Ледниковая история Миннесоты

Оледенение Северного полушария во время последних ледниковых периодов. Создание ледяных щитов толщиной от 3 до 4 километров (от 1,9 до 2,5 миль) вызвало глобальное падение уровня моря примерно на 120 м (390 футов).

Схема ледникового выщипывания и истирания

Ледниковая история Миннесоты наиболее определена с начала последнего ледникового периода , который закончился около 10 000 лет назад. В течение последнего миллиона лет большая часть Среднего Запада США и большая часть Канады в то или иное время были покрыты ледниковым покровом . Этот континентальный ледник оказал глубокое влияние на особенности поверхности территории, по которой он двигался. Огромное количество камней и почвы было соскоблено с ледниковых центров к его краям медленно движущимся льдом и переотложено в виде наносов или тиллов . Большая часть этого наноса была сброшена в старые доледниковые речные долины, а часть — в пояса холмов ( конечные морены ) на окраине ледника. Главным результатом оледенения стало изменение доледниковой топографии за счет наноса наносов на сельскую местность. Однако континентальные ледники обладают огромной силой эрозии и могут фактически изменить доледниковую поверхность суши путем размыва и истирания, а не путем отложения наносов.

Следы оледенения сильно изменили топографию Миннесоты. Вероятно, самое значительное изменение коснулось характера и объема дренажа . В доледниковое время есть основания полагать, что большая часть дождевой воды или талой воды из снега быстро уносилась обратно в океан. Сегодня большая часть осадков временно задерживается на поверхности озер . Ручьи извиваются от озера к озеру, и лишь часть общего количества осадков уносится реками. Такую топографию можно назвать незрелой, поскольку ручьи еще не смогли сформировать сеть, которая быстро и эффективно истощает землю. Река Миссисипи прорезала глубокую долину под водопадом Сент-Энтони , но даже воды этой большой реки не текут свободно в океан из-за озера Пепин , которое служит резервуаром для хранения части воды. Потоки активно участвовали в своей эрозионной работе только последние 10 000 лет, то есть примерно столько времени прошло с тех пор, как последний ледник начал свое окончательное отступление. Этот временной промежуток относительно незначителен по сравнению с долгой историей Земля .

Последовательность ледниковых событий

Канадский щит .

Миннесота была покрыта, по крайней мере частично, ледником много раз во время четвертичного ледникового периода . В порядке возрастания возраста эти достижения происходили на этапах Висконсинского эпизода и Иллинойского этапа; До этого континентальные ледниковые щиты несколько раз вступали в Миннесоту и отступали от нее во время доиллойнского этапа .

Лед перемещался в Миннесоту в разное время из трех ледниковых центров: Лабрадорского центра в северном Квебеке и Лабрадора ; патрицианский центр, расположенный к юго-западу от Гудзонова залива ; и центр Киватина, к северо-западу от Гудзонова залива.

Отложения, оставленные континентальными ледниковыми щитами , наступающими из этих трех центров, отражают характеристики пород, по которым они прошли. Лед Киеватина столкнулся с меловыми известняками и сланцами Манитобы и долины Красной реки , тогда как патрицианский и лабрадорский лед перемещался по богатым железом докембрийским кристаллическим породам Канадского щита .

Оледенение до Висконсинского эпизода

Лишь немногие участки обнажают на поверхность более ранние наносы ледниковых отложений доилионского или иллинойского ярусов. Крайние юго-восточные и юго-западные части Миннесоты ( Дрифтлесс-район ) имеют обширные области пред-Висконсинских наносов, но они почти повсюду замаскированы поверхностным слоем лёсса (переносимого ветром ила). Более того, эти регионы более древнего дрейфа полностью осушаются, поскольку у ручьев было больше времени, чтобы превратиться в эффективную дренажную систему по сравнению с ручьями, текущими в районах, покрытых более молодыми ледниковыми отложениями. Говард Хоббс предположил, что доиллойнские ледниковые отложения на юго-востоке Миннесоты на самом деле являются более молодыми иллинойскими ледниковыми отложениями.

