Table of Contents

Скульптурный ландшафт: определение типов каньонов по геологии и масштабам

Каньоны представляют собой некоторые из самых драматических и показательных рельефов на Земле. Эти глубокие узкие долины с крутыми сторонами разрезаются в ландшафте в основном постоянным действием воды, хотя ветер и тектоническая активность также играют второстепенные роли. Сам термин «каньон» происходит от испанского слова cañón , что означает «трубка» или «труба», что точно описывает канализированную природу этих особенностей. В то время как все каньоны имеют общую основную форму — глубокий разрез на поверхности Земли — специфические характеристики оврага, ущелья или щелевого каньона заметно различаются по масштабу, морфологии, процессу формирования и экологической обстановке. Понимание этих различий не просто упражнение в геологической номенклатуре; это дает представление о силах, которые сформировали планету на протяжении тысячелетий, и различных средах, которые поддерживает каждый тип каньона.

Геологи и специалисты по рельефу местности классифицируют каньоны на основе комбинации факторов, в том числе соотношения ширины и глубины, крутизны боковых стенок, природы родительской породы и первичного эрозионного механизма в работе. Овраж, например, обычно является продуктом эпизодического поверхностного стока и массового истощения, часто происходящего в более мягких, неконсолидированных материалах. Ущелье, напротив, представляет собой глубокую, узкую долину с почти вертикальными вертикальными стенами, вырезанную мощной, стойкой рекой, прорезающей стойкую породу. Каньон щели представляет собой крайний конечный член этого спектра, где его ширина часто составляет небольшую часть его глубины, создавая канал, который может быть всего в нескольких футах поперек, погружая сотни футов в землю. Каждый тип рассказывает отчетливую историю о взаимодействии между водой, скалой и временем.

В этой статье приводится подробное, авторитетное сравнение оврагов, ущелий и ленивых каньонов. Мы рассмотрим их определяющие характеристики, геологические процессы, которые их создают, их глобальное распределение и их значение как для природных систем, так и для исследования человека. К концу у вас будет четкая структура для выявления и оценки тонких, но глубоких различий между этими захватывающими рельефами.

Оригинальное название: Ravines: The Ephemeral Sculptors of Slopes

Определение характеристик лощины

Долины — самые маленькие и самые распространённые из обсуждаемых здесь типов каньонов. Они обычно определяются как глубокие, узкие долины с крутыми сторонами, но они, как правило, более мелкие и менее внушительные, чем ущелья. Боковые стенки ущелья часто меньше вертикальных, с наклонами от 25 до 45 градусов, а пол обычно узкий и V-образный в поперечном сечении. В отличие от отвесных, неразрушенных стен ущелья, ущелье склоны часто растительность травами, кустарниками и деревьями, что помогает стабилизировать почву и замедляет дальнейшую эрозию. Долины — эфемерные особенности в геологическом смысле; они могут образовываться быстро, на протяжении десятилетий или столетий, а также могут быть заполнены или модифицированы последующей эрозией и осаждением.

Одной из ключевых отличительных особенностей является отношение ширины к глубине. Добыча обычно шире, чем она глубокая, с шириной, которая часто в несколько раз превышает глубину. Они имеют тенденцию быть шире наверху и сужаться до узкого дна, создавая классическую V-образную форму, связанную с долинами молодого потока. Материалом для оврагов часто является неконсолидированный или слабо консолидированный осадок, такой как ледниковая долина, лёсс, аллювий или выветрившийся реголит. Этот мягкий материал относительно легко разрушается, позволяя оврагам быстро образовываться в ответ на сильные дожди или таяние снега.

Формирование ущелья: поверхностный сток и массовые отходы

Дожди в основном образуются в результате комбинированного действия поверхностного стока и массового истощения. Когда осадки падают на склон холма, они не все проникают в землю. Вместо этого большая часть его течет вниз по склону в виде сухопутного потока или промывки листов. Поскольку эта вода концентрируется в небольшие ручейки, а затем в более крупные потоки, она получает эрозионную силу. Протекающая вода отсоединяет и транспортирует частицы почвы, вырезая небольшой канал в склон. Этот процесс называется гуллой эрозией , и когда овраг становится достаточно глубоким и широким, его называют оврагом.

