Анатомия двухуровневого гиганта

Водопад Мултнома является самым узнаваемым каскадом на северо-западе Тихого океана, 620-футовой вертикальной симфонией базальта, воды и времени. Что отличает этот ориентир Орегона от почти всех других водопадов в Соединенных Штатах, так это его отличительная двухуровневая структура. Водопады разделены на верхнее падение 542 фута и нижний каскад 69 футов, разделенный короткой горизонтальной скамейкой, известной как «зона плеска». Эта конфигурация ставит водопад Мултнома среди самых высоких круглогодичных водопадов в стране, но его уникальная геометрия делает его визуально отличным даже среди своих сверстников в ущелье реки Колумбия.

Верхние водопады падают с отвесной базальтовой скалы, посылая поток воды, который набирает скорость и рассеивается в туман, прежде чем ударить по промежуточному выступу скалы.Оттуда вода ненадолго собирается в мелководном бассейне, прежде чем сбросить последние 69 футов в главный бассейн погружения. Это двойное расположение капель — не просто любопытство; оно фиксирует сложную геологическую историю региона, где слои древних лавовых потоков были выставлены и эродировали с разной скоростью в течение миллионов лет.

Геологическое происхождение: построено из огня и льда

Группа компаний Columbia River Basalt Group

Физические особенности водопада Мултнома неотделимы от вулканической породы, лежащей в основе всего ущелья реки Колумбия. Падения переливаются по последовательности массивных базальтовых потоков, извергавшихся между 16 и 6 миллионами лет назад в эпоху миоцена. Эти извержения, происходящие из трещин в восточном Орегоне и Вашингтоне, произвели группу базальтов реки Колумбия, одну из крупнейших наводнений базальтовых провинций на Земле. Отдельные потоки здесь могут превышать 100 футов в толщину, а множественные сложенные потоки создают слоистые скалы, видимые на водопаде Мултнома.

Базальт на водопаде Малтнома — это прежде всего француз Спрингс Член формации базальта Ванапума. Эта порода характеризуется своей плотной мелкозернистой текстурой и склонностью к расщеплению на колоннальные формы по мере охлаждения. Отличительная серая и темно-коричневая окраска скал происходит от высокого содержания железа и магния исходной магмы. Посетители, которые рассматривают скалу лицом вверх, заметят горизонтальную полосу, которая отмечает границы между отдельными потоками лавы, каждый из которых представляет собой дискретное вулканическое событие, разделенное тысячами или десятками тысяч лет.

Колумнарные модели соединения и разрыва

Одной из наиболее визуально поразительных физических особенностей скал, окружающих водопад Малтнома, является наличие колоннообразного скрещивания.По мере того как толстые базальтовые потоки охлаждаются, они сжимаются и трескаются в предсказуемом рисунке, образуя шестиугольные или пятиугольные колонны, которые могут простираться вертикально на десятки футов.Эти колонны видны на стенах каньона, прилегающих к водопаду, особенно вдоль тропы, ведущей к мосту Бенсона.Колонны у водопада Малтнома менее идеально сформированы, чем у водопада Дьяволс Постпил в Калифорнии или Козуэй Гиганта в Ирландии, но они не менее геологически значимы.Нерегулярные трещины также создают естественные слабости в скале, которые влияют на то, как протекает эрозия, направляя путь самого водопада.

Базальт здесь также содержит везикулярные зоны — слои, где захваченные пузырьки газа создают небольшие полости в охлаждающей лаве. Эти пузырьки часто заполнены вторичными минералами, такими как кальцит, кварц или цеолиты, которые выветриваются с течением времени и способствуют грубой текстуре скальных граней. Взаимодействие между плотными, массивными базальтовыми и везикулярными зонами создает дифференциальные скорости эрозии, что частично отвечает за ступенчатый профиль водопадов.