Изменения течения континентальных рек

Когда ледяные щиты переместились в центральную часть Северной Америки , реки, которые раньше текли со Скалистых гор на северо-восток в Северный Ледовитый океан, обнаружили, что их долины забиты льдом. Рекам пришлось отклониться в обход самых дальних участков льда. Когда лед отступил, новые долины, растворившиеся в ландшафте, не позволили рекам вернуться на свои старые позиции.

Эпизод оледенения в Висконсине

Дополнительная информация: Последний ледниковый период.

Ледниковый эпизод Висконсина , самый последний ледниковый период , был разделен на четыре подэтапа , каждый из которых представляет собой наступление и отступление льда. Подэтапы, названные от старшего к младшему, - это Айован, Тейзевелл, Кэри и Манкато. В Миннесоте признаны только Айован, Кэри и Манкато, но исследования показывают, что дрейф Тейзуэлл может присутствовать на юго-западе Миннесоты.

Дрейф Айовы широко распространен на поверхности только на юго-западе и юго-востоке Миннесоты и содержит мало озер, если таковые имеются, из-за относительно зрелого поверхностного дренажа. Дрейф Тейзевелл на юго-западе Миннесоты лишен озер; Фактически, критерий дренажа был использован Робертом Руэ, чтобы отличить Тейзевелла от сугробов Кэри.

Почти все озера Миннесоты находятся в пределах дрейфов Кэри и Манкато. По этой причине необходимо более подробно рассмотреть природу и распространение этих двух наносных покровов.

Кэри подэтап

Ледники, вышедшие из северо-восточной части Канады, имели достаточную толщину, чтобы вызвать значительную эрозию на северо-востоке Миннесоты. Поскольку пораженная зона простиралась несколько южнее Миннеаполиса , ее называют «долей Миннеаполиса». Лопасть Миннеаполиса характерно красная и песчаная из-за материнских пород из красного песчаника и сланца на севере и северо-востоке; его также можно узнать по гальке из базальта , габбро , красного сиенита , фельзита и железных образований из северо-восточной Миннесоты.

Грунтовые морены с нехарактерными красноватыми, богатыми железом отложениями простирались от Сент-Клауда, штат Миннесота , обратно на северо-восток. Ледники образовали ряд конечных морен, которые простираются от северо-запада от Сент-Клауда до городов-побратимов и до центрального Висконсина . Они отложили красноватые пески и гравий на запад и юг на прибрежных равнинах .

Подэтап Манкато

С отступлением патрицианских льдов была подготовлена ​​почва для заключительной фазы оледенения Висконсинского эпизода в Миннесоте. Последнее крупное наступление континентального ледника в Миннесоте завершилось образованием доли, которая достигла юга до Де-Мойна, штат Айова . Движение ледников с северо-запада имело более отдаленный источник, чем лед с северо-запада. Последующий ледник, который переместился в Миннесоту, был довольно тонким и не смог вызвать сильную эрозию. Доля Де-Мойна образовала выступ, движущийся на северо-восток, известный как субдоля Грантсбурга . Из главного ледникового щита Киватина также выступала субдоля Сент-Луиса . Дрейф этих ледяных лепестков обычно приходится на конец Висконсинского времени. Осадки , переносимые ледником Манкато, имеют цвет от желто-коричневого до желтовато-желтого и богаты глиной и известняком из-за сланцевых и известняковых материнских пород на северо-западе. Верхняя доля также развилась во времена Манкато и продвинулась на запад до округа Эйткин, штат Миннесота .

Подлоть Грантсбурга эффективно блокировала сток реки Миссисипи с севера от Сент-Клауда на юго-восток через города-побратимы. Слив , несущий большое количество песка, был направлен по суше на восток, вокруг субдоли. Настоящей дренажной долины не образовалось; вместо этого несколько небольших ручьев текли на северо-восток, выбрасывая на своем пути избыток песка. В результате образовался примерно треугольный песчаный регион под названием Песчаная равнина Анока , простирающийся от Сент-Клауда до городов-побратимов и на северо-восток до Грантсбурга, штат Висконсин .

Формирование озера

Чайные озера

Дополнительная информация: Чайник (форма рельефа).

Пейзаж, созданный отступающим ледником.