Ключевой движущей силой расширения оврага часто является головная эрозия. На верхнем конце оврага вода опускается над срезом, подрезая основание склона и вызывая обвал вершины. Этот процесс мигрирует овраг головой в склон холмов, удлиняя черту с течением времени. Одновременно боковые стенки оврага подвергаются массовым процессам расточительства, включая ползучесть почвы, трущобы и небольшие оползни. Эти процессы расширяют овраж и способствуют его характерной V-образной форме. Поскольку овраги образуются в относительно мягких материалах, они могут быстро расширяться во время интенсивных штормовых событий, вызывая значительные изменения ландшафта за короткий период.

Экологическая и гидрологическая роль крапивы

Крайне важную роль в ландшафтной экологии и гидрологии играют ущелья, которые служат проводниками воды, осадка и питательных веществ из нагорных районов в более крупные системы ручьев. Растительные склоны ущелий обеспечивают важную среду обитания для различных видов растений и животных, особенно в регионах, где окружающий ландшафт был изменен сельским хозяйством или развитием. Затененный влажный микроклимат на дне глубокого ущелья может поддерживать отдельное сообщество растений по сравнению с более сухими, подверженными воздействию солнца гребнями. Ущелья также функционируют как естественные дренажные сети, помогая снизить риск затопления в районах ниже по течению, передавая ливневые стоки. Однако, когда ущелья становятся глубоко подрезанными, они также могут способствовать чрезмерной осадке в реках и ручьях, и они могут представлять собой значительную форму деградации земель, особенно в сельскохозяйственных районах, где верхний слой почвы теряется в результате эрозии.

Примечательные примеры равин

В то время как овраги менее известны, чем ущелья или каньоны лотков, они вездесущи во многих ландшафтах. , районы Американских Великих равнин, такие как в Национальном парке Бадлендс в Южной Дакоте, широко расчленены оврагами, разрезающими мягкие осадочные породы. Плато Лесс в Китае , овраги являются доминирующей особенностью ландшафта, образованной эрозией толстых, раздутых ветром иловых отложений. Шоколадные холмы Бохола, Филиппины , не являются самими оврагами, но ландшафт расчленяется многочисленными небольшими оврагами, разделяющими конические холмы. Во многих частях мира овраги в разговорной речи называются «овраги» или «рисунки», и они часто являются первой стадией развития каньона в данном водоразделе.

Ущелья: Глубокие каналы могучих рек

Определение характеристик ущелья

Ущелье — глубокая, узкая долина с чрезвычайно крутыми или вертикальными сторонами, вырезанная в скале рекой или ручьем.Определяющей характеристикой ущелья является его глубина относительно ширины; ущелья, как правило, намного глубже, чем они широкие, а боковые стенки часто являются почти вертикальными, обнажая структуру и стратиграфию подстилающей породы. В отличие от растительных склонов оврага, стены ущелья часто являются голой скалой, демонстрируя сырую геологию региона. Пол ущелья обычно занят рекой или ручьем, а канал обычно ограничен узкими стенами долины. Ущелья являются одними из самых драматических и визуально поразительных рельефов на Земле, часто с каскадными водопадами, порогами и бассейнами.

Поперечное сечение ущелья часто описывается как «V» форма, но гораздо более узкая, более глубокая V, чем ущелье.В некоторых случаях стены ущелья настолько круты, что приближаются к вертикальному, создавая слот-подобный вид, но ключевое отличие от слот-каньона заключается в том, что ущелья в целом шире и вырезаются многолетней рекой, а не эфемерными внезапными наводнениями. Ущелья могут варьироваться в масштабе от нескольких метров в глубину до более километра, например, Большой каньон Ярлунг Цангпо в Тибете. Устойчивая порода, в которой находятся ущелья, обычно твердая, кристаллическая порода, такая как гранит, базальт, кварцит или хорошо цементированный песчаник, который сопротивляется эрозии и позволяет реке вырезать глубокий, узкий канал.

