Морейны и другие ледниковые отложения являются одними из самых устойчивых записей, оставленных движущимся льдом. Эти рельефы служат диагностическими маркерами ледниковой протяженности и обеспечивают архивы с высоким разрешением прошлой изменчивости климата. Изучая положения, составы и структуры морен, ледниковой каменистости, вымывающих равнины и неустойчивых валунов, ученые могут реконструировать сроки и величину ледниковых наступлений и отступлений в течение десятков тысяч лет. Эти особенности непосредственно отражают изменения температуры, осадков и атмосферных циркуляции, которые приводили к динамике ледникового покрова в течение четвертичного периода и более ранних оледенений.

Что такое Морейнс?

Морейны — это скопления несортированных обломков горных пород, осадка и почвы, которые транспортируются и откладываются ледниковым льдом. Они образуются вдоль краев ледников, в пределах ледяной массы или на конечной точке ледника. Морейны не статичны; они строятся, изменяются и заброшены, когда ледник течет и тает. Их состав варьируется от мелкой глины до глинистых глыб, отражающих литологию породы, над которой проходил ледник, и эффективность подледниковой эрозии.

Морейны классифицируются по их положению относительно ледника. Поздние морены формируются по сторонам ледника долины, когда мусор падает со стен долины и переносится вперед. Медиальные морены возникают, когда два ледника сливаются, сводя свои боковые морены в единую полосу мусора внутри льда. Терминальные морены отмечают самое дальнее продвижение ледника, построенного из материала, выталкиваемого перед ледяным фронтом. Рецессионные морены формируются во время пауз в отступлении ледника, создавая серию хребтов, которые фиксируют истончение и отступление ледяного покрова. Наземные морены являются шпоном долевого по всему ландшафту, поскольку ледник тает, часто образуя катящийся

Виды ледниковых отложений

Ледниковый период

До тех пор, пока не рассортирован, не стратифицированный осадок, отложенный непосредственно ледниковым льдом без сортировки воды. Он содержит смесь глины, ила, песка, гравия и валунов. Термин «дождь» часто используется взаимозаменяемо с «глинистым глиной», но строго говоря, до тех пор, пока не включает все материалы, высвобождаемые таянием льда. Базаль до оштукатурен под ледником, обычно плотный и уплотненный. Абляция до накапливается на поверхности ледника от таяния льда и менее уплотнена. До отложений дают подсказки о подледниковых условиях, таких как направление потока льда (указывается полосатыми кластами) и интенсивность ледниковой эрозии.

Промывные равнины и стратифицированные депозиты

Тягачи, вытекающие из ледника, несут осадок и откладывают его перед льдом в слоистых, отсортированных последовательностях. Эти отложения образуют вымывные равнины (или песчаники), состоящие из гравий, песков и илов в четко определенных слоях. Сортировка и округление частиц отличают вымывание от до. Отложения вымывки могут быть обширными, простираясь за пределы морены. Кеттлес — выпадения, образующиеся при расплавлении зарытых ледяных блоков — вымывают равнины, создавая гуммовую топографию с прудами и озерами, известными как «котловые озера».

эрратика

Эрратики — это большие валуны, переносимые ледниками и отложенные далеко от их исходной породы. Их литология часто резко контрастирует с местной скалой. Например, гранитные эрратики, найденные на известняковой породе, сигнализируют о переносе на большие расстояния. Отслеживая источник эрратики, гляциологи отображают пути потока древних ледяных щитов и делают вывод о степени ледяного покрова. Знаменитая Плимутская скала в Массачусетсе является одной из таких ледниковых неустойчивостей.

Драмлины

Барабаны обтекаются, каплевидные холмы состоят из долин или породы, выровненные с направлением потока льда. Они обычно встречаются в роях, называемых «полями драмлина». Конусные точки вниз по течению, в то время как тупой конец обращен к направлению, из которого пришел лед. Барабаны образуются под быстротекущим льдом и предоставляют информацию о подледных процессах и скорости льда. Их присутствие указывает на теплый, быстро движущийся лед, который может деформировать и формировать мягкие осадки.

Щепки

Шахтеры — длинные извилистые гряды отсортированного песка и гравия, образующиеся внутри или под ледниками в талых водоемах. Когда лёд тает, туннель заполняет осадок, оставляя на ландшафте змеевидный хребет. Шахтеры часто фиксируют направление течения талой воды и положение подледниковых дренажных систем. Они являются важными водными ресурсами и добываются для заполнителя.

