Origini geologiche del fiume Niagara

Il fiume Niagara è uscito dal ritiro finale del Laurentide Ice Sheet circa 12.000 anni fa. Come i ghiacciai si sono reced attraverso il bacino dei Grandi Laghi, volumi di enormi fuso scavato nuove vie di drenaggio. Uno di questi sentieri ha seguito una valle del fiume preglaciale che era stato riempito e sepolto da glaciale fino a. L'acqua di fusione ha scavato questa valle sepolta pulita, formando il canale moderno del fiume Niagara.

Il piroscafo sottostante la regione è composto da strati sedimentari depositati in mari antichi tra 400 e 450 milioni di anni fa. Il più significativo di questi strati per il fiume Niagara è il Lockport Dolostone, un caprock duro e resistente che forma la cresta delle cadute.

La Meccanica dell'Erasione Lungo il fiume

Il fiume Niagara trasporta un carico di sedimenti consistente, soprattutto durante il periodo di deflusso e di tempeste, che agiscono come abrasivi, molandosi contro il letto del fiume e le banche mentre l'acqua si muove a valle. Nel tempo, questa abrasione meccanica approfondisce e allarga il canale. Il fiume’ il flusso non è uniforme; accelera attraverso sezioni costrette e rallenta in più ampie raggiunge, creando zone di alto potenziale di erosione e zone di deposizione rapida.

Il processo di undercuting spinge il ritiro di Niagara Falls. L'acqua scorre sopra il robusto Lockport Dolostone caprock, martellando il più debole Rochester Shale sotto. Lo shale erode più rapidamente, formando una cavità dietro l'acqua in caduta. Quando il caprock non supportato perde la sua fondazione, blocchi di crepa dolostone e tumble nella gola sotto.

Il ruolo dell'aborto Niagara

Il Niagara Escarpment è una caratteristica geologica di rilievo che si estende da New York all'Ontario, Michigan, Wisconsin e in Illinois. L'escarpement è formato dall'erosione differenziale degli stessi strati sedimentari di roccia che sottomettono le cascate. Il resistente Lockport Dolostone forma il caprock alla cima dell'escarpment, mentre i deboli scialli sotto erodere più rapidamente, creando il fascio ripiforme-come il Niaga

Erosione differenziale del Pignone

Non tutti gli strati rocciosi lungo il fiume Niagara erodono allo stesso ritmo. Il Lockport Dolostone è altamente resistente agli agenti atmosferici chimici e all'abrasione fisica, motivo per cui forma il bordo delle cadute e le sporgenze superiori della gola.

Cascate del Niagara: La forma di terra centrale

Niagara Falls è l'espressione più visibile del fiume’ il potere erosivo. Le cascate sono in realtà tre cascate separate: le Cadute di Cavalle, le Cadute Americane, e le Cascate di Vela Sposa. Le Cadute di Cavallo, situate principalmente sul lato canadese, trasporta circa il 90% del fiume’ il flusso e è largo circa 2.200 piedi alla sua cresta.

La piscina di tuffo alla base delle cascate di Horseshoe è profonda circa 100 piedi ed è stata scossa dall'impatto costante di caduta dell'acqua e dei detriti trasportati. I mazzi di Lockport Dolostone che sono caduti dalla cresta accumulano nella vasca di tuffo e lungo la base delle pareti di gola. Col tempo, questi massi sono rotti giù per effetto del pavimento della piscina e per abrasione da sedimenti sospesi.

Ritiro delle cascate

Le osservazioni fatte nel corso degli ultimi due secoli indicano che la cresta delle cascate di ferro di cavallo si è ritirata a monte tra i 150 e i 200 piedi dall'inizio del 1800. Prima che le misure di controllo del flusso iniziassero negli anni '50, il tasso medio di ritiro era di circa 3 a 5 piedi all'anno presso il luogo di Horseshoe Falls.

Il rifugio ha creato la gola del Niagara, un canyon del fiume a pareti scoscese che si estende dalle cascate fino al bordo dell'escarpement. La gola è lunga circa 7 miglia e fino a 300 piedi in profondità in luoghi. Come le cascate si sono ritirate, hanno lasciato dietro una gola che i serpenti attraverso il paesaggio. Il percorso della gola non è dritto; si curva e si piega come le cascate rispondono ai cambiamenti nella durezza del rock e il canale del radaglio.

La Gola del Niagara

La Gola di Niagara è una caratteristica paesaggistica drammatica scolpita dal fiume come le cascate migrate a monte. La gola inizia alla base dell'Escarpement di Niagara vicino a Queenston, Ontario, e Lewiston, New York, e si estende a 7 miglia a monte della posizione attuale delle cascate. Le pareti della gola espongono la sequenza completa di rocce sedimentarie Silurian e Ordovician, fornendo una sezione trasversale della regione.