Формирование ущелья: речной подъём и подъём

Ущелья образуются в результате процесса речного разреза, когда река срезается вниз в свое русло в течение длительных периодов геологического времени. Первичный механизм — истирание, когда река переносит осадок — песок, гравий и валуны — который прочесывает коренную породу, когда течет вода. Скорость разреза контролируется несколькими факторами, включая разряд и скорость реки, твердость породы и нагрузку на осадок. Наиболее впечатляющие ущелья часто образуются, когда разрез реки связан с тектоническим подъемом . Когда регион тектонически поднимается, градиент реки круче, увеличивая ее эрозионную силу и заставляя ее быстро срезать, чтобы поддерживать свой профиль. Вот почему многие из самых глубоких ущелий в мире находятся в активно поднимающихся горных хребтах, таких как Гималаи, Анды и плато Колорадо.

Другой важный процесс — миграция knickpoint. Кникпоинт — это разрыв продольного профиля реки, такой как водопад или быстрота. Эта точка резкого изменения градиента мигрирует вверх по течению с течением времени, вырезав за собой ущелье. Классическим примером является Ниагарское ущелье, которое было вырезано восходящим отступлением Ниагарского водопада. По мере того, как водопад разрушает более мягкую скалу у его основания, надводный капрок рушится, а ущелье простирается в сторону. Ущелья также могут образовываться вдоль разломов или стыков в скале, где скала раздроблена и легче эродируется. Самые глубокие ущелья в мире, такие как каньон Колка в Перу и ущелье Кали Гандаки в Непале, имеют глубину в тысячи метров, вырезанные в течение миллионов лет неустанным действием крупных рек.

Известные примеры ущелий по всему миру

Самые известные в мире ущелья — это знаковые природные чудеса. Гранд-Каньон в Аризоне, США, является массивным ущельем, вырезанным рекой Колорадо, хотя его огромная ширина (до 29 км) делает его более каньоном, чем классическое узкое ущелье во многих частях. Ярлунг Цангпо Гранд-Каньон в Тибете широко считается самым глубоким ущельем на Земле, с максимальной глубиной более 6000 метров. Рыбный Каньон в Намибии является одним из крупнейших ущелий в Африке, вырезанным в засушливом ландшафте на протяжении миллионов лет. Ущелье Глен Невис в Шотландии и Ущелье Вердона во Франции славятся своими впечатляющими вертикальны

Опасность и использование человеком ущелий

Крутые, нестабильные стены ущелий подвержены обвалам и оползням, которые представляют серьезную опасность для дорог, железных дорог и населенных пунктов, расположенных на дне. Замкнутая природа ущелий также может усиливать опасности наводнений; внезапные наводнения и потоки мусора могут быстро перемещаться по ущелью с небольшим предупреждением, неся огромную разрушительную силу. Несмотря на эти опасности, ущелья были важными транспортными коридорами на протяжении тысячелетий, обеспечивая маршруты через горные хребты. Они также являются основными местами для гидроэлектростанций, поскольку крутой градиент и ограниченный канал позволяют эффективно строить плотины. Внушающий трепет пейзаж ущелий привлекает миллионы туристов каждый год для пеших прогулок, рафтинга, каньонирования и фотографии. и Стеклянный мост Чжанцзяцзе в Китае являются примерами человеческой инженерии, предназначенной для того, чтобы посетители могли испытать головокружительные высоты ущелий из первых рук.

Слот-каналы: экстремальные узкие каналы

Определение характеристик игрового каньона

Слот-каньоны представляют собой наиболее экстремальную и отличительную форму каньона. Они определяются как каньоны, которые значительно глубже, чем они широкие, с шириной часто менее 10 футов (3 метра) и иногда узкие, как всего несколько футов, в то время как глубина может достигать сотен футов. Боковые стенки слот-каньона обычно вертикальные или почти вертикальные, создавая узкий, канальный проход, который может быть удивительно глубоким. Слот-каньоны почти исключительно встречаются в засушливых или полузасушливых средах, где родительская скала представляет собой толстый, хорошо цементированный песчаник. Самые известные слот-каньоны находятся на американском юго-западе, особенно в песчаных образованиях Навахо в штате Юта и Аризоне.