Камес

Камы — это насыпи или гуммок из стратифицированного песка и гравия, которые накапливаются в углублениях на поверхности ледника, таких как расщелины или мулены, а затем спускаются на землю по мере таяния льда. Они часто появляются как нерегулярные цапли и обычно связаны с застойным льдом. Камес и эскизы вместе предоставляют подробную информацию о тепловом режиме и внутреннем дренаже ледников.

Формирование Морейнов: детализированные процессы

Латеральные морейны

Боковые морены создаются скоплением каменных обломков, которые падают со стороны долины на ледник. По мере движения ледника по склону он переносит этот мусор по его окраине. Когда ледник в конце концов отступает, обломки остаются позади как узкий, линейный хребет вдоль стены долины. Высота и объем боковых морен отражают обилие снабжения со стен долины и продолжительность бокового транспорта. Множественные параллельные боковые морены могут указывать на последовательные остановки во время оледенения.

Медиален Морейнс

Медиальная морена образует там, где сливаются два долинных ледника. Боковая морена одного ледника встречается с боковой мореной другого, объединяясь в единую темную полосу обломков, которая стекает по центру комбинированного ледника. Длина и непрерывность медиальной морены зависят от нагрузки обломков и скорости ледового потока. Медиальные морены видны на современных ледниках и являются отличными показателями зон притокового сливания.

Терминал Морейн

Терминальные морены являются наиболее заметными ледниковыми рельефами. Они образуются по мере того, как ледник достигает максимальной протяженности и начинает таять. Ледяной фронт откладывается хребет обломков, вытесненных из недр ледника и перегруженного материала. Размер терминальной морены может быть огромным - некоторые превышают 100 метров в высоту и простираются на сотни километров, такие как морены, которые отмечают южную границу Лаврентийского ледяного щита на севере Соединенных Штатов. Терминальные морены часто захватывают проледниковые озера и являются ключевыми эталонными признаками для отображения бывших полей ледникового покрова.

Морейнс, рецессионист

Когда ледник останавливается во время общего отступления, он может бульдозировать новый хребет обломков, известный как рецессионная морена. Серия рецессионных морен представляет собой ступенчатую схему отступления. Разрыв между последовательными хребтами отражает продолжительность стоянок и скорость таяния льда. В местах, где отступление было быстрым и непрерывным, остается только тонкая грунтовая морена. Детальное картирование рецессионных морен позволило ученым реконструировать историю оледенения последнего ледникового периода с замечательным разрешением.

Наземные морейны и дождевой лист

Наземная морена — это одеяло до тех пор, пока оно не покроет ландшафт под и за ледником. В отличие от терминальных или боковых морен, грунтовая морена не образует отчетливый хребет, а скорее мягко волнистую поверхность. Она часто богата местным породным материалом и может быть усеяна барабанными камнями и флейтами. Толщина и текстура грунтовой морены дают информацию о подледниковой среде: толстая, богатая глиной долина предполагает обширное ледниковое измельчение, в то время как песчаная долина указывает на менее тяжелую эрозию.

Читать дальше « Пейзаж: ледниковые отложения как климатические архивы »

Ледниковые отложения — это не просто статические груды пород. Они представляют собой динамические архивы изменений окружающей среды. Изучая геометрию, литологию и относительную датировку морен и других отложений, ученые делают вывод о времени и величине климатических колебаний. Это поле — палеогляциология — объединяет геоморфическое картирование, стратиграфию, радиометрическое датирование и геохимические прокси для реконструкции истории ледяного покрова.

Положение терминальной морены отмечает максимальное продвижение ледника в течение определенного холодного периода. Когда несколько морен могут быть датированы с использованием методов, таких как , датирование воздействия космогенных нуклидов (например, 10 Be, 26 Al) или , возникает хронология колебаний ледников. Эти хронологии коррелируют с другими климатическими записями, такими как изотопы кислорода из ледяных кернов, морских отложений и сталагмитов.

Например, исследования в Европейских Альпах выявили ряд моренных комплексов, соответствующих последнему ледниковому максимуму (LGM) около 21 000 лет назад, за которыми следуют различные остановки во время самого старого дриаса, интерстадиального Бёллинга-Аллерода и холодного разворота более молодого дриаса. Аналогичным образом, в Гималаях, морейские последовательности показывают, что продвижение ледников было в целом синхронно с глобальными событиями охлаждения, хотя местная интенсивность муссонов также играла роль.

