Ландшафт региона Великих озер предлагает яркую запись ледниковых периодов, которые вылепили Северную Америку. В то время как обширные внутренние моря сами по себе являются наиболее драматичными эрозионными особенностями, окружающие холмы, долины и равнины состоят из сложной мозаики ледниковых отложений. Среди наиболее поучительных и живописных из этих особенностей - чайники и барабанные камни. Эти две формы суши, часто встречающиеся в пределах одной широкой географической области, представляют собой совершенно разные ледниковые процессы. Кеттлы - продукты застойного, разлагающегося льда, оставляя после себя впадины в ландшафте. Драмлины, напротив, являются обтекаемыми холмами, сформированными под активным, текущим льдом. Вместе они рассказывают всеобъемлющую историю продвижения ледников, стагнации и динамики талых вод, которые создали плодородную и разнообразную местность бассейна Великих озер.

Плейстоценовое наследие в бассейне Великих озер

Чтобы понять формирование чайника и барабанов, нужно сначала оценить масштаб и поведение Лаврентийского ледяного щита в эпоху плейстоцена. Последнее крупное наступление, известное как Ледниковое покров Висконсина, достигло максимальной протяженности примерно 20 000 лет назад. На пике ледяной щит покрывал миллионы квадратных километров, с несколькими отчетливыми долями, протекающими на юг вдоль топографических минимумов. Бассейны того, что сейчас являются озерами Верхние, Мичиган, Гурон, Эри и Онтарио, были вырезаны и углублены этими сфокусированными потоками льда.

По мере того как климат нагревался и ледяной покров начинал свое прерывистое отступление, динамика ледникового движения резко менялась. Южные края долей, уже не способные поддерживать движение вперед, застоялись. Ледяные скалы откалывались в проледниковые озера, а массивные глыбы льда отрывались от активного фронта. Эти глыбы стали погребенными под одеялом осадка, переносимого талыми потоками. Напротив, определенные периоды отступления прерывались застоями или незначительными реквизитами, где лед оставался толстым и достаточно активным, чтобы деформировать его ложе. Именно под этими активными краями были вылеплены барабанные перепонки, их обтекаемые формы, указывающие в сторону ледового потока. Взаимодействие активных и застойных льдов создавало сложный ландшафт, где в непосредственной близости возникают барабанные поля и заполненные чайником вымывные равнины.

Кеттл Лэндформс: Депрессии, рожденные из погребённого льда

Котлы — это углубления или впадины, образующиеся, когда блок льда, отделенный от основного ледника, полностью или частично зарывается в ледниковый осадок. Этот процесс тесно связан с образованием вымывных равнин, долинных поездов и ледоконтактных отложений, таких как камы и эскизы. Когда зарытый ледяной блок в конечном итоге тает, лежащий осадок разрушается, создавая углубление. Размер и форма образовавшегося чайника определяются размерами первоначального ледяного блока и характером осадка.

Процесс формирования

Процесс начинается на краю отходящего ледника. Большие глыбы льда с фронта ледника и остаются на ландшафте. Мелководные потоки, сильно нагруженные песком и гравием, текут вокруг и над этими застрявшими ледяными блоками. Осадок отсортирован и осаждается проточной водой, образуя промывные равнины. Во многих случаях ледяные блоки полностью зарыты этим осадком, изолированы от прямого тепла солнца. Это захоронение может сохранять лед на протяжении веков или даже тысячелетий после того, как активный ледяной край отступил далеко на север. Возможная таяние зарытого льда является медленным процессом. По мере того, как лед разрежается и исчезает, выпадающий песок и гравий разрушаются. Получающаяся впадина представляет собой чайник. Если углубление простирается ниже местного водного стола, оно заполняет водой, образуя чайник, но выстилается непроницаемым материалом, таким как глина или ил, но находится над водным столом, оно может образовывать чайник болота или болота

Озера Кеттл, пруды и болота

Судьба чайниковой депрессии во многом определяется гидрологией. Озера Кеттл — знаковые черты северных штатов Великих озер. Эти озера обычно питаются грунтовыми водами и часто не имеют значительного поверхностного входа или выхода. Уровень их воды колеблется с региональным водным столом. На протяжении тысячелетий чайники подвергаются естественному процессу экологической последовательности. Питательные вещества накапливаются, и озеро постепенно наполняется органическим веществом, переходя в чайник-торфяник. Эти болота характеризуются кислой, бедной питательными веществами водой и поддерживают специализированные растительные сообщества, в том числе сфагнум мх, клюкву и насекомоядные растения, такие как кувшин и саженец. Эти болота служат критическими поглотителями углерода и сохраняют подробные записи пыльцы постледниковой растительности.

