Введение в формирование плато

Плато представляют собой некоторые из самых замечательных рельефов на Земле, резко поднимающиеся над их окрестностями с относительно плоскими вершинами и крутыми откосами. Эти возвышенные ландшафты покрывают около 45% поверхности Земли и содержат уникальные экосистемы, критические водные ресурсы и значительные человеческие популяции. Понимание геологических сил, которые создают плато - от глубоко укоренившихся тектонических движений до медленной эрозионной силы ветра и воды - дает представление о динамичной истории нашей планеты. Эта статья расширяет основные процессы формирования плато, исследует различные типы, выделяет заметные примеры и обсуждает их экологическое и экономическое значение.

Что определяет плато?

Плато - это рельеф, характеризующийся плоской или слегка волнистой верхней поверхностью, которая стоит значительно выше окружающей местности, часто ограниченной, по крайней мере, одной стороной крутыми склонами или скалами. Само по себе возвышение не определяет плато; ключевой особенностью является контраст между плоской вершиной и прилегающими низменностями. Плато может образовываться на любой высоте, от высокого Тибетского плато до более низких высот, таких как плато Колорадо. Они отличаются от гор своими широкими, ровной поверхностью и от равнин их относительным возвышением. Геологи классифицируют плато на основе их происхождения - тектонического, вулканического или эрозионного - и их структуры, например, расчленяются ли они реками или покрыты потоками лавы.

Виды плато

Плато возникают по отдельным геологическим путям, каждый из которых оставляет уникальный отпечаток на ландшафте. Три основные категории — вулканические плато, тектонические (или возвышенные) плато и эродированные (или расчлененные) плато. Некоторые классификации также включают континентальные плато и межгорные плато, но три основных типа охватывают подавляющее большинство примеров.

Вулканические плато

Вулканические плато образуются, когда из трещин или множественных вентиляционных отверстий выливаются большие объёмы низковязкой базальтовой лавы, распространяясь по суше и накапливая толстые последовательности плоскостных лавовых потоков на протяжении миллионов лет. Эти наводнительные базальтовые извержения являются одними из самых объёмных вулканических событий на Земле. Плато Декан в Индии является классическим примером, созданным массивными лавовыми потоками около 66 миллионов лет назад в конце мелового периода. Другим известным вулканическим плато является группа базальтов реки Колумбия на северо-западе Тихого океана США, которая покрывает части Орегона, Вашингтона и Айдахо. Эти плато часто имеют плодородные почвы, обогащённые выветрившимся базальтом, поддерживающие сельское хозяйство и уникальную флору.

Не все вулканические плато являются результатом наводнений базальтов; некоторые, как остров Исландия, построены активностью горячей точки и распространением вулканизма хребта, создавая широкую, возвышенную базальтовую местность.Вулканические плато также могут быть связаны с щитовыми вулканами, которые сливаются в большую, мягко наклонную область вершины.

Тектонические плато

Тектонические плато образуются поднятием больших участков земной коры из-за таких сил, как континентальное столкновение, утолщение коры или изостатический отскок. Когда тектонические плиты сходятся, кора может сгибаться и подниматься, создавая широкие возвышенные блоки, которые сохраняют относительно плоские вершины. Плато Колорадо, охватывающее части Аризоны, Юты, Колорадо и Нью-Мексико, является ярким примером. Оно было поднято, начиная примерно 80 миллионов лет назад, когда плита Фараллона была поднята под североамериканскую плиту, а затем еще больше поднята во время орогениального периода Ларамида. Плоские осадочные слои плато были вырезаны в захватывающие каньоны, включая Гранд-Каньон.

Тибетское плато, часто называемое «Крышей Мира», является самым большим и самым высоким тектоническим плато на Земле, образованным столкновением Индийской и Евразийской плит, начинающимся около 50 миллионов лет назад. Это столкновение продолжает поднимать плато, которое в настоящее время составляет более 4500 метров (14 800 футов) в возвышении. Альтиплано в Андах Южной Америки является еще одним межгорным тектоническим плато, созданным сокращением коры и вулканической активностью, связанной с субдукцией плиты Наска под Южноамериканской плитой.

Разрушенные плато

Разрушенные или расчлененные плато образуются, когда первоначально плосколежащие слои горных пород поднимаются, а затем глубоко вырезаются ручьями и реками, оставляя после себя плоскодонные остатки, называемые мезасами, бутами или столбиками.Регион Гранд-Каньон является драматическим примером эродированного плато, где река Колорадо вырезала пропасть на милю в глубину через плато Колорадо.Другие эродированные плато включают Аппалачское плато в восточной части Соединенных Штатов, которое было широко расчленено долинами и хребтами.