La gola non è un trincea uniforme. La sua larghezza varia da circa 200 piedi nelle sezioni strette a oltre 1.000 piedi nel più ampio raggiunge. La sezione più stretta è al Whirlpool Rapids, dove il fiume è costrito a circa 100 piedi in luoghi. Questa costrizione costringe l'acqua ad accelerare a velocità superiori a 20 miglia all'ora, creando stazionamenti fino a 10 piedi di altezza.

Il Whirlpool e il canale Buried

Il fiume Niagara Whirlpool è una caratteristica curiosa situata a circa 4 miglia a valle dalle cascate. Il fiume fa una svolta a 90 gradi a questo punto, e l'idromassaggio occupa un bacino che è di circa 1.000 piedi di diametro. Il idromassaggio forma perché il flusso fluviale entra nel bacino dalla gola, circola intorno al bacino, e si esce attraverso uno stretto sbocco. Il tempo di residenza dell'acqua nel idromassaggio è di circa due minuti, e la profondità circolare corrente circolare

L'origine del vortice si riferisce alla gola di San David sepolto, un antico canale fluviale che preda il fiume Niagara. Questo canale è stato tagliato da un precedente sistema fluviale durante l'ultimo periodo interglaciale e successivamente è stato riempito con glaciali fino e sedimenti quando i ghiacciai hanno eroso le forme più profonde del canale.

La Rapids Inferiore e la Grande Gola

Sotto il vortice, il fiume continua attraverso la parte inferiore della gola, conosciuta come la Grande Gola. Questa sezione si estende dal vortice al bordo dell'escarpement a Queenston. Il gradiente del fiume qui è meno ripido che sopra il vortice, ma l'acqua scorre ancora rapidamente. Le pareti della Grande Gola raggiungono altezze di 200 a 300 piedi, con le porzioni superiori cadute di Lockport Dolostone e le sezioni inferiori di Queenston Shale.

La Grande Gola termina al bordo Niagara Escarpment, dove il fiume emerge dal canyon confinato e si diffonde in una vasta valle del fiume vicino a Queenston. Questa valle è stata formata quando il fiume scorreva sopra l'escarpement a un'altezza molto più alta prima che la gola fosse completamente scolpita. Il cambiamento da gola confinata a valle aperta è brusco, e il gradiente fiume scende significativamente, permettendo l'acqua di depositare i sedimenti fertili lungo i sedimenti confinati.

Trasporto e deposizione

Il fiume Niagara trasporta una quantità sostanziale di sedimenti, che vanno dalla sabbia, dalla ghiaia e dai massi. La composizione e il volume di sedimenti variano con le condizioni di flusso e con la fonte del materiale. Gran parte del sedimento sottile proviene dall'erosione di strati di ossidi e di mudstone all'interno della gola.

Il carico dei sedimenti diminuisce a valle, come il materiale dei depositi fluviali lungo i margini del canale e raggiunge più ingombranti. La sezione del fiume sopra le cascate è relativamente depositaria, con barre di sabbia e ghiaia che si formano lungo le rive e alle bocche dei torrenti tributari. Queste barre sono caratteristiche dinamiche che spostano la posizione con i cambiamenti del flusso.

Fertile Inondazioni del Niagara inferiore

Nella parte inferiore del fiume, dal Queenston al Lago Ontario, il fiume Niagara si snoda attraverso una pianura alluvionale che è intatta da ricchi terreni alluvionali. Questi terreni si formano dalla deposizione di sedimenti fini durante le inondazioni stagionali. La lamina di alluvione supporta frutteti, vigneti e colture di fila, rendendolo una delle zone agricole più produttive della regione.

Levees, la canalizzazione e i progetti di stabilizzazione bancaria hanno ridotto la frequenza delle inondazioni su base sovraccoperta, che a sua volta ha ridotto il tasso di deposizione dei sedimenti sulla pianura alluvionale. Senza il riassorbimento dei sedimenti regolari, la fertilità del suolo può diminuire nel tempo, e gli agricoltori devono contare più fortemente sui fertilizzanti per mantenere i raccolti.

Regolazione del flusso d'acqua e suoi effetti

Il flusso del fiume Niagara è ora regolato con attenzione dall'accordo internazionale tra Stati Uniti e Canada. Il trattato di Diversione del fiume Niagara del 1950 specifica i tassi di flusso minimi sulle cadute durante le ore diurne della stagione turistica, con flussi aggiuntivi richiesti durante la notte e fuori stagione. Il resto del fiume’ l'acqua è deviata attraverso i tunnel di assunzione alle centrali idroelettriche alimentate dal regime di New York Power82

Con meno acqua per guidare il processo di sottotaglio, le cadute rimangono più stazionarie di quanto non lo abbiano fatto storicamente. Tuttavia, la diversione riduce anche la quantità di sedimenti trasportati attraverso il sistema, potenzialmente che influiscono sui bilanci dei sedimenti a valle e sulle condizioni di habitat. Le centrali di potere rilasciano l'acqua nel fiume sotto le cadute, quindi la gola inferiore e i flussi fluiscono a valle del fiume Queenston ancora esperienza di magnitudo