Верхний водопад: 542-футовый свободный водопад

Верхний каскад водопада Мултнома является доминирующим визуальным элементом всего образования. На высоте 542 фута он входит в число самых высоких однокапельных сегментов любого водопада на северо-западе Тихого океана. Вода не опускается в единый когерентный занавес, а распространяется по скальному лицу шириной примерно 30—40 футов у гребня. Поток частично нарушается неровностями в базальте, создавая ряд меньших каскадов в пределах большей капли.В периоды высокого потока весной и в начале лета объем воды резко увеличивается, превращая верхние водопады в громогласную белую колонну, которая посылает в воздух брызги на сотни футов.

Бассейн у основания верхних водопадов удивительно мелкий, учитывая силу воды. Бассейн раскопан на протяжении тысячелетий абразивным действием осадка, переносимого в падающей воде. Однако глубина бассейна ограничена подстилающим базальтом, который сопротивляется глубокой эрозии. Температура воды в этом бассейне остается стабильно холодной круглый год, как правило, в пределах от 40 до 50 градусов по Фаренгейту, из-за тени, обеспечиваемой окружающими стенами каньона и высоким возвышением источника воды.

Источником воды для верхних водопадов является ручей Малтнома, относительно небольшой поток, который сливает южный склон горы Ларч. Водораздел ручья охватывает примерно 8 квадратных миль лесистой местности, и его поток сильно зависит от сезонных осадков и таяния снега. Несмотря на свою скромную площадь дренажа, ручей поддерживает круглогодичный поток из-за пористого базальтового субстрата, который хранит подземные воды и стабильно высвобождает их через просачи и источники. Эта последовательная гидрология квалифицирует водопад Малтнома как круглогодичный водопад, в отличие от многих других тихоокеанских северо-западных каскадов, которые высыхают в конце лета.

Бенсон Бридж: Чудо техники приостановки

Пожалуй, наиболее узнаваемой рукотворной особенностью, связанной с водопадом Мултнома, является мост Бенсон, изящный арочный пешеходный мост, который охватывает зону брызг между верхним и нижним водопадами. Построенный в 1914 году итальянскими каменщиками под руководством Саймона Бенсона, мост построен из локально добытого камня и железобетона. Мост пролегает на 45 футов через пропасть на высоте примерно 100 футов над нижним водопоем. Его положение обеспечивает посетителям уникальную перспективу верхних падений непосредственно перед каскадом, где наиболее очевидна полная высота и сила воды.

Инженерия моста Бенсона объясняет постоянную влагу и брызги, которые характеризуют окружающую среду. Каменная поверхность со временем развивает патину мха и лишайника, которой тщательно управляют экипажи по обслуживанию парка. Конструкционные элементы моста предназначены для эффективного пролития воды, предотвращения накопления льда в зимние месяцы. Форма арки эффективно распределяет нагрузку пешеходного движения, дополняя естественные кривые окружающей породы. Мост Бенсона представляет собой один из самых ранних примеров «паркитектуры» на северо-западе Тихого океана, где построенные конструкции предназначены для гармонизации с природным ландшафтом, а не доминирования над ним.

Нижний водопад: широкий каскад занавеса

Нижний сегмент водопада Мултнома падает на 69 футов в широкий круговой бассейн, который служит фокусом для зоны посетителей. В отличие от узкого, ченнелингового верхнего водопада, нижний каскад распространяется по скальному лицу шириной около 60 футов, создавая веерообразную завесу из воды. Бассейн у его основания составляет примерно 50 футов в диаметре и достигает максимальной глубины около 12 футов. Чистота воды, как правило, высокая, что позволяет посетителям видеть округлые базальтовые булыжники, которые выстилают дно бассейна.

Нижние водопады более доступны, чем верхние, с асфальтированной дорожкой, ведущей прямо к краю бассейна.Спрей с этого участка более умеренный, чем с верхнего погружения, хотя в ветреные дни туман все еще может впитывать посетителей, стоящих на смотровой площадке.Лицо скалы за нижними водопадами демонстрирует явные признаки эрозии и подрезания, с небольшим свесом в верхней части капли, где вода быстрее стерла более мягкие слои базальта, чем более жесткие слои выше.

