Определение плато и мезаса

Плато и меза являются одними из самых визуально поразительных рельефов на Земле, представляющими собой обширные просторы возвышенной, плоскостной местности, которые резко контрастируют с окружающими низменностями. Плато представляет собой большой плоскодонный возвышенный рельеф, который резко возвышается над соседним ландшафтом по крайней мере с одной стороны. Плато может покрывать тысячи квадратных километров и часто ограничены крутыми откосами. Меса по существу меньше, изолированные плато с характерной плоской вершиной и крутыми, похожими на скалы сторонами. Термин «меза» происходит от испанского слова «стол», которое точно описывает их столообразный внешний вид. Бьюты еще меньше эрозионных остатков, более узкие, чем они высоки, которые образуются, когда мезы продолжают разрушаться.

И плато, и меза имеют общую структуру: устойчивый слой капрока, лежащий над более мягкими осадочными слоями. Капрок защищает более слабые породы под ним от быстрой эрозии. Это геологическое расположение создает характерную плоскую вершину и крутые стороны. Понимание разницы между этими рельефами в значительной степени зависит от масштаба, причем плато покрывает обширные области, а меза представляет более локализованные особенности. Переход от плато к мезе к буту иллюстрирует прогрессивный характер эволюции ландшафта в течение геологического времени.

Геологическая машина: как образуются плато и меза

Формирование плато и мезаса предполагает сочетание внутренних земных процессов и процессов внешней поверхности, которые действуют на протяжении миллионов лет. Первичные механизмы включают вулканическую активность, тектонический подъём, эрозию и осадок. Эти процессы часто работают согласованно, с одной фазой подготавливая ландшафт к следующей.

Вулканическая активность

Вулканические плато образуются, когда последовательные потоки лавы извергаются из трещин или вентиляционных отверстий и распространяются по обширным областям, создавая толстые горизонтальные слои базальта или другой вулканической породы. Эти извержения обычно являются эффузивными, а не взрывоопасными, что позволяет лаве течь по ландшафту перед охлаждением и затвердеванием. Группа рек Колумбия Базальт на северо-западе Тихого океана США является классическим примером, охватывающим площадь около 210 000 квадратных километров с слоистыми базальтовыми потоками, достигающими толщины более 3000 метров. Подобные вулканические плато включают в себя Декканские ловушки в Индии, которые сформировались около 66 миллионов лет назад во время массивных вулканических извержений, связанных с меловым-палеогеновым вымиранием.

Тектонический подъем

Тектонические силы могут поднимать большие, относительно плоские области земной коры, чтобы создать структурные плато. Этот подъём часто происходит вдоль границ плит, где континентальные плиты сталкиваются, заставляя кору сгущаться и подниматься. Тибетское плато , самое высокое и самое большое плато на Земле, образовавшееся при столкновении Индийской плиты с Евразийской плитой, подталкивая тибетский регион вверх к средней высоте более 4500 метров. Плато Колорадо на юго-западе США испытало широкий, относительно однородный подъём, начинающийся около 70 миллионов лет назад, поднимая площадь около 340 000 квадратных километров без значительного деформирования слоев пород. Этот тип подъёма сохраняет горизонтальное покрытие осадочных пород, которые позже становятся капроком для мез и бочек по мере эрозии.

Эрозионные процессы

Эрозия — доминирующая сила, которая ваяет плато и мезас в их окончательные формы. Как только область поднимается или покрывается устойчивыми скалами, вода, ветер и лед начинают вырезать ландшафт. Реки и потоки вырезают глубокие каньоны и долины, разделяя некогда непрерывные плато на более мелкие фрагменты. Со временем эти фрагменты становятся мезасами, брутто и другими эрозионными остатками. Гранд-Каньон на плато Колорадо демонстрирует этот процесс драматически, с рекой Колорадо, прорезающей почти 1,6 километра скалы, чтобы обнажить поперечный срез истории Земли. Дифференциальная эрозия играет ключевую роль: более мягкие породы, такие как сланец или песчаник, разрушаются быстрее, чем более жесткие слои капрока, такие как известняк, базальт или кварцит. Устойчивый капрок защищает лежащие в основе более мягкие слои, позволяя плоской вершине сохраняться, в то время как стороны подрезаются и закручены.

