плато Колорадо периодически затоплялся тропическими морями. На мелководье морских вод залегали толстые слои известняка, песчаника, алевролита и сланца. Во времена, когда моря отступали, откладывались ручьи и пески дюн, а более старые слои были удалены в результате эрозии. Прошло более 300 миллионов лет, пока накапливались слой за слоем осадочные породы. [ 11 ]
Лишь около 250 миллионов лет назад начались потрясения, которые совпали с формированием суперконтинента Пангея, и отложения морских отложений уменьшились и стали доминировать наземные отложения. Осадочные отложения мезозойской эры поражают воображение. Большие скопления дюнного песка затвердели, образовав широкие дуги в косослоистом песчанике. Извержения вулканических горных хребтов на западе погребли обширные территории под пеплом. Недолговечные реки, озера и внутренние моря оставили осадочные следы своего прохождения. [ 11 ]
Одной из наиболее интригующих с геологической точки зрения особенностей плато Колорадо является его удивительная стабильность. Относительно небольшая деформация горных пород (например, разломы и складчатость ) затронула этот высокий и толстый блок земной коры за последние 600 миллионов лет или около того. Напротив, плато окружено провинциями, подвергшимися серьезной деформации. Горообразование подняло Скалистые горы на север и восток, а огромное напряжение, растягивающее землю, создало Провинцию Бассейнов и хребтов на западе и юге. [ 11 ]
Хотя может показаться, что Бассейн, хребет и плато Колорадо имеют мало общего, их геологические истории тесно переплетаются. В начале этой эры ( период палеогена ) оба региона имели невысокие возвышения, вероятно, менее 1 километра. Геологи все еще собирают доказательства и обсуждают, что было дальше. [ 11 ]
Примерно 20 миллионов лет назад, в эпоху миоцена , регионы бассейна и хребта, а также плато Колорадо были подняты на целых 3 километра. В земной коре возникло сильное напряжение, вероятно, связанное с изменением движения плит далеко на запад. По мере растяжения земной коры Провинция Бассейнов и Хребтов распалась на множество пониженных долин и вытянутых гор. Однако по какой-то не до конца понятной причине соседнее плато Колорадо смогло сохранить свою структурную целостность и осталось единым тектоническим блоком. В конце концов, огромный блок коры плато Колорадо поднялся на километр выше, чем Бассейн и хребет. [ 11 ]
По мере того как земля поднималась, ручьи в ответ прорезали все более глубокие русла. Самый известный из этих ручьев, река Колорадо , начала пробивать Гранд-Каньон менее 6 миллионов лет назад. Силы эрозии обнажили яркий калейдоскоп слоев горных пород, которые делают плато Колорадо Меккой для любителей камня. [ 11 ]
Система Скалистых гор
[ редактировать ]
Скалистые горы образуют величественный горный барьер, простирающийся от Канады до центрального Нью-Мексико. Хотя это и внушительно, взгляд на топографию показывает прерывистую серию горных хребтов с различным геологическим происхождением. [ 12 ]
Скалы, из которых состоят горы, образовались до того, как горы были подняты. Ядра горных хребтов в большинстве мест состоят из кусков континентальной коры возрастом более одного миллиарда лет. На юге более древний горный массив образовался 300 миллионов лет назад, а затем разрушился. Скалы этого древнего хребта превратились в Скалистые горы.
