Цирковые и тарные формы являются одними из самых знаковых рельефов, вылепленных ледниковой активностью, и Канадские Скалистые горы предлагают одни из лучших примеров на Земле. Эти особенности служат естественными архивами прошлых ледниковых периодов и продолжают формировать гидрологию и экологию региона. В этой статье исследуется, как образуются эти чашеобразные впадины и их кристаллические озера, где их найти в Канадских Скалистых горах, и почему они важны как для науки, так и для отдыха.

Что такое цирки?

Цирк — это чашеобразная, амфитеатральная впадина, размытая в сторону горы во главе ледниковой долины. Геологи также называют их корри (в Шотландии) или cwms (в Уэльсе). Определяющими характеристиками цирка являются крутые, почти вертикальные наголовники, вогнутый пол и коренных губ или порог на выходе. Эти особенности обычно имеют сотни метров в ширину и глубину.

Цирки образуются через комбинацию процессов ледниковой эрозии. По мере накопления снега в горной дупле он сжимается в лед на протяжении веков. Лед начинает скапливаться вниз под собственным весом, но самый толстый лед накапливается в верхней досягаемости ледника, где эрозия наиболее интенсивна. Первичные эрозионные механизмы выщипывают (карьеризация) и истирание. Выщипывание происходит, когда талая вода просачивается в трещины в породе, замерзает и высыхает рыхлые блоки породы, которые встраиваются в лед. Истирание происходит, когда лед, нагруженный скалистыми обломками, прочесывает породу, как наждачная бумага. За тысячи лет это углубляет и расширяет дупло в отчетливый цирк.

В канадских Скалистых горах цирки в изобилии находятся в главных хребтах и передних хребтах, особенно в национальных парках Альберты Банф и Джаспер. Классические примеры включают цирк, в котором находится озеро Агнес около озера Луиза и колосс Цирка у озера Морейн. Стены этих цирков часто возвышаются на 500-800 метров над поверхностью озера, подвергая осадочные слои горных пород докембрийского периода юрскому.

Анатомия одного цирка

Понимание анатомии помогает идентифицировать цирки в поле. Настенная стена - это крутой утес в задней части цирка, где морозное сужение и камнепад непрерывно кружат склон. Пол цирка обычно широкий и плоский из-за ледникового сглаживания, часто покрытый долькой (несортированный ледниковый осадок) или небольшим озером. Порог или , является коренной грядой во рту цирка, которая может быть разрушена талой водой или сломана выходом потока. Форма не идеально симметрична, потому что поток ледника часто вращается по круговой схеме, углубляя пол при кручении сторон.

В канадских Скалистых горах многие цирки имеют характерный профиль «кресла». Ориентация цирков влияет на их сохранение; склоны, обращенные на север и восток, как правило, дольше сохраняют снег и, таким образом, производят более развитые цирки. Это согласуется с тем фактом, что большинство ледников в Скалистых горах продвинулись на подветренной стороне преобладающих западных ветров.

Что такое Тарнс?

Тарн — это небольшое глубокое озеро, которое занимает бассейн цирка после отступления ледника. Название происходит от древнескандинавского слова tjörn , что означает «маленькое озеро». Тарны обычно питаются снегом, исключительно прозрачным и часто появляются бирюзовыми или изумрудными из-за каменной муки, подвешенной в воде. Каменная мука — это мелкомолотые частицы породы, созданные ледниковой истиранием; когда солнечный свет поражает эти частицы, он рассеивает синие и зеленые длины волн, придавая тарнам их яркие цвета.

Тарны образуются, когда цирковое дно лежит ниже местного водного стола или затухает моральным отложением или коренной губой. Большинство тарн относительно мелководны (10-30 метров), но могут быть глубже в более крупных цирках. Поскольку они обычно находятся в высокогорных альпийских бассейнах с ограниченным входом питательных веществ, тарны часто олиготрофны (низкие питательные вещества) и поддерживают только редкую водную жизнь. Их холодные, прозрачные воды делают их важными сторожевыми для мониторинга изменения климата.