Осадок и осаждение

Осадок способствует образованию плато в конкретных условиях, особенно в осадочных бассейнах и прибрежных равнинах. Слои осадочных пород, включая песок, ил, глину и карбонатные минералы, накапливаются в течение длительных периодов в низменных районах. По мере того, как эти осадочные породы хоронят и уплотняются, они литизируются в осадочные породы. Последующий подъем или изменения базового уровня могут превратить эти осадочные бассейны в возвышенные плато. Плато Озарка в центральной части Соединенных Штатов, образованные из осадочных отложений, которые позже были подняты и рассечены эрозией потока. Альтиплано в Андах Южной Америки является большим осадочным бассейном, который был поднят, чтобы сформировать высокое плато между восточными и западными кордильерами.

Классификация плато по механизму формирования

Геологи классифицируют плато на основе доминирующих процессов формирования, признавая несколько различных категорий, которые отражают различные геологические истории.

Структурные плато

Структурные плато возникают из тектонического подъема, который поднимает большие блоки земной коры без значительного складывания или разлома. Эти плато часто сохраняют оригинальное горизонтальное покрытие осадочных пород. Плато Колорадо является ярким примером, где осадочные слои остаются почти плоскими, несмотря на то, что они находятся на высоте тысяч метров. Аппалачское плато в восточных Соединенных Штатах, образованное как часть Аппалачского орогения, с подъемом, сопровождаемым обширным рассечением потока. Структурные плато обычно демонстрируют лестничную топографию, где устойчивые слои образуют скамейки и более мягкие слои образуют склоны.

Вулканические плато

Вулканические плато формируются через накопление вулканических материалов, прежде всего затопленные базальты из крупных магматических провинций. Эти извержения могут производить обширные, плоские ландшафты с минимальным топографическим рельефом. Декканское плато охватывает около 500 000 квадратных километров западной и центральной Индии, где базальтовые потоки достигают толщины более 2000 метров. Равнина реки Змеи [FLT: 2] в Айдахо является более молодым вулканическим плато, образованным вулканизмом горячей точки, когда Североамериканская плита перемещалась над горячей точкой Йеллоустоуна. Вулканические плато часто имеют плодородные почвы, полученные из выветрившегося базальта, поддерживая интенсивное сельское хозяйство в таких регионах, как Деккан.

Расчлененные плато

Расчлененные плато — это возвышенные районы, которые были сильно разрушены речными системами, создавая ландшафт глубоких каньонов, долин и изолированных остатков. Эти плато когда-то были относительно плоскими, но были вырезаны в сложную топографию в течение миллионов лет. Расчлененные равнины на Среднем Западе США представляют собой бывшие ледниковые равнины, которые были разрезаны потоками. Ратон-Меза в Колорадо и Нью-Мексико — это расчлененное плато, окутанное вулканическим базальтом, которое защищает основные осадочные породы. Расчлененные плато обеспечивают отличные экспозиции слоев горных пород, что делает их ценными для геологического изучения и исследования окаменелостей.

Межгорные плато

Межгорные плато — высокогорные осадочные или вулканические бассейны, расположенные между горными хребтами. Эти плато образуются в тектонических условиях, где бассейны зажаты между восходящими горными поясами. Тибетское плато является крупнейшим в мире межгорным плато, окруженным Гималаями на юге и горами Куньлунь на севере. Монгольское плато лежит между Алтайскими горами и Большим хребтом Кхинган. Межгорные плато часто имеют холодный, засушливый климат из-за их возвышения и эффектов дождевой тени от окружающих гор.

Меса и бутылочки: эрозионные остатки

Меса и буты представляют собой заключительные стадии рассечения плато. По мере продолжения эрозии некогда непрерывное плато делится на изолированные фрагменты. Меса — это рельеф с плоской вершиной и крутыми сторонами, обычно с площадью вершины больше его высоты. Бьюты меньше, часто более узкие, чем они высоки, и представляют собой более продвинутую эрозию. Переход от плато к мезе к бутуму — это континуум, с конкретными названиями, применяемыми на основе размера и пропорций.