Скалистые горы сформировались в период интенсивной тектонической активности плит, которая сформировала большую часть сурового ландшафта запада Соединенных Штатов. Три крупных эпизода горообразования изменили облик запада примерно от 170 до 40 миллионов лет назад ( от юрского до кайнозойского периодов). Последнее событие горообразования, Ларамидская складчатость (около 70-40 миллионов лет назад), последний из трех эпизодов, ответственно за поднятие Скалистых гор. [ 12 ]
Во второй половине мезозойской эры, в эпоху динозавров, к Северной Америке присоединилась большая часть нынешних Калифорнии, Орегона и Вашингтона. Западная часть Северной Америки пострадала от последствий повторяющихся столкновений, когда плиты океанской коры погружались под край континента. Осколки континентальной коры, унесенные погружающимися океанскими плитами, были унесены в зону субдукции и выброшены на край Северной Америки. [ 12 ]
Примерно в 200–300 милях от суши магма, образовавшаяся над погружающейся плитой, поднялась в континентальную кору Северной Америки. Огромные дугообразные вулканические хребты выросли, когда лава и пепел извергались из десятков отдельных вулканов. Под поверхностью были закачаны огромные массы расплавленной породы, которые затвердели на месте. [ 12 ]
В течение 100 миллионов лет последствия столкновений плит были сосредоточены очень близко к краю границы Северо-Американской плиты, далеко к западу от региона Скалистых гор. Лишь 70 миллионов лет назад эти последствия начали достигать Скалистых гор. [ 12 ]
Рост Скалистых гор был одной из самых загадочных геологических загадок. Обычно горообразование происходит на расстоянии от 200 до 400 миль вглубь страны от границы зоны субдукции, однако Скалистые горы находятся на сотни миль дальше вглубь страны. Хотя геологи продолжают собирать доказательства, объясняющие подъем Скалистых гор, ответ, скорее всего, кроется в необычной погружающейся плите. [ 12 ]
В «типичной» зоне субдукции океаническая плита обычно погружается под довольно большим углом (см. Выше). Над погружающейся плитой растет вулканическая дуга. Во время роста Скалистых гор угол погружающейся плиты мог значительно сгладиться, в результате чего очаг таяния и горообразования переместился гораздо дальше вглубь суши, чем обычно ожидается. [ 12 ]
Предполагается, что небольшой угол погружающейся плиты значительно увеличивает трение и другие взаимодействия с толстой континентальной массой над ней. Мощные толчки наслаивали пласты коры друг на друга, образуя необычайно широкий и высокий хребет Скалистых гор. [ 12 ]
60 миллионов лет назад Скалистые горы были похожи на Тибет : высокое плато, вероятно, на высоте 6000 метров (20 000 футов) над уровнем моря. С тех пор эрозия стерла высокие скалы, обнажив древние породы внизу и сформировав нынешний ландшафт Скалистых гор. [ 13 ] Периоды оледенения происходили от эпохи плейстоцена (1,8–70 000 лет назад) до эпохи голоцена (менее 11 000 лет назад). Ледниковые периоды оставили свой след в Скалистых горах, сформировав обширные ледниковые формы рельефа, такие как U-образные долины и цирки . [ 14 ]
Лаврентийская возвышенность
[ редактировать ]На каждом континенте есть ядро очень древних метаморфических пород. Провинция Верхней возвышенности является южным продолжением провинции Лаврентийской возвышенности, частью ядра Северной Америки, называемого Канадским щитом . Породы фундамента провинции Лаврентийской возвышенности были метаморфизованы около 2500 миллионов лет назад в результате горообразующего столкновения тектонических плит, называемого Кеноранской орогенией . [ 15 ]
Породы Верхней возвышенности представляют собой в основном докембрийские метаморфические породы и перекрывающие их палеозойские породы ( кембрий ), покрытые тонким слоем ледниковых отложений, оставшихся после таяния ледников в конце плейстоценового ледникового периода. Если бы мы могли удалить все более молодые породы, отложившиеся на вершине погребенного докембрийского фундамента, мы бы увидели ландшафт с низким рельефом. Топография докембрийских пород очень сдержанная, разница между самой высокой и самой низкой точкой составляет всего лишь 500 футов. Очевидно, что в очень далеком прошлом этот регион подвергся очень длительному периоду эрозии, в результате которой первоначальная горная поверхность превратилась в пологую холмистую поверхность. Нынешняя поверхность мало чем отличается. Холмы возвышаются всего на несколько сотен футов над окружающей местностью. Самые высокие из них, такие как Риб-Хилл , штат Висконсин, состоят в основном из стойкого кварцита или гранита . [ 15 ]