Окружающий ландшафт и экологические особенности

Стены скал и топография каньона

Физическая обстановка водопада Мултнома определяется крутым V-образным каньоном, который Малтнома Крик вырезал в базальтовом плато. Стены каньона поднимаются на 300—500 футов над ручьем по обе стороны от водопада, с склонами, которые приближаются или превышают 60 градусов в местах. Эта крутая топография типична для ущелья реки Колумбия, где сочетание вулканической породы и ледникового вымывания из эпохи плейстоцена создало пейзаж глубоких ущелий и острых хребтов.

Ориентация стен скалы у водопада Малтнома влияет на количество солнечного света, достигающего дна каньона. Стена, обращенная к северу, получает значительно меньше прямых солнечных лучей, чем стена, обращенная к югу, создавая микроклимат, который поддерживает различные растительные сообщества с каждой стороны. Затененный северный аспект является домом для устойчивых к тени видов, таких как папоротники, мхи и печеночники, в то время как более солнечный южный аспект поддерживает более засухоустойчивые растения. Эта асимметрия является тонкой, но важной физической особенностью, которая способствует биоразнообразию участка.

Мох, папоротники и экосистема зоны распыления

Постоянный туман от водопадов создает зону распыления, которая простирается до 100 футов от основания как верхнего, так и нижнего каскадов. В этой зоне процветает специализированная экосистема. Мхи нескольких видов, включая Mnium, Bryum, и Hypnum, образуют плотные зеленые коврики на базальтовых поверхностях. Эти мхи перемежаются папоротниками, такими как папоротник мечаPolystichum munitum и папоротник девичникаAdiantum, которые находят идеальные условия в высокой влажности и стабильных температурах зоны распыления.

Физическая структура моховых ковриков играет роль в замедлении эрозии на скальных гранях. Корнеобразные корневища мхов проникают в небольшие трещины в базальте, связывая рыхлые частицы породы и снижая скорость поверхностного выветривания. Со временем накопление мха и органики создает тонкие почвы на уступах и в щелях, позволяя устанавливать более крупные растения. Этот процесс биологического выветривания и почвообразования является продолжающимся физическим преобразованием ландшафта, видимым любому, кто идет по тропе к мосту Бенсона.

Система троп и ее геологические воздействия

Трасса водопада Мултнома, которая поднимается из зоны посетителя на мост Бенсона и за его пределы, функционирует как геологический трансект через базальтовую последовательность. Тропа выставляет несколько блоков потока, отображая изменения цвета, текстуры и узоров стыковки. Возле основания тропы посетители могут наблюдать переход между нижними и верхними блоками потока, отмеченный зоной разбитого и щебня-подобного базальта, известной как «поток брекчии». Эта брекчия образовалась, когда поверхность активного потока лавы остыла и раскололась, затем была включена в последующий поток. Эти экспозиции дают редкую возможность наблюдать вулканическую стратиграфию без специализированного оборудования.

Тропа также показывает свидетельства массового истощения, движения спуска скалы и почвы под воздействием силы тяжести. Склоны Талуса — груды угловых фрагментов скал — видны в нескольких точках вдоль тропы, что указывает на прошлые события осадков. Самые крупные из этих отложений талуса лежат у основания скал на западной стороне каньона, где в конце 19 века произошел значительный обвал. Экипажи обслуживания тропы периодически удаляют рыхлую скалу с поверхности тропы, но склоны талуса остаются нетронутыми как природные особенности ландшафта.

Гидрологическая динамика и сезонные режимы потока

Физическое поведение водопада Мултнома резко меняется с сезонами. В период весеннего снегопада, как правило, с апреля по июнь, скорость потока может превышать 1500 кубических футов в секунду (CFS) во время пиковых событий. В это время верхние водопады становятся грозовой стеной воды, а зона распыления расширяется, охватывая всю зону обзора. Уровень шума существенно возрастает, и разговоры возле моста должны вестись с близкого расстояния.