Слой капрока является ключом к долголетию мез и бочек. Этот устойчивый слой защищает лежащие в основе более мягкие породы от эрозии. Общие материалы капрокона включают песчаник, цементированный кремнеземом или карбонатом кальция , известняк , доломит , и вулканический базальт. По мере того, как более мягкие породы разрушаются с боков, капрок может разрушаться и разрушаться, заставляя мезу отступать. Склоны упавших обломков скал накапливаются у основания скал, постепенно закапывая нижние склоны. Этот процесс можно наблюдать в действии в Долине памятников в Навахо, где культовые мезы и буты поднимаются с пустынного пола.

Известные примеры по всему миру

Плато Колорадо

Плато Колорадо является одним из наиболее широко изученных и визуально впечатляющих плато на Земле. Оно охватывает части штата Юта, Колорадо, Аризона и Нью-Мексико, охватывая площадь около 340 000 квадратных километров. Плато лежит под почти горизонтальными слоями осадочных пород, начиная от Прекембрийских Вишну Базементских скал и Меловой группы Меса-Верде . Засушливый климат региона и активный подъем произвели некоторые из самых драматических ландшафтов в мире, включая Гранд-Каньон, Брайс-Каньон, Сион-Каньон и Национальный парк Арки. Плато Колорадо продолжает подниматься со скоростью около 0,3 миллиметров в год, обеспечивая постоянную эрозию и эволюцию ландшафта.

Деканское плато

Плато Декан охватывает большую часть южной Индии, простираясь на 500 000 кв. км. Оно в основном состоит из базальтовых лавовых потоков от вулканического события Деканских ловушек в конце мелового периода. Плато имеет среднюю высоту около 600 метров и ограничено горными хребтами Западные Гаты и Восточные Гаты. Плато Декан поддерживает разнообразные экосистемы, включая сухие лиственные леса, тропические влажные леса и сельскохозяйственные угодья.Регион особенно важен для геологических исследований, связанных с массовыми вымираниями, изменением климата и эволюцией индийского субконтинента.

Тибетское плато

Тибетское плато — самое высокое и самое большое плато на Земле, со средней высотой более 4500 м и площадью около 2,5 млн кв. км. Оно образовалось в результате столкновения индийского и евразийского плит, которое началось около 55 млн лет назад и продолжается и сегодня. Плато часто называют «Крышей мира» и является источником многих крупных азиатских рек, включая Инд, Ганг, Брахмапутру, Янцзы и Желтые реки. Тибетское плато играет критическую роль в глобальных климатических моделях, в частности в азиатской системе муссонов, и переживает быстрые экологические изменения из-за изменения климата и человеческой деятельности.

Долина Шипрок и Монумент

Шипрок — видная вулканическая шея и меза на северо-западе Нью-Мексико, возвышающаяся примерно на 483 метра над окружающей пустыней. Это эродированный остаток вулканического канала, который сформировался около 27 миллионов лет назад. Устойчивая вулканическая порода шеи защищает основные осадочные слои, создавая отличительный силуэт, похожий на корабль. Долина монументов, расположенная на границе Аризоны и Юты, содержит некоторые из самых узнаваемых мез и бочек в мире. Долина лежит под сланцевой сланцевой породой и ограничена устойчивым Конгломератом Шинарумп . Эти образования были вылеплены ветром и водной эрозией в течение миллионов лет, создавая знаковые формы рельефа, такие как Миттенс и Меррик Бьютт.

Роль эрозии в формировании рельефа

Эрозия является основным скульптором, который превращает плато в мезас и баты. В большинстве плато преобладает водная эрозия, в частности, в большинстве районов плато. Дожди, стоки и разрезы ручьев способствуют рассечению ландшафта. В засушливых и полузасушливых регионах ветровая эрозия также может играть значительную роль, в частности, в удалении мелкозернистых осадочных пород и абразивных поверхностей горных пород. Заморозное сужение, где вода замерзает и расширяется в трещинах, ускоряет разрушение пород в более холодном климате. Химическое выветривание, включая растворение карбонатных пород, может ослаблять слои капрока и способствовать отступлению скал.