Строение породы Верхней возвышенности довольно сложное. Складки и разломы, большинство из которых относятся к докембрийскому времени, фиксируют несколько эпизодов горообразования. Столкновения плит, сформировавшие ядро нашего континента, оставили после себя поразительную структурную тенденцию. Хребты и долины четко выровнены вдоль этого направления с северо-востока на юго-запад. Озеро Верхнее является примером этой структурной тенденции с северо-востока на юго-запад. Гряды устойчивых к эрозии пород возвышаются над долинами и вырезаются из более слабых пород. [ 15 ]
Последствия неоднократного оледенения оставили свой след на Верхней возвышенности. Нынешняя ледниковая топография является продуктом недавнего оледенения, закончившегося всего 10 000 лет назад. Во время позднего Висконсина , последнего оледенения эпохи плейстоцена, массивный континентальный ледниковый покров сначала рос на севере, а затем постепенно расширялся на юг. Несколько толстых пальцевидных лепестков ледникового льда поглотили этот регион, двигаясь через бассейн Верхнего. Камни всех размеров собирались и разгребались с севера и уносились ледяной массой. Когда континентальные ледяные щиты тают, они оставляют после себя набор камней, называемый ледниковым наносом , который покрывает большую часть ландшафта Верхней возвышенности. [ 15 ]
Внутренние равнины
[ редактировать ]Внутренние равнины — это обширный регион, простирающийся по стабильному ядру Северной Америки. Эта область образовалась, когда несколько небольших континентов столкнулись и слились вместе более миллиарда лет назад, в докембрии. Докембрийские метаморфические и магматические породы в настоящее время образуют фундамент Внутренних равнин и составляют стабильное ядро Северной Америки. За исключением Блэк-Хилс в Южной Дакоте, весь регион имеет низкий рельеф, что отражает более чем 500 миллионов лет относительной тектонической стабильности. [ 16 ]
На протяжении палеозойской и мезозойской эры преимущественно низменный регион Внутренних равнин оставался относительно незатронутым горообразующими тектоническими столкновениями, от которых пострадали западные и восточные окраины континента. [ 16 ]
На протяжении большей части мезозойской эры внутренняя часть континента Северной Америки находилась значительно выше уровня моря, за двумя заметными исключениями. В течение части юрского периода (208–144 миллиона лет назад) повышение уровня моря затопило низменные районы континента. Большая часть Внутренних равнин в конечном итоге оказалась затоплена мелководным морем Сандэнс . [ 16 ]
Отложения, размывающиеся с возвышающихся Скалистых гор на западе, смывали в море и откладывались в виде слоистых клиньев мелкого мусора. По мере накопления песка, грязи и глины море Сандэнс отступило на север. В разноцветных песчаниках, аргиллитах и глинах, составляющих береговую линию, сохранились останки бесчисленных динозавров, бродивших по побережью Сандэнса. [ 16 ]
Комплексы окаменелостей, скрытые в осадочных слоях формации Моррисон, являются одними из самых богатых в мире. В некоторых районах кости многих динозавров сконцентрированы на очень небольшой площади, что указывает на то, что они были перенесены во время наводнений, а затем сложены вместе у ручья. [ 16 ]
И снова в меловой период (144–65 миллионов лет назад) рекордно высокий уровень моря затопил внутреннюю часть континента мелководными морями. [ 16 ]
Внутренние равнины продолжали получать отложения из разрушающихся Скалистых гор на западе и Аппалачей и гор Озарк/Уачита на востоке и юге на протяжении всей последней эры, кайнозойской эры. Плоскость Внутренних равнин является отражением платформы, состоящей преимущественно из плоских морских и речных отложений, заложенных в мезозойскую и кайнозойскую эры. [ 16 ]
Аппалачи, Внутреннее нагорье и Атлантические равнины
[ редактировать ]
Скалы гор Аппалачи , Уачита , Озарк древние и имеют общее происхождение. Они в основном состоят из осадочных пород палеозойского возраста, которые отложились на морском дне и в настоящее время складчаты и разломаны. В Аппалачах также есть вулканические породы и осколки древнего морского дна. [ 18 ] Эти горы когда-то были частью могучего возвышенного горного хребта, простирающегося от Аппалачского нагорья до Техаса. [ 19 ]
В раннюю палеозойскую эру континент, который позже стал Северной Америкой, располагался по обе стороны экватора. Регион Аппалачей представлял собой пассивную окраину плиты , мало чем отличавшуюся от сегодняшней провинции Атлантического побережья . В течение этого периода регион периодически погружался под мелководье моря. Толстые слои осадочных пород и карбонатных пород отложились на мелководном морском дне, когда этот регион был затоплен. Когда моря отступили, преобладали наземные осадочные отложения и эрозия. [ 18 ]