Среди самых известных - Озеро Луиза (хотя технически более крупное озеро, образованное моренной плотиной, оно возникло как серия тарн), Морское озеро (FLT: 2) (тарн в обстановке цирка) и нетронутые (FLT: 4) Утешительные озера (FLT: 5) в Национальном парке Банф. Бесчисленные неназванные тарны существуют над линией деревьев, доступные только туристам и альпинистам.

Отличие тарнов от других горных озер

Не каждое маленькое альпийское озеро является тарном. Глациальные озера могут образовываться в различных условиях: патерностерские озера (струна озер в ледниковой долине), чайниковые озера (образующиеся айсбергами, погребенными в троллейбусе) и морено-заглушенные озера. Тарно — это конкретно озеро, которое находится в бассейне цирка, окруженное крутыми стенками и губой. Если озеро затухает терминальной мореной, а не коренной породой, оно классифицируется как морено-заглушенное озеро, даже если оно занимает циркулярную головку долины. Понимание этих нюансов помогает геологам реконструировать ледяные пределы.

В поле тарны часто выровнены в той же круговой ориентации, что и первоначальный ледник. Многие тарны не имеют видимых входных потоков; они питаются полностью просачиванием со склонов талуса и снежных полей. Отток может происходить по губе в виде небольшого каскада. Эти изолированные бассейны сохраняют уникальную запись осадка, позволяющую ученым изучать прошлый климат, анализируя ядра озёрно-дностной грязи.

Процессы формирования

Образование цирков и тарнов включает в себя набор ледниковых, периглациальных и постледниковых процессов. Понимание этих процессов дает представление о том, как были вырезаны Скалистые горы за последние 2,6 миллиона лет (четвертичный период).

Ледниковая эрозия: рождение цирков

Процесс начинается с накопления снега в небольшой впадине. Со временем снег сжимается в пряжу, а затем в ледниковый лед. Как только масса льда достигает критической толщины (обычно около 30 метров), он начинает течь.

По мере движения ледника вниз по склону он оказывает огромное давление на цокольную породу. Мельтвотер у основания ледника входит в стыки и плоскости постельного белья, замерзая и расширяясь, чтобы вырвать угловые блоки из цокольной породы. Эти блоки становятся инструментами для истирания, когда они перетаскивают по дну скалы. Эрозия быстрее всего происходит в bergschrund, трещине, которая отделяет движущийся лед от неподвижного льда, прикрепленного к цокольному стену. Циклы замораживания-оттепели вдоль цокольного осколка, и обломки падают на поверхность ледника, способствуя процессам выщипывания и истирания.

За десятки тысяч лет это раскопки глубокой, крутой чаши. Ледник вращается круговым движением (поворотным скольжением), углубляя пол, в то время как наголовник отступает. Это вращение создает перегруженный бассейн, который часто лежит ниже стола с водой, создавая почву для образования тусклости.

Постледниковая эволюция: от цирка до тарна

Когда климат нагревается и ледник тает, бассейн цирка остается пустым или частично заполнен льдом и обломками. В углублении накапливаются талая вода и осадки. Если пол цирка непроницаем (например, мелкозернистая порода или богатая глиной долина) и выход блокируется коренных губ или морены, образуется тусклая форма.

Тарны претерпевают изменения с течением времени. Приток из таяния снега несет каменную муку, которая оседает на дно, медленно заполняя бассейн. Тарны в канадских Скалистых горах имеют типичные скорости оседания в несколько миллиметров в год. За тысячелетия, тарна может стать мёрой или феном, поскольку она заполняет осадок и органическое вещество, в конечном итоге исчезая. Однако многие тарны в защищенных цирках остаются в течение тысяч лет, потому что бассейн глубок, а окружающие склоны поставляют мало осадка относительно объема воды.