Скорость эрозии зависит от нескольких факторов: твердости капрокона, эрозии нижележащих слоев, крутизны склонов, количества и интенсивности осадков и частоты экстремальных явлений, таких как наводнения и оползни. На плато Колорадо река Колорадо и ее притоки вырезали каньоны со скоростью в среднем около 0,1 миллиметра в год за последние 6 миллионов лет, хотя темпы значительно различались. Роль базового уровня , самой низкой точки, к которой река может эродировать, имеет решающее значение для контроля глубины разреза каньона и общего рассечения плато.

Влияние человека и сохранение

Добыча полезных ископаемых и добыча ресурсов

Плато и мезас часто содержат ценные минеральные ресурсы, в том числе уголь, уран, медь и строительные материалы. Горные работы могут резко изменить ландшафт, удалив слои капрока, создав открытые ямы и создав отходы породы, которые могут привести к дренажу кислотных шахт и загрязнению воды. На плато Колорадо добыча урана во время холодной войны оставила наследие загрязнения окружающей среды и воздействия на здоровье среди общин Навахо. Добыча угля на плато Декан и Аппалачском плато также вызвала значительные нарушения ландшафта. Добыча угля и удаление горных вершин особенно разрушительны, потому что они непосредственно удаляют защитный капрок, ускоряя эрозию и изменяя структуру дренажа.

Городское развитие и сельское хозяйство

Городская экспансия на поверхности плато может увеличить стоки, ускорить эрозию и фрагментацию мест обитания. Дороги и здания на вершинах мезы могут изменить структуру дренажа, иногда вызывая нестабильность скал и оползни. Сельское хозяйство на вершинах плато, особенно в таких регионах, как плато Декан и Эфиопское нагорье, может привести к эрозии почвы, потере плодородия почвы и осаждению водоемов вниз по течению. Террасное земледелие, в то время как традиционное в некоторых регионах, может увеличить эрозию, если не поддерживать должным образом. Перевыпас скота также удаляет растительный покров, подвергая почву ветру и водной эрозии.

Стратегии сохранения

Сохранение плато и мезаса требует комплексного подхода, который учитывает как геологическую целостность, так и экологическую ценность этих ландшафтов. Ключевые стратегии сохранения включают создание охраняемых районов, таких как национальные парки и памятники, внедрение устойчивых методов землепользования и проведение проектов восстановления в деградированных районах. Плато Колорадо Защищено несколькими национальными парками, включая Гранд-Каньон, Брайс-Каньон и Сион, которые вместе сохраняют значительную часть геологического наследия плато. Декканское плато имеет несколько охраняемых районов, включая Западное Гатское всемирного наследия , который сохраняет уникальное биоразнообразие плато. Проекты восстановления часто сосредоточены на стабилизации разрушающихся склонов, пересадке местной растительности и управлении водным потоком для снижения дальнейшей деградации. Образование и участие сообщества также необходимы, поскольку местное население часто зависит от этих ландшафтов для их средств к существованию и культурной идентичности.

Заключение

Формирование плато и мезаса представляет собой глубокое взаимодействие между глубокими земными процессами и эрозией поверхности в течение огромных временных рамок. Вулканическая активность создает толстые, устойчивые лавовые шапки. Тектонический подъем поднимает обширные области на высокие высоты. Осадок закладывает слои, которые придают этим формам рельефа их структуру. И эрозия закладывает их в драматические скалы, каньоны и изолированные остатки, которые определяют эти ландшафты. От Плато Колорадо до Тибетское плато Декканское плато Эти формы рельефа не только обеспечивают захватывающие пейзажи, но и записывают геологическую историю Земли и поддерживают различные экосистемы и человеческие сообщества. Продолжение исследований этих процессов в сочетании с эффективными мерами по сохранению, имеет важное значение для сохранения этих уникальных ландшафтов для будущих поколений. Понимание того, как плато и форма мезаса позволяет нам читать историю динамической поверхности нашей планеты и ценить силы