Особых примеров в регионе предостаточно. В парке Мендон Пондс в Нью-Йорке есть классические чайниковые озера и болота, образованные, когда Лаврентийский ледяной щит отступил к северу от области Озер Пальцев. Кроме того, «Земля 10 000 озер» в Миннесоте обязана своим названием в значительной степени обилию чайниковых впадин, разбросанных по ледниковым равнинам штата.

Кеттл Морейн: пейзаж с подписью

Одной из наиболее обширных и хорошо изученных областей топографии чайника является регион Кеттл Морейн на юго-востоке Висконсина. Эта особенность не типичная терминальная морена, а скорее межлобатая морена, образованная между озером Мичиган Лобе и Зеленой бухтой Лоб ледяного покрова. Когда эти две доли отступили, они оставили после себя огромное количество застойного льда и мусора. Мельтвотер, текущий между долями, отложил огромное количество песка и гравия над погребенным льдом. Когда лед наконец растаял, он оставил прочный, хаотичный ландшафт крутых холмов (камес), извилистых хребтов (эскерс) и глубоких впадин (котлы). Лес Кеттл Морейн защищает и демонстрирует эту драматическую местность, предлагая посетителям учебник пример стратифицированного дрейфа ледового контакта.

Драмлины: упрощенные указатели ледникового потока

Если чайники говорят со стоячим льдом, барабанные перемычки являются характерным рельефом активно протекающего льда. Эти гладкие, вытянутые холмы состоят в основном из ледниковой дроби (несортированный осадок) и имеют форму перевернутого корпуса корабля или капли, лежащей на его стороне. Они не случайным образом распределены по ландшафту, а вместо этого встречаются в плотных кластерах, известных как барабанные поля или барабанные рои. Длинная ось барабанной перемычки выровнена параллельно направлению ледникового ледяного потока, что делает их бесценными инструментами для реконструкции структур потока древних ледяных щитов.

Анатомия барабанщика

Типичный барабанный камень имеет отчетливую асимметрию. Конец каменщика (конец, который столкнулся с наступающим льдом) обычно более крутой и тупой. Конец кулака (сторона от ледяного потока) постепенно сужается в более мягкий склон. Эта обтекаемая форма сводит к минимуму сопротивление, поскольку ледник течет по нему, так же, как аэродинамическая форма автомобиля снижает сопротивление ветра. Барабанщики могут сильно различаться по размеру, от нескольких метров в высоту и нескольких сотен метров в длину, до более 100 метров в высоту и нескольких километров в длину. Их состав одинаково изменчив. Некоторые барабанные камни состоят полностью из ядра старой породы или стратифицированного гравия, драпированного толстым слоем калия. Другие состоят полностью из того, что было оштукатурено непосредственно на ландшафт верховым льдом. В регионе Великих озер барабанные камни обычно встречаются в роях, которые покрывают сотни квадратных километров, создавая отличительную топографию «корзины яиц».

Теория драмлиновского генеза

Точный механизм образования барабанов уже более века является предметом дискуссий среди ледниковых геологов.Хотя ни одна теория не объясняет каждое барабанное поле, несколько моделей широко приняты.

  • Модель деформирующей кровати:] Это одна из самых влиятельных современных теорий. Она предполагает, что барабанные перепонки образуются под быстротекущими ледяными потоками, где ложе состоит из насыщенного водой осадка. Осадок мягкий и слабый, а вес накладывающегося льда приводит к его деформации. Нерегулярности в поверхности кровати действуют как точки зарождения. Деформирующая долька сжимается вокруг этих ядер и обтекается текущим льдом, в конечном итоге образуя барабанную перепонку.
  • Модель эрозии талой воды:] Эта теория предполагает, что барабанные перемычки являются эрозионными особенностями, вырезанными из ранее существовавших осадочных листов подледниковой талой водой высокого давления. Потоки воды, протекающие подо льдом, ограниченные давлением льда, могут превращать кровать в обтекаемые формы, удаляя материал в корытах и оставляя барабанные перемычки в остаточные холмы.
  • Модель Лоджмента: Эта классическая теория утверждает, что барабанные гипсовые стружки растут путем прямого оштукатуривания (лоджмента) до самого дна под движущимся ледником. По мере того, как лед скользит по земле, мусор высвобождается и накапливается, постепенно создавая холм. Лед обтекает накапливающийся осадок, когда он течет вокруг него.