Роль изостатического восстановления и изменчивости климата

Канадские Скалистые горы все еще восстанавливаются от веса ледяных щитов, которые растапливали 10 000-12 000 лет назад. Этот изостатический подъем поднимает землю, изменяя дренажные структуры и, возможно, понижая уровень воды в некоторых цирках, вызывая дренаж. И наоборот, продолжающееся ледниковое отступление в текущем веке обнажило много новых бассейнов цирка, образуя новые тарны, которые ранее были подо льдом.

Изменение климата ускоряет эти процессы. С конца Малого ледникового периода (около 1850 года н.э.) ледники в канадских Скалистых горах потеряли примерно 25% своей площади. Новые пятнышки появились в виде отступающих льдов. Одним из примеров является образование пятнышка у основания отступающего ледника Пейто в национальном парке Банф. Ученые пристально следят за этим пятном как индикатором быстрого изменения окружающей среды.

Значение в канадских Скалистых горах

Цирковые и тарновые деревья – это больше, чем просто пейзажи: они являются краеугольными камнями экосистемы Скалистых гор и жизненно важными научными инструментами.

Гидрологическое и экологическое значение

Тарны действуют как естественные водоемы. Они собирают снегопад и постепенно выпускают его через ручьи, поддерживая подпорный поток в альпийских реках в сухие летние месяцы. Эта вода питает экосистемы вниз по течению, включая леса, водно-болотные угодья и крупные реки, такие как Боу и Атабаска. Многие тучи являются домом для уникальных водных беспозвоночных, таких как копеподы, водяные блохи и каменистые мухи, которые, в свою очередь, поддерживают птиц, таких как американский водолаз и млекопитающие, такие как водопой.

Поскольку тарны часто бесхвостые из-за их изоляции и низких температур, они чувствительны к интродуцированным видам.Национальные парки, такие как Банф и Джаспер, строго запрещают заготовку рыбы во многих тарнах для сохранения местного биоразнообразия.

Научные исследования и климатические прокси

Цирки дают прямое свидетельство прежних размеров ледников. Путем картирования распределения и возвышения цирков гляциологи могут реконструировать высоты прошлых равновесных линий (граница между накоплением и абляцией). Эти данные информируют модели прошлого климата.

Тарны являются одними из лучших архивов для палеоклиматологических исследований. Их ненарушенные слои осадков содержат пыльцу, древесный уголь и диатомовые водоросли, которые фиксируют изменения в растительности, истории пожаров и температуре. Озерные осадочные керны из тюленей в канадских Скалистых горах использовались для реконструкции климата эпохи голоцена. Например, керны из Снежинного озера в национальном парке Банф выявили периоды засухи и влажности, которые коррелируют со средневековым теплым периодом и Малым ледниковым периодом.

Современные исследования также используют тарны для мониторинга воздействия загрязняющих веществ, переносимых по воздуху, таких как ртуть и азот из промышленных источников. Высотная, удаленная природа тарны делает их рецепторами атмосферного переноса на большие расстояния. Исследования, проведенные канадскими парками и Геологической службой США , обнаружили повышенные металлы в некоторых альпийских озерах, сигнализируя о глобальном загрязнении.

Отдых и туризм

Цирковые и тарны являются магнитами для пеших прогулок, фотографии и альпинизма. Классический поход в чайный дом Озеро Агнес в национальном парке Банф приводит посетителей в цирк и мимо тарны. Тропа FLT:2 предлагает вид на несколько цирков и тарнов ниже ледника Виктория. Озеро Морейн, расположенное в массивном цирке, является одним из самых фотографируемых мест в Канаде.

Маршруты обратной дороги в национальном парке Джаспер и национальном парке Йохо ведут к уединенным тарнам, таким как Озеро Опабин и Озеро Эза. Эти места хрупкие. Посетителям настоятельно рекомендуется практиковать принципы «Не оставляй следов»: оставайтесь на тропах, упаковывайте все отходы и избегайте кемпинга прямо на чувствительных береговых линиях тарнов.