По мере того как ледники наступали и отступали через Миннесоту, часть застоявшегося льда было труднее растопить, чем другие области. Ледники продолжали откладывать отложения вокруг, а иногда и поверх этих изолированных ледяных глыб. Когда ледяные глыбы растаяли, они оставили после себя углубления в ландшафте. Впадины, заполненные талыми снеговыми и дождевыми водами, образовали озёра-котлы .

Котловые озера могут образовываться в районе донной морены за конечными моренами . Они могут быть любого размера, а их береговая линия может состоять из чего угодно: от глины до песка и валунов. В районе конечной морены котлы довольно маленькие, но глубокие, чтобы поместиться между крутыми и холмистыми хребтами морены. Если лед продвинулся наружу, а затем отступил, оставив после себя поток воды, возможно, образовались котлы. Выбросные озера-котлы обычно неглубоки, и их численность значительно меньше, чем в других ледниковых регионах. Обильный песок быстро заполняет впадины и составляет большую часть пляжей этих озер.

Поскольку в Миннесоте произошло движение ледников в штат как с северо-востока, так и с северо-запада, ландшафт изменился за счет перекрытия ледниковых регионов. Например, равнина смыва ледника Кэри может иметь более новый покров из донной морены ледника Манкато, или донная морена Кэри могла быть впоследствии покрыта смывом Манкато. .

Большинство озер в мире представляют собой котленые озера, образовавшиеся в результате ледниковой деятельности. . В Миннесоте большинство озер Киттс расположены в районах донной и конечной морены.

Коренные эрозионные озера

На северо-востоке Миннесоты ледники имели толщину в тысячи футов. По мере продвижения ледников по этой территории они размыли большое количество горных пород. Лед сам по себе не очень абразивен, но, поднимая и перемещая куски камня, он мог соскрести более мягкие нижележащие материалы. Вулканические породы подстилают территорию. Вдоль региона Роув региона Эрроухед расположено множество наклонных слоев вулканических пород, перемежающихся слоями сланца; сланцевые слои мягче вулканического базальта. Поскольку ледники размыли материалы, сланцы были удалены. Топография региона Роув чередует холмы (состоящие из диабаза) и долины (бывшие слои сланца); эти холмы и долины ориентированы с запада на восток. Многие из этих долин теперь превратились в озера. Поскольку озера ориентированы с запада на восток, посетители региона Роув думают, что лед двигался в направлении восток-запад. Ледниковые штрихи (царапины) показывают, что лед двигался с севера на юг, перпендикулярно ориентации самих озер.

, примыкающий к району Роув, Бассейн озера Верхнее находится во впадине возрастом в миллиард лет, образовавшейся в результате Разлома Срединного континента. В доледниковый период впадина была заполнена эродированными сланцами. Тысячи футов ледникового льда разрушили большое количество сланца. Лед был настолько толстым, что разъедал песчаник на глубину 700 футов (210 м) ниже уровня моря. Нынешнее озеро Верхнее является крупнейшим по площади пресноводным озером в мире.

Ледниковые озера

См. также: Ледниковое озеро.

Около 18 000 лет назад Лаврентийский ледниковый щит начал таять и отступать. По мере того как лед Манкато сокращался, талая вода образовала лужи в нескольких местах по краю ледника. Некоторые из этих озер занимали площадь в несколько сотен тысяч квадратных миль и оставили определенный отпечаток в топографии . Все они с тех пор были осушены природными силами или значительно уменьшились по сравнению с первоначальными размерами.

Ледниковое озеро Дулут

Дополнительная информация: Ледниковое озеро Дулут.