Помимо морен, состав ледниковой калитки может указывать на изменения толщины ледяного покрова. Базаль до ткани — ориентация кластов — записывает направление и напряжение сдвига ледяного потока, что, в свою очередь, отражает динамику льда, связанную с климатическим воздействием. Аналогично, переход от дождевой к осадочной последовательности указывает на переход от ледниковых к проледниковым условиям, часто связанным с эпизодами потепления.

Тематические исследования: заметные морейны и их климатическое значение

Конец морейнской системы Лаврентийского ледяного щита

Лёдный щит Лорантида покрыл большую часть Северной Америки во время ЛГМ. Его южная окраина оставила серию массивных терминальных морен, простирающихся от Атлантического побережья до Скалистых гор. Конечный моренский комплекс Висконсина в регионе Великих озер включает в себя видные хребты, такие как Маренго Морейн в Индиане и Моррис Морейн в Иллинойсе. Эти морены были датированы с использованием радиоуглерода на перегруженных органических веществах и люминесценции, что показало, что ледяной щит достиг максимальной степени около 26-21 ка, затем началось прерывистое отступление, которое оставило после себя десятки рецессионных морен. Рисунок отступления коррелирует с изменениями инсоляции Северного полушария и талыми импульсами воды в Мексиканский залив.

Морейнские системы Альп

Альпийские ледники чрезвычайно чувствительны к температуре и градиентам осадков. Морены в Альпах изучались более века. Морейнские системы в Швейцарии, такие как Зюрих и Рон Голландские языки, были отображены с высоким разрешением. После LGM Альпы испытали несколько переходов в течение позднего ледникового периода, в частности Эгезен Эгезенские морены (похожие на Младшие Дриас.Эгезенские морены особенно хорошо сохранились в швейцарских и австрийских Альпах, состоящие из остросхожих хребтов на высотах около 2400-2600 м. Космогенное датирование этих морен показывает, что они сформировались между 12,9 и 11,7 ка, подтверждая их климатическое происхождение. Сегодня отступающие альпийские ледники обнажают свежие морены, предлагая

Морейнс в Гималаях и Тибетском плато

Высокие горы Азии содержат тысячи ледников, которые питают крупные реки. Морейн последовательности в Гималаях обеспечивают решающее понимание времени муссонных и западных влияний. Долина Бхагиратхи в Гархвале содержит несколько морен, которые датируются LGM, голоценом и Малым ледниковым периодом (LIA). Заметным открытием является то, что гималайские ледники продвинулись во время LGM были меньше, чем те в Альпах, вероятно, из-за снижения муссонных осадков. Однако во время раннего голоцена некоторые ледники продвинулись в ответ на усиленный муссон. LIA морены обычно крутые, свежие на вид и расположены близко к современному леднику терминини. Их высокое разрешение датировки с использованием древесных колец и лихенометрии показывает, что самое последнее продвижение достигло высшей точки около 1800-1850 гг. н.э., после чего ледники начали быстрое отступление, которое продолжается сегодня.

Заключение

Морейнс и другие ледниковые отложения являются важными архивами для понимания истории климата Земли. От терминальных морен, которые определяют границы ледяного покрова, до тонкого наслоения до тех пор, каждый рельеф суши содержит подсказки о процессах и условиях, при которых лед формируется, течет и тает. По мере ускорения изменения климата изучение этих отложений приобретает новую актуальность. Расшифровывая ландшафтные записи, оставленные прошлыми ледниковыми колебаниями, ученые могут лучше предсказать, как современные ледники будут реагировать на продолжающееся потепление, улучшить модели динамики ледяного покрова и уточнить прогнозы повышения уровня моря.

По мере продолжения исследований новые методы датирования, дистанционное зондирование и картографирование полей будут продолжать извлекать все более подробную информацию из этих архивов холодного климата.История ледникового прошлого Земли написана в хребтах и долинах ландшафта, и каждое новое открытие добавляет абзац к повествованию об изменении климата нашей планеты.

Для дальнейшего чтения, обратитесь к USGS Glacier и Icecap Resource Page , Национального центра данных о снеге и льде , и AntarcticGlaciers.org руководство по ледниковым формам и отложениям .