Культурное и духовное значение

Коренные народы канадских Скалистых гор, в том числе народы Стоуни Накода, Ктунакса и Секвепемк, имеют в этих горах долгую историю.В качестве ориентиров использовались тарны и цирки, источники воды и духовные места.Некоторые тарны считаются священными, а их истории сохраняются в устных традициях.Современное управление парком все чаще включает в себя знания коренных народов в управлении этими особенностями.

Известные цирки и тары в канадских Скалистых горах

Чтобы по-настоящему оценить эти ледниковые особенности, полезно знать конкретные примеры:

  • Озеро Луиз Цирк и Тарн:] Бирюзовое озеро лежит в цирке, вырезанном ледником Виктория. Глазная стена резко возвышается за замком. Озеро на самом деле озеро, замёрзшее на морене, но его происхождение находится в цирке.
  • Морское озеро Цирк: Этот цирк известен своей Долиной Десяти Пиков. Само озеро представляет собой тарну, образованную за горкой скалы. Пеший поход по тропе Венхемного перевала предлагает воздушный вид на весь цирк.
  • Озеро Боу и Цирк:] Озеро Боу, вдоль ледяной дорожки Айсфилдс, представляет собой большую засыпку у основания ледника Боу. Ледник отступил, обнажив новый бассейн цирка, который медленно заполняется водой.
  • Утешительные озера: Пара тарелей в цирке над озером Морейн. Доступна по короткой, грубой тропе. Эти озера менее посещаемы и предлагают более дикий опыт.
  • Перевал Берстолла и Долина Трех Озер: В провинциальном парке Питера Лоухида эта область имеет несколько цирков и тарзаний вдоль древней ледниковой долины.

Сохранение и вызовы

Цирки и тарны сталкиваются с давлением окружающей среды. Изменение климата вызывает более раннее таяние снега, более низкие летние уровни воды и приток осадков от таяния вечной мерзлоты. Более теплая температура воды увеличивает риск цветения водорослей и истощения кислорода в тарах, что может нанести вред видам холодной воды. Кроме того, увеличение трафика посетителей может уплотнять почвы, разрушать тропы и вводить загрязняющие вещества.

Парки Канады и провинциальные парки реализуют программы мониторинга. Туристы могут помочь, оставаясь на обозначенных тропах, не беспокоя дикую природу, и упаковывая весь мусор. По мере роста канадского туризма Скалистые горы сохранение этих хрупких высокогорных ландшафтов становится все более критическим.

Как посетить и наблюдать за этими функциями

Чтобы увидеть цирки и тарны из первых рук, отправляйтесь в национальные парки летом (июнь-сентябрь). Многие места доступны с Icefields Parkway (Шоссе 93). Рекомендуемые точки обзора с низкими усилиями включают короткую прогулку до Озеро Аннетт в Джаспер (небольшая тарна) и поход к Озеро Чефрена (озеро цирка).

Для любителей приключений, рассмотрите Skyline Trail в Джаспере, который проходит высоко над цирками, или Северо-Верхний хребет (FLT: 2) в регионе Кананаскис. Всегда проверяйте условия лавины, носите с собой медвежий спрей и приносите карты и GPS. Альпийская среда прекрасна, но неумолима.

Заключение

Цирковые и тарны — атмосферные и научные сокровища канадских Скалистых гор. Они рассказывают истории о огромных ледниковых силах, служат барометрами изменения окружающей среды и обеспечивают захватывающие дух места для отдыха. Будь вы геологом, изучающим осадочные породы, или путешественником, наслаждающимся обедом рядом с бирюзовой тарой, эти особенности связывают нас с глубокой историей гор. По мере изменения климата они будут продолжать развиваться, напоминая нам, что пейзаж никогда не бывает статическим.

Понимая и уважая эти ледниковые особенности, мы можем помочь обеспечить их сохранение для будущих поколений исследователей.