В течение среднего ордовика (около 440–480 миллионов лет назад) изменение движения плит подготовило почву для первого палеозойского горообразования ( таконическая орогения ) в Северной Америке. Некогда спокойная пассивная окраина Аппалачей превратилась в очень активную границу плиты, когда соседняя океаническая плита, Япет , столкнулась с Северо-Американским кратоном и начала погружаться под него . С рождением этой новой зоны субдукции появились первые Аппалачи. [ 18 ]
Вдоль континентальной окраины выросли вулканы, что совпало с началом субдукции. Надвиговые разломы подняли и деформировали более древние осадочные породы, залегающие на пассивной окраине. Когда горы поднялись, эрозия начала их разрушать. Потоки сносили обломки горных пород вниз по склону и откладывали их в близлежащие низменности. [ 18 ]
Это было лишь первое из серии столкновений горных плит, которые способствовали образованию Аппалачей. Горообразование продолжалось периодически в течение следующих 250 миллионов лет ( Каледонский , Акадский , Уашитский , Герцинский и Аллегенский складчатости). Пангейский суперконтинент . Начал формироваться Микроплиты , более мелкие кусочки коры, слишком маленькие, чтобы их можно было назвать континентами, приносились один за другим, чтобы привариться к растущей массе. [ 18 ]
Примерно 300 миллионов лет назад ( Пенсильванский период) Африка приближалась к Северо-Американскому кратону. Коллизионный пояс распространился на регион Озарк – Уашита и через Марафонские горы в Техасе. Столкновение континентов и континентов подняло цепь Аппалачей-Уашиты до высоких гималайских масштабов. Массивная часть Пангеи была завершена ближе к концу палеозойской эры ( пермского периода), когда Африка ( Гондвана ) впахлась в континентальную агломерацию с горами Аппалачи-Уашита вблизи ядра. [ 18 ] Примерно 280–230 миллионов лет назад (от позднего палеозоя до позднего триаса ) континент, который мы сейчас знаем как Северная Америка, был непрерывным с Африкой, Южной Америкой и Европой. [ 20 ]
В позднем триасе Пангея начала распадаться на части, когда между Африкой, Южной Америкой и Северной Америкой образовалась трехсторонняя трещина. Рифтинг начался, когда магма хлынула сквозь слабость земной коры, создав зону вулканического рифта. Извержения вулканов разбросали пепел и вулканические обломки по ландшафту, когда эти отколовшиеся фрагменты Пангеи размером с континент разошлись. [ 20 ] Разрыв между расширяющимися континентами постепенно разросся и образовал новый океанский бассейн — Атлантический . Рифтовая зона, известная как Срединно-Атлантический хребет, продолжала поставлять сырьевые вулканические материалы для расширяющегося океанского бассейна. [ 20 ]
Северная Америка медленно оттягивалась на запад от рифтовой зоны. Толстая континентальная кора, составлявшая новое восточное побережье, распалась на серию обрушившихся блоков разломов, которые примерно параллельны сегодняшней береговой линии. Поначалу горячий край континента с разломами был высоким и плавучим по сравнению с новым океанским бассейном. По мере того как край Северной Америки отходил от горячей рифтовой зоны, она начала остывать и погружаться под новый Атлантический океан. Эта некогда активная граница расходящихся плит стала пассивным, задним краем движущейся на запад Северной Америки. С точки зрения тектоники плит Атлантическая равнина известна как классический пример пассивной континентальной окраины . [ 20 ]
Во время рифтогенеза Южная Америка оторвалась от Северной Америки и направилась на юг. Океан затопил пространство между двумя континентами, образовав Мексиканский залив . Запись об этом разломе остается неизгладимым следом на ландшафте под названием Миссисипи-Эбеймент . Именно этот залив разорвал драматический разрыв между южными Аппалачами и высокогорьем Уашита-Озарк. [ 19 ]
Преобладали выветривание и эрозия, и горы начали разрушаться. [ 18 ] К концу мезозойской эры горы Аппалачи-Уачита превратились в почти плоскую равнину. Отложения, размытые с этих возвышенностей, переносились потоками на восток и юг и постепенно покрывали разломы континентальной окраины, погребая ее под клином толщиной в тысячи футов из слоистых осадочных и вулканических обломков. [ 20 ] Сегодня большинство слоев мезозойских и кайнозойских осадочных пород, которые лежат под большей частью прибрежной равнины и окаймляющего континентальный шельф, остаются почти горизонтальными или слегка наклонены к морю. [ 20 ]