К концу лета поток падает до исходного уровня 200-400 CFS, а водопады приобретают более тонкий, завуалированный вид. Верхний каскад может разделяться на несколько нитей, обнажая больше скалистой поверхности позади него. В течение засушливых лет поток может снижаться дальше, а нижние падения могут стать чуть более струйным. Эти колебания естественны и контролируются Лесной службой США, которая поддерживает датчики потока на ручье Мултнома Крик. Вариабельность потока является определяющей физической характеристикой водопадов, отражающей гидрологию водораздела, в котором преобладают дожди и снег в умеренном климате.

Изменение человека и сохранение физических особенностей

В то время как водопад Мултнома, по-видимому, является первозданной природной особенностью, на его физические характеристики повлияла деятельность человека. Площадь посетителей у основания нижнего водопада построена на материале для заполнения, который был импортирован в начале 20-го века для создания платформы уровня. Бассейн для погружения в основание нижнего водопада был углублен взрывом в 1915 году для размещения плавательного района, который позже был закрыт. Скальная стена вдоль тропы была усилена бетоном в нескольких секциях для стабилизации рыхлого базальта.

Наиболее значительной модификацией человека в физическую среду является отвод воды для Ложи водопадов Мултнома, который привлекает небольшой процент потока ручья для своих операций. Это отвлечение регулируется разрешением и предназначено для минимального воздействия на визуальный вид водопадов. В последние годы усилия по восстановлению были сосредоточены на удалении инвазивных видов растений из зоны распыления и пересадке местной растительности для стабилизации склонов. Эти меры по сохранению информируются подробным пониманием физических особенностей участка и экологических процессов.

Сравнение с другими водопадами ущелья реки Колумбия

Водопад Мултнома является одним из более чем 30 крупных водопадов в ущелье реки Колумбия, но его физические особенности отличают его от соседей. Водопад Вахклелла, расположенный примерно в 2,5 милях к востоку, представляет собой однокаскадный каскад 350 футов с более узким каналом потока. Водопад Латурелла, в 4 милях к западу, имеет 249-футовое вертикальное погружение над широкой базальтовой лицевой стороной с заметным колоннальным стыком. Водопад Конский хвост, непосредственно прилегающий к главной магистрали, падает на 176 футов в одном узком занавесе. Двухъярусная структура водопада Мултнома является его самой необычной физической особенностью; ни один другой крупный водопад в ущелье не сочетает высокую верхнюю каплю с существенным нижним каскадом в той же конфигурации.

Вертикальная высота водопада Мултнома также выделяет его. При общей высоте 620 футов он примерно на 100 футов выше, чем следующий самый высокий водопад в ущелье, который представляет собой Туманный водопад примерно на 520 футов. Эта высота создает более длительный период взаимодействия воды и воздуха, усиливая образование тумана и образование льда в зимние месяцы. Циклы замораживания-оттепели на гребне верхних водопадов способствуют опасностям камнепадов, которые требуют регулярного мониторинга геотехническими инженерами.

Вывод: устойчивое выражение природных сил

Физические особенности водопада Мултнома представляют собой пересечение вулканической истории, эрозионной динамики и экологической адаптации. Двухуровневый каскад, столбчатые базальтовые скалы, микроклимат зоны распыления и инженерия моста Бенсона - все это способствует идентичности этой знаковой ориентира Орегона. Понимание этих особенностей требует оценки глубокого геологического времени - миллионов лет потоков лавы, которые построили плато, ледниковых эпизодов, которые вырезали ущелье, и продолжающихся процессов выветривания и эрозии, которые продолжают формировать ландшафт сегодня.

Для геологов водопады предлагают доступный открытый класс, где принципы структурной геологии, флювиальной геоморфологии и вулканологии можно наблюдать из первых рук. Для общего посетителя физические особенности обеспечивают ощутимую связь с мощными природными силами, которые сформировали Тихоокеанский Северо-Запад. Водопад Мултнома - это не просто красивое зрелище; это геологический документ, написанный на базальте и воде, который записывает динамическую историю ущелья реки Колумбия.