Определяющей морфологической особенностью щелевого каньона является его крайняя узость. Стены часто настолько близки друг к другу, что человек может касаться обеих сторон одновременно. Отношение глубины к ширине обычно 10:1 или больше, то есть каньон по крайней мере в 10 раз глубже, чем широкий. Стены часто гладкие и извилистые, вылепленные абразивным действием песчаных паводков. Пол щелевого каньона обычно заполнен песком и гравием, а каньон может быть сухим большую часть года, только текучим во время или сразу после интенсивных осадков. Уникальная геометрия щелочных каньонов создает драматическую игру света и тени, с валами солнечного света, проникающими на пол только в определенное время суток, что делает их раем для фотографов.

Формирование игровых каньонов: эфемерные наводнения и эрозия песчаника

Слот-каньоны образуются очень специфическим набором геологических условий. Ключевыми ингредиентами являются густое, устойчивое образование песчаника, сухой климат и возникновение интенсивных эпизодических вспышек паводков. Песчаник должен быть хорошо цементирован, как правило, кремнеземом или карбонатом кальция, чтобы он сохранял свою форму и не разрушался при разрезании вертикальных стен. Сухой климат гарантирует, что пол каньона не является растительным и что сам камень подвергается абразивному действию ветра и воды. Вспышки паводков являются основными режущими инструментами. Когда над плато песчаника происходит редкая, но интенсивная гроза, стоки быстро концентрируются в небольшие дренажные каналы. В пористом песчанике большая часть воды инфильтрацируется, но когда скорость осадков превышает инфильтрационную способность, начинается сухопутный поток.

Этот концентрированный стоок несет в себе тяжелую нагрузку песка и гравия, который действует как естественный абразив, прочесывая коренную породу, когда паводковая вода мчится через узкий канал. Высокая скорость паводковой воды в ограниченном канале создает мощное рычажное действие. Процесс является одним из вертикального разреза в сочетании с дальней коррозией . Наводненные воды срезаются вниз, углубляя канал, но они также изнашивают стороны, слегка расширяя его и создавая характерные гладкие, извилистые стены. Поскольку наводнения эпизодичны, каньон углубляется в припадки и начинается, с длительными периодами бездействия, прерывистыми короткими, интенсивными событиями. Ключом к образованию прорезного каньона является то, что скорость вертикального разреза должна опережать скорость бокового расширения; в противном случае каньон станет шире и более мелким, напоминающим ущелье или

Известные игровые каньоны: Антилопа, Бакскин и за ее пределами

Наиболее известные в мире каньоны слотов расположены на территории каньона Навахо в северной Аризоне и южной Юте. Каньон Антилопы является самым посещаемым и фотографируемым каньоном слотов на Земле. Он разделен на две части: Верхний каньон Антилопы, известный своим лучом солнечного света, который проникает в пол каньона в летние месяцы, и Нижний каньон Антилопы, который требует спускаться по ряду лестниц в более глубокий, более извилистый коридор. Бакскин Гульч, расположенный в пустыне Парийский каньон-Вермилион, является самым длинным и глубоким каньоном слотов в США, простирающимся на более чем 12 миль (19 км) со стенами высотой до 500 футов (150 м). Это сложный и опасный маршрут, известный своими глубокими, темными участками и риском внезапных наводнений.

Другие известные каньоны слотов включают Волна в районе Койот Баттес в Аризоне, который сам по себе не является каньоном слотов, а представляет собой серию скульптурных форм песчаника, которые имеют схожие эрозионные особенности. Каньоны Гульча в регионе Эскаланте штата Юта, такие как Сухой вилочный койот Гульч, содержат многочисленные секции слотов.Ааресхлюхт — известное известняковое ущелье, которое проявляет слот-подобные характеристики, хотя и образовано многолетним ледниковым талым потоком.Муравей Китая, в то время как не каньон слотов в строгом смысле имеет чрезвычайно узкие проходы, вырезанные в извест