Impatto sull'ecologia della gola

La regolazione del flusso ha avuto effetti misurabili sull'ecologia della gola e del fiume inferiore. La riduzione degli impulsi naturali di alluvione ha ridotto la frequenza degli eventi di disturbo che mantengono l'habitat precoce lungo i margini del fiume. Alcune specie vegetali che dipendono da scouring periodico e deposizione dei sedimenti hanno declinato. Allo stesso tempo, i flussi coerenti durante la stagione turistica creano livelli di acqua stabili che sostengono l'uso ricreativo, tra cui fanno parte le escursioni in barca e la pesca subiscono.

Le specie invasive hanno approfittato anche delle condizioni di flusso alterate. I mangimi rotondi, le cozze zebra e i cozze di quagga sono stabiliti in tutto il fiume e la gola. Questi alimentatori filtranti riducono l'abbondanza di plancton e alterano il ciclismo nutriente, che interessa l'intero web alimentare. L'acqua limpida risultante dalla filtrazione di mussel ha aumentato la penetrazione della luce nel fiume, promuovendo la crescita delle piante allegate alghe e del turbiere nelle aree in cui si modificano.

Attività umana e il paesaggio fluviale

L'attività umana ha plasmato il paesaggio della regione del Niagara per migliaia di anni. I popoli indigeni, tra cui i paesi Neutral, Huron e Seneca, hanno vissuto lungo il fiume e lo hanno usato come fonte di cibo, trasporto e commercio. Il portage intorno alle cascate era un percorso critico per lo spostamento di canoe e merci tra i Grandi Laghi superiori e inferiori.

Lo sviluppo della potenza idroelettrica nella fine del XIX e all'inizio del XX secolo ha trasformato il fiume e i suoi dintorni. L'area delle cascate del Niagara è diventata un hub per l'industria, con fabbriche e mulini che utilizzano l'elettricità a buon mercato generata dalle cascate. La costruzione del canale Welland ha fornito un percorso di navigazione alternativo che ha bypassato il fiume e le cascate, collegando il lago Ontario al lago Erie per la navigazione commerciale.

Sviluppo urbano lungo la Gorge Rim

Le città di Niagara Falls, New York e Niagara Falls, Ontario, si sono sviluppate lungo il cerchio di gole, sfruttando le viste panoramiche e le opportunità economiche fornite dalle cascate. Il paesaggio urbano comprende hotel, casinò, parchi e torri di osservazione, tutti progettati per ospitare milioni di turisti che visitano annualmente. Lo sviluppo ha incrociato sui bordi naturali della gola, con percorsi, si affacciano sulle pareti dislivello e di contenimento.

L'inquinamento da acque di scarico e scarichi industriali ha colpito la qualità dell'acqua nel fiume, anche se sono stati apportati miglioramenti dal passaggio della Legge sulle Acque Pulite e una legislazione simile in Canada. I progetti di bonifica hanno rimosso i sedimenti contaminati dal fondo del fiume in aree colpite da attività industriali storiche, come il Canale dell'Amore e il sito di stoccaggio delle cascate del Niagara.

Il futuro del paesaggio del fiume Niagara

Il paesaggio del fiume Niagara continuerà ad evolversi, a forma di interazione tra processi naturali e interventi umani. Il tasso di ritiro delle cadute, mentre rallentato, non si fermerà del tutto fino a quando l'acqua scorre sul caprock. Gli ingegneri hanno considerato varie opzioni per preservare le cadute, compreso il controllo del flusso, il rafforzamento del caprock, e anche riempire il pool di discussione per ridurre il undercutting.

Il cambiamento climatico dovrebbe influenzare il fiume e la regione. Le variazioni dei modelli di precipitazioni e della temperatura cambieranno il regime di flusso del fiume, riducendo potenzialmente la quantità di acqua disponibile per la generazione idroelettrica e per il flusso scenico sulle cascate. Le tempeste più intense potrebbero aumentare i tassi di erosione, mentre gli inverni più caldi potrebbero ridurre la durata della copertura di ghiaccio sul fiume, che interessano le confetture di ghiaccio e i tempi di deflusso di primavera.

Gli sforzi di conservazione incentrati sul corridoio del fiume Niagara mirano a proteggere gli habitat naturali rimanenti e a ripristinare le aree degradate. L'iniziativa del fiume Niagara Greenway, ad esempio, cerca di creare una rete collegata di parchi, sentieri e aree naturali lungo il fiume dal lago Erie al lago Ontario. Questi sforzi riconoscono il valore del fiume non solo come destinazione turistica e fonte di energia, ma anche come un paesaggio vivente che supporta la qualità e fornisce una risorsa di conflitto a lungo.