В кайнозое геология разных регионов разошлась. Аппалачи начали подниматься, а Уашита и Озарк - нет. Подъем омолодил ручьи, которые быстро отреагировали, врезавшись в древнюю скальную породу. Некоторые потоки текли по слабым слоям, определяющим складки и разломы, созданные много миллионов лет назад. Другие потоки текут так быстро, что прорезают устойчивые складчатые породы горного ядра, прорезая каньоны в слоях горных пород и геологических структурах. [ 18 ]
Аляска
[ редактировать ]
Большая часть Аляски состоит из террейнов, образовавшихся в результате столкновений с островными дугами , возникшими за последние 160 миллионов лет. [ 21 ] Эти террейны были вызваны последовательной субдукцией плит Фараллон , Кула и Тихоокеанской . [ 21 ] В настоящее время Тихоокеанская плита погружается под Аляску, образуя Алеутской дуги серию вулканов на полуострове Аляска и Алеутских островах . [ 21 ]
Одним из швов, образовавшихся в результате присоединения террейнов, является разлом Денали , который изгибается через южно-центральную часть Аляски. [ 21 ] Разлом Денали изгибается к северу от Денали . Сочетание субдукции Тихоокеанской плиты и изгиба разлома Денали делает Денали самой высокой горой в Северной Америке. [ 22 ]
Гавайи
[ редактировать ]
Штат Гавайи состоит из цепочки островов или архипелага. Архипелаг образовался по мере того, как Тихоокеанская плита медленно перемещалась на северо-запад через горячую точку в мантии Земли со скоростью примерно 32 мили (51 км) в миллион лет. Таким образом, юго-восточный остров ( Гавайи ) является вулканически активным, тогда как острова на северо-западной оконечности архипелага старше и обычно меньше по размеру из-за более длительного воздействия эрозии . Возраст архипелага оценен с использованием калий-аргоновых методов датирования. [ 23 ] Из этого исследования и других, [ 24 ] [ 25 ] подсчитано, что самый древний северо-западный остров, атолл Куре , является самым старым, его возраст составляет примерно 28 миллионов лет назад; а на Гавайях - примерно 0,4 млн лет назад (400 000 лет). Единственный активный вулканизм за последние 200 лет наблюдался на Гавайях и на затопленном, но растущем вулкане на крайнем юго-востоке Камаэуаканалоа (бывший Лоихи).
Почти вся магма горячей точки имеет состав базальта , поэтому гавайские вулканы почти полностью состоят из этой магматической породы. Очень мало крупнозернистых габбро и диабаза . Нефелинит обнажен на островах, но встречается крайне редко. Большинство извержений на Гавайях относятся к извержениям гавайского типа , поскольку базальтовая магма относительно жидкая по сравнению с магмами, обычно участвующими в более эксплозивных извержениях, таких как андезитовые магмы, которые производят некоторые из впечатляющих и опасных извержений на окраинах Тихоокеанского бассейна.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с
В этой статье использованы общедоступные материалы из «Геологические провинции Соединенных Штатов: записи активной Земли» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 25 июня 2013 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я В этой статье использованы общедоступные материалы из «Тихоокеанская провинция» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 25 июня 2013 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б В этой статье использованы общедоступные материалы из «Вулканическая провинция Каскады» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 24 июня 2013 года . Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж В этой статье использованы общедоступные материалы из «Каскады вулканической провинции» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 6 сентября 2015 года . Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к В этой статье использованы общедоступные материалы из «Провинция Плато Колумбия» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 18 февраля 2013 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Генри, К.; Аранда-Гомез, Дж. (1992). «Настоящий южный бассейн и хребет: расширение среднего и позднего кайнозоя в Мексике». Геология . 20 (8): 701–704. Бибкод : 1992Geo....20..701H . doi : 10.1130/0091-7613(1992)020<0701:trsbar>2.3.co;2 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г В этой статье использованы общедоступные материалы из «Бассейновая и хребтовая провинция» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 25 января 2009 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Рейнольдс, Д.; Кристенсен, Дж. (2001). Невада . Портленд, Орегон: Центр графических искусств.