Опасности игровых каньонов: внезапные наводнения

Слот-каньоны являются одними из самых опасных пешеходных сред в мире. Основная опасность - это флеш-наводнение . Поскольку каньоны слотов узкие и имеют большие, выше по течению дренажные бассейны, которые часто невидимы с пола каньона, гроза в нескольких милях может отправить стену воды, ревущую через каньон с небольшим или нулевым предупреждением. Вода может подниматься на десятки футов в минутах, неся валуны, бревна и обломки, которые могут раздавить или утопить любого, кто попал в каньон. Трагический внезапный наводнение в Антилоп Каньон в 1997 году убил 11 туристов, когда внезапная гроза вверх по течению отправила 40-футовую стену воды через каньон. Из-за этой крайней опасности поход в каньоны слотов всегда требует проверки прогноза погоды, понимания водораздела вверх по течению и готовности

Сравнительный анализ: Равин против Горжа против Слота

Понимание различий между оврагами, ущельями и ленивыми каньонами требует систематического сравнения по нескольким ключевым измерениям: масштабу, процессу образования, типу породы, форме поперечного сечения, гидрологическому режиму и типичному местоположению.В таблице ниже приведены эти различия.

  • Шкаль (ширина против глубины): Дожди шире, чем глубокие (отношение низкой глубины к ширине).Ущелья глубже, чем широкие (отношение высокой глубины к ширине).Слот-каньоны значительно глубже, чем широкие (очень высокое отношение глубины к ширине, часто больше 10:1).
  • Крест-секция: Ущелья имеют V-образное, относительно нежное поперечное сечение с растительными склонами. Ущелья имеют крутую, часто вертикальную V-образную форму с открытыми каменными стенами. Слот-каньоны имеют узкое, вертикальное, U-образное прямоугольное поперечное сечение с гладкими, извилистыми стенами.
  • Первичный процесс формирования:] Дожди образуются поверхностным стоком, эрозией оврагов и массовым расточительством в неконсолидированных материалах. Ущелья образуются разрезом реки в породу, часто в сочетании с тектоническим поднятием или миграцией через точку опоры. Слот-каньоны образуются эпизодическими внезапными наводнениями, прочесывающими и нагнетающими хорошо цементированный песчаник.
  • Тип породы: Дожди обычно образуются в мягком, неконсолидированном или слабо консолидированном отложениях (например, лёсс, до, аллювий). Ущелья образуются в твёрдой, устойчивой породе (например, гранит, базальт, известняк, песчаник). Слот-каньоны образуются почти исключительно в толстом, хорошо цементированном песчанике.
  • Гидрологический режим: Ущелья несут эфемерный или прерывистый поток от поверхностного стока и таяния снега. Ущелья несут многолетний или прерывистый поток от реки или ручья. Слот-каньоны обычно эфемерны, текут только во время и сразу после интенсивных событий осадков.
  • Сидволл Характеристики: Ущелья имеют растительные, наклонные боковые стенки, подверженные массовым отходам. Ущелья имеют вертикальные до почти вертикальных, открытые боковые стенки, часто с талус-склонами у основания. Слот-каньоны имеют вертикальные, гладкие, часто полированные боковые стенки с минимальной растительностью.
  • Типичное расположение: Дожди встречаются в холмистых или горных районах, сельскохозяйственных ландшафтах и бесплодных землях.Ущелья встречаются в горных районах, плато и долинах рек. Слот-каньоны встречаются в основном на засушливых плато из песчаника, таких как плато Колорадо.
  • Опасности: Ущелья представляют опасность эрозии, деградации земель и разрушения склонов. Ущелья представляют опасность обвалов, оползней и внезапных наводнений. Слот-каньоны представляют собой крайний риск внезапных наводнений, с очень небольшим временем предупреждения.