Ледниковое озеро Дулут

Ледниковое озеро Дулут — водоем, образовавшийся на юго-западной окраине долины Верхнего и занимавший гораздо большую площадь, чем нынешнее озеро Верхнее . Его береговая линия возвышалась почти на 148 метров над уровнем его современного преемника, озера Верхнее. В начале своей истории озеро Дулут впадало в реку Миссисипи по долине реки Санта-Крус . Было два выхода: один вдоль рек Кеттл и Немаджи в Миннесоте, а другой на востоке вдоль реки Буа-Брюле в Висконсине. Однако позже, когда Верхняя доля отступила дальше на северо-восток, воды озера Дулут слились с водами бассейнов Мичигана и Гурона, а южные выходы были заброшены в пользу нижнего на восточной оконечности озера Верхнее. Река Кеттл больше не впадает в озеро Верхнее, а находится в большой долине, которая сама по себе не могла бы производить воду при ее нынешнем расходе. Реки Немаджи и Буа-Брюле фактически текут на север к озеру Верхнее через восточный прогляциальный выход. Несмотря на то, что огромное количество воды перетекло через южный край озера Верхнее, устье реки Буа-Брюль никогда не промывалось настолько глубоко, чтобы удалить Континентальный водораздел реки Буа-Брюле в верховьях .

Прогляциальные озера

Основная статья: Прогляциальные озера Миннесоты

Дополнительная информация: Прогляциальное озеро.

Ледниковое озеро Агассис

Основная статья: Озеро Агассис

Ранняя карта размеров озера Агассис (составленная геологом XIX века Уорреном Апхэмом). Сейчас считается, что на этой карте недооценены размеры региона, когда-то покрытого озером Агассис.

Самым крупным из всех прогляциальных озер было озеро Агассис , небольшая часть которого занимала нынешнюю долину Ред-Ривер в Миннесоте и Северной Дакоте . Ледники на севере блокировали естественный дренаж территорий на север. Когда лед растаял, к югу от льда образовалось прогляциальное озеро. Вода вышла из континентального водораздела в долине Браунс, штат Миннесота ; осушается через Траверс-Гэп и разрезает нынешнюю долину реки Миннесота . Количество выделений ошеломляло. Это помогло прилегающей реке Миссисипи сформировать очень большую долину на юго-востоке Миннесоты.

Река, вытекающая из озера Агассис, называется Ледниковой рекой Уоррен . Он протек по вершине отступающей морены в долине Браунс. Когда вода размыла ледниковые отложения, уровень озера упал. В конце концов после себя осталось достаточно больших валунов, и образовалась мостовая из валунов, которая препятствовала дальнейшему вырубке вниз. Таким образом, уровень озера на некоторое время стабилизировался. В течение нескольких десятилетий, когда уровень был постоянным, волны на озере образовали заметные пляжи вдоль береговой линии. Ледниковый сток также откладывался на дне озера. В конце концов, валуны на выходе из озера были размыты ниже по течению, и река затем могла размыться вниз из-за отложений разного размера. И снова образовалась каменная мостовая, и, как и прежде, уровень озера стабилизировался на более низком уровне, снова образуя еще один набор пляжей.

После дальнейшего отступления льдов в Канаду были открыты нижние выходы в Гудзонов залив, а выход в долину Миннесота был заброшен. Континентальный водораздел в долине Браунс становится истоком Северной Красной реки, текущей на север , текущего притока реки Миссисипи на юго-востоке , и реки Миннесота .

За время своего существования озеро Агассис, возможно, было самым большим пресноводным озером, когда-либо существовавшим. Дно озера, состоящее из озерных илов и ила, является одним из самых плоских участков Земли и чрезвычайно плодородно. Здесь не существует озер, вызывающих эрозию коренных пород, поскольку лед был слишком тонким, чтобы его можно было разрушить. На дне озера котловых озер не обнаружено, поскольку донные отложения заполнили бы их впадины.

См. также

• Иллинойский этап
• Последний ледниковый период
• Лаврентидский ледниковый щит
• Плейстоцен
• Четвертичное оледенение

Внешние ссылки

• Оледенение Миннесоты , данные Центра данных бассейна реки Миннесота.
• Формирование долины Миннесоты Центром данных бассейна реки Миннесота.
• Геология Миннесоты Департамента природных ресурсов Миннесоты . (Кэшированная версия.)
• Геологическая и ледниковая история Миннесоты, составленная Геологической службой Миннесоты.
• Райт, МЫ (1990). Геологическая история рек Миннесоты . Геологическая служба Миннесоты, образовательная серия 7. Сент-Пол: Университет Миннесоты. ISSN 0544-3083.