Независимо от конкретного механизма, все теории сходятся во мнении, что барабанные перепонки формируются прямым действием движущегося льда и что их форма является прямым ответом на динамику ледникового пограничного слоя.

Драмлинские поля в районе Великих озер

Район Великих озер содержит одни из самых впечатляющих барабанных полей в мире. Пальмира-Македонское барабанное поле в западном Нью-Йорке является ярким примером. Это поле содержит тысячи барабанных полей, ориентированных в общем северо-западном-юго-восточном направлении, отражающих поток озера Онтарио Лобе Лаврентидского ледяного щита. Барабаны здесь тесно расположены, часто с водно-болотными угодьями или небольшими потоками, занимающими промежуточные впадины. В западно-центральном Висконсине также есть видные барабанные поля, образованные Лобе Грин-Бей. Ориентация этих барабанных полей была критической при отображении сложной структуры лобата края ледяного покрова. В Огайо и Мичигане барабанные поля связаны с долями Эри и Сагинау соответственно. Консистенция их ориентации на больших площадях обеспечивает мощные доказательства для перекрывающихся, крупномасштабных структур потока последнего ледяного покрова.

Противоположная ледниковая среда: активный лед против застойного льда

Просмотр чайников и барабанных перемычек вместе дает полную картину ледниковой динамики. Драмлины однозначно указывают на наличие теплого, быстротекущего льда. Они являются конструктивными особенностями, построенными или вылепленными активным льдом. Их присутствие говорит нам о том, что ледник наступал или пульсировал вперед, меняя при этом свое ложе. Напротив, чайники указывают на противоположное ледниковое состояние: застой и ниспадание. Они являются особенностями ледника, который потерял свой передний импульс и тает на месте. Отложения, которые закапывают ледяные блоки, транспортируются талой водой, а не самим льдом.

В районе Великих озер принято находить барабанные поля, которые частично перепечатываются топографией чайника. Это происходит, когда за периодом активного ледового потока (формирование барабана) следует период застоя и затопления талой водой (формирование чайника). Например, наступающий ледник может строить барабанные перемычки, а затем, когда он отступает, его запас застаивается, выпуская талую воду, которая закапывает ледяные блоки в барабанных впадинах. Это наложение особенностей создает сложный палимпсест, где ландшафт фиксирует несколько фаз ледникового поведения.

Ландшафтное наследие: почвы, водоносные горизонты и населенные пункты

Отличительные формы рельефа чайников и барабанных перепонок оказали глубокое влияние на деятельность человека в районе Великих озер. Драмлины с их хорошо дренированными, суглинистыми почвами и пологими склонами являются основными сельскохозяйственными угодьями. В северной части штата Нью-Йорк и на юге Висконсина барабанные поля часто покрыты садами, виноградниками и молочными фермами. Топографический рельеф также обеспечивает естественный дренаж дорог и усадеб, которые часто расположены вдоль гребней барабанных перепонок.

Песчаные и гравийные отложения, заполняющие чайники и окружающие их, являются основным источником заполнителя для строительства. Гравийные ямы в топографии чайника-каме являются обычным явлением в таких областях, как Кеттл Морейн. Озера чайника являются краеугольным камнем экономики туризма и отдыха региона, поддерживая рыболовство, лодочные лодки и летние дома. Кислые чайники, хотя и менее непосредственно полезны для сельского хозяйства, служат критическими экологическими убежищами. Они являются домом для редких и специализированных видов и играют жизненно важную роль в региональной гидрологии путем хранения воды и фильтрации стока. Водоносные горизонты, расположенные в проницаемых вымывных песках и гравиях, связанных с чайниками, обеспечивают высокодоходные запасы воды для общин и ферм.

Заключение

Образование чайников и барабанных перепонок представляет собой две фундаментальные главы в ледниковой истории региона Великих озер. Одна — это история протекания льда, скульптуры ландшафта в обтекаемые холмы. Другая — история застоя льда, тающего, чтобы оставить углубления, которые заполняются водой и жизнью. Научившись распознавать эти формы суши, мы можем прочитать сам ландшафт, понимая мощные силы льда и воды, которые сформировали почву под нашими ногами. От барабанных садов Нью-Йорка до чайниковых болот Висконсина эти особенности являются не просто геологическими курьезами; они являются основой экологии региона, экономики и чувства места. Они стоят как постоянный геологический памятник ледниковым периодам, приглашая нас исследовать и понимать динамичную историю североамериканского континента.