Геологический контекст: роль времени, климата и тектоники

На формирование любого типа каньона глубоко влияют три всеобъемлющих фактора: время, климат и тектоника. Время позволяет кумулятивным эффектам эрозии стать очевидными. Овраж может образовываться в десятилетия или века, в то время как ущелье или слот-каньон требует от тысяч до миллионов лет стойкого или эпизодического эрозивного действия. Климат Арида диктует доступность и интенсивность воды, первичный эрозивный агент. Засушливые климаты благоприятствуют слот-каньонам, потому что редкая растительность и интенсивные события осадков концентрируют сток в мощные наводнения. Влажные климаты благоприятствуют образованию оврагов, поскольку обильные осадки приводят к широкому поверхностному стоку и эрозии почвы. Тектоника обеспечивает рельеф, необходимый для формирования каньона. Подъём кружит речные градиенты, приводя к разрезу, который образует ущелья. Без тектонического подъема реки имеют тенденцию к меандру и расширению своих долин, создавая широкие поймы, а не глубокие

Взаимодействие человека с каньонами: исследование, туризм и сохранение

Каньоны всех типов привлекали внимание человека на протяжении тысячелетий, обеспечивая убежище, воду, транспортные маршруты и духовное значение. Сегодня они являются основными направлениями для туризма и отдыха на открытом воздухе. Хикинг и рюкзак в каньонах требуют специальных навыков, включая навигацию, поиск маршрутов и осознание опасности. Каньонеринг является специализированным видом спорта, который сочетает в себе походы, скалолазание, раппельпинг и плавание, чтобы спускаться через каньоны и ущелья. Техническая сложность каньонирования широко варьируется, от простых прогулочных слотов до экстремальных, многодневных спусков, требующих передовых канатных работ и навыков плавания. Фотография в каньонах слотов стала основной формой искусства, с фотографами со всего мира, ищущими идеальный световой луч или отражение в узких проходах.

Хрупкие песчаные стены каньонов легко повреждаются человеческим движением, а внедрение инвазивных видов может нарушить деликатную экологию. Высокий объем посетителей в популярных каньонах, таких как каньон Антилопы, требует тщательного управления, чтобы предотвратить переполненность и деградацию. Агентства по управлению землями и коренные общины все чаще внедряют системы разрешений, восстановление троп и образовательные программы для защиты этих хрупких ландшафтов для будущих поколений. Бюро управления земельными ресурсами (BLM) и Национальная служба парков (NPS) курируют многие из самых знаковых районов каньона в Соединенных Штатах, администрируя разрешения, обеспечивая соблюдение правил и проводя исследования, чтобы понять влияние изменения климата и использования человеком на эти динамические формы рельефа.

Вывод: Ценить разнообразие форм каньона

Долина, ущелье и ленивые каньоны представляют собой спектр эрозионных рельефов, каждый из которых имеет уникальную комбинацию геологических процессов, типов горных пород и климатических условий. Долина — это эфемерные, широко распространенные каналы, которые рассекают склоны в мягких материалах, часто служащие первой стадией дренажной сети. Ущелья — это глубокие, вырезанные рекой каналы через устойчивую породу, часто образующиеся в ответ на тектонический подъем и предоставляющие драматические доказательства силы воды в течение глубокого времени. Слот-каньоны — крайние конечные члены формирования каньона, созданные редким и интенсивным фокусом энергии флеш-наводнений на засушливых плато песчаника. Признание различий между этими рельефами усиливает нашу оценку ландшафта и наше понимание сил, которые продолжают формировать его. Прогулка по растительному оврагу в Аппалачских горах, стоя у края возвышающегося ущелья, такого как Черный Каньон, или сдавливание через узкие, полированные стены ленивого каньона в

Для дальнейшего чтения о геологическом образовании ущелий и эрозионной силе рек ресурс National Geographic по ущельям обеспечивает доступное введение. Для получения подробной информации о игровых каньонах и их уникальных опасностях руководство Бюро управления земельными ресурсами по игровых каньонам является авторитетным источником. Для тех, кто интересуется экологической ролью оврагов в деградации и сохранении ландшафта, исследование Лесной службы USDA по эрозии оврагов и оврагов предлагает научные перспективы. Эти ресурсы обеспечивают прочную основу для любого, кто стремится углубить свое понимание разнообразного и великолепного мира каньонов.