- ^ Лейти, Роберт Д. (2001). «Физиографическая провинция Плато Колорадо» . Отчет по контракту . Управление информационных наук Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DOD). Архивировано из оригинала 9 июня 2007 года . Проверено 25 декабря 2007 г.
- ^ Кивер, Юджин П.; Харрис, Дэвид В. (1999). Геология парковых зон США (5-е изд.). Уайли. п. 395. ИСБН 978-0-471-33218-3 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я В этой статье использованы общедоступные материалы из «Провинция Плато Колорадо» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 18 февраля 2013 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час В этой статье использованы общедоступные материалы из «Скалистые горы» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 13 мая 2008 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Гэдд, Бен (2008). Геологические дорожные туры по канадским Скалистым горам . Коракс Пресс. стр. 80–81. ISBN 9780969263128 .
- ^ Пирс, КЛ (1979). История и динамика оледенения на севере территории Йеллоустонского национального парка . Вашингтон, округ Колумбия: Геологическая служба США. стр. 1–90. Профессиональная бумага 729-F.
- ^ Jump up to: а б с д В этой статье использованы общедоступные материалы из «Провинция Лаврентийской возвышенности – Верхняя возвышенность» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 12 мая 2013 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г В этой статье использованы общедоступные материалы из «Внутренние равнины» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 24 мая 2013 года . Проверено 12 мая 2013 г.
- ^ Блейки, Рон. «Палеогеография и геологическая эволюция Северной Америки» . Глобальная тектоника плит и палеогеография . Университет Северной Аризоны. Архивировано из оригинала 21 июня 2008 года . Проверено 4 июля 2008 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час В этой статье использованы общедоступные материалы из Геологические провинции США: Провинция Аппалачское нагорье . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 14 января 2008 года . Проверено 2 сентября 2007 г.
- ^ Jump up to: а б В этой статье использованы общедоступные материалы из «Внутреннее нагорье Уачита-Озарк» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 25 июня 2013 года . Проверено 13 мая 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж В этой статье использованы общедоступные материалы из «Геологические провинции США: провинция Атлантической равнины» . Геология Геологической службы США в парках . Геологическая служба США . Архивировано из оригинала 25 июня 2013 года.
- ^ Jump up to: а б с д Плафкер, Джордж; Берг, Генри К. (1994). «Обзор геологии и тектонической эволюции Аляски» (PDF) . Геология Аляски . Геология Северной Америки. Том. Г-1. Геологическое общество Америки.
- ^ «Аляскинский хребет и Денали: геология и складчатость» . Служба национальных парков . Проверено 17 декабря 2017 г.
- ^ Клэг, Д.А.; Далримпл, Великобритания (1989). «Тектоника, геохронология и происхождение Гавайско-Императорской вулканической цепи» (PDF) . Геология Северной Америки, Том N: Восточная часть Тихого океана и Гавайи . Геологическое общество Америки. Архивировано из оригинала (PDF) 11 июня 2011 года . Проверено 17 января 2011 г.
- ^ Макдугалл, я; Суонсон, Д.А. (1972). «Калий-аргоновый возраст лав из вулканических серий Хави и Пололу, вулкан Кохала, Гавайи» . Бюллетень Геологического общества Америки . 83 (12): 3731–3738. Бибкод : 1972GSAB...83.3731M . doi : 10.1130/0016-7606(1972)83[3731:PAOLFT]2.0.CO;2 . Получено 17 , января
- ^ Клэг, Д.А.; Далримпл, Великобритания; Моберли, Р. (1975). «Петрография и K-Ar возраст вынутых из грунта вулканических пород Западного Гавайского хребта и Южного хребта Императорской подводной горы» . Бюллетень Геологического общества Америки . 86 (7): 991–998. Бибкод : 1975GSAB...86..991C . doi : 10.1130/0016-7606(1975)86<991:PAKAOD>2.0.CO;2 . Проверено 17 января 2011 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