Во многих случаях эрозия может превратить ранее непрерывное плато в изрезанный ландшафт изолированных плоских вершин холмов.В течение длительного времени эрозия может также обнажить более старые геологические структуры, такие как древние докембрийские подвальные породы, видимые в частях Гранд-Каньона. Процесс обусловлен выветриванием, массовым истощением и действием льда, ветра и воды.

Геологические процессы за формированием плато

Формирование плато является результатом как конструктивных, так и разрушительных геологических сил, действующих на протяжении миллионов лет.Основные процессы включают тектонический подъём, вулканическую активность и сочетание эрозии и выветривания.Каждый процесс способствует форме, высоте и долголетию плато.

Тектонический подъем

Тектонический подъем является наиболее распространенной и мощной силой, поднимающей плато. Он происходит, когда литосферные плиты взаимодействуют - через конвергенцию, расхождение или интраплататные напряжения - заставляя большие блоки коры подниматься изостатически или динамически. Сближение между континентами, как видно в Гималаях и Тибетском плато, утолщает кору и заставляет ее подниматься. Плавучность толстых, менее плотных корневых корок поддерживает возвышенную поверхность. В таких регионах, как плато Колорадо, подъем также может быть вызван мантийными процессами, такими как удаление субдуктивной плиты Фараллона, что позволило горячей астеносфере подниматься и поднимать кору. Скорость подъема может варьироваться от миллиметров в год до нескольких сантиметров в год во время активных орогенных эпизодов.

Вулканическая активность

Вулканическая конструкция строит плато за счет накопления лавовых потоков, пирокластических отложений или и того, и другого. Наиболее эффективными при создании широких плоских плато являются события наводнений, поскольку лава очень текучая и может перемещаться на десятки-сотни километров от источника. Сибирские ловушки в России, ловушки Декана в Индии и базальты реки Колумбия — это все потопные базальтовые провинции, которые образовали обширные вулканические плато. Со временем повторяющиеся извержения строят слои, которые могут быть толщиной от сотен до тысяч метров. Вулканические плато часто позже расчленяются эрозией, но первоначальная плоская природа лавовых потоков остается видимой в горизонтальных слоях базальта.

Эрозия и выветривание

Эрозия и выветривание играют двойную роль в формировании плато. С одной стороны, они могут создавать плато, отрывая более мягкие окружающие породы, оставляя позади устойчивую скалу, которая образует плоскую поверхность. С другой стороны, они могут рассечь существующее плато в изрезанную местность. Скорость и стиль эрозии зависят от климата, типа породы и тектонической стабильности. В засушливых регионах ветер и эпизодические внезапные наводнения вырезают крутые скалы и каньоны. Во влажных средах химическое выветривание и речное действие могут производить более округлые склоны. Каменная порода, часто состоящая из песчаника, известняка или базальта, сопротивляется эрозии дольше, чем лежащие в основе сланца или грязевых пород, поддерживая плоскую вершину плато. Плато Гранд-Каньона обязано своей плоскостью известняку Кайбаба, который охватывает край.

Изостатический отскок и мантийная динамика

Изостатический отскок является дополнительным процессом, который может поднимать плато после удаления тяжелых нагрузок, таких как ледники или осадочные породы. Например, части Канадского щита все еще растут из-за таяния ледяных щитов плейстоцена. Динамика мантии, включая мантийные плюмы и литосферное расслоение, также может влиять на возвышение плато. Подъем плато Колорадо, возможно, был частично вызван удалением плотной литосферной мантии, что позволяет более легкой астеносфере подниматься и обеспечивать плавучесть.

Известные плато по всему миру

Несколько плато являются примером разнообразного происхождения и характеристик этих рельефов. Вот некоторые из наиболее значительных.

Плато Колорадо (США)

Плато Колорадо занимает площадь около 337 000 квадратных километров (130 000 квадратных миль) в регионе Четырех Углов. Оно славится своими плоскими осадочными слоями, глубокими каньонами и яркими красными скальными образованиями. Национальный парк Гранд-Каньон, Национальный парк Сион и Национальный парк Брайс-Каньон расположены на этом плато. Река Колорадо и ее притоки вырезали ландшафт, обнажая почти два миллиарда лет истории Земли. Геологическая стабильность плато сохранила замечательный рекорд древних сред, от мелководных морей до пустынь.

Тибетское плато (Центральная Азия)

Тибетское плато, также известное как Цинхай-Тибетское плато, является самым высоким и крупнейшим плато в мире, со средней высотой 4500 метров и площадью 2,5 миллиона квадратных километров. Оно ограничено Гималаями на юге и горами Куньлунь на севере. Плато образовано продолжающимся столкновением индийских и евразийских плит и является критическим фактором азиатских муссонов. Его обширные луга поддерживают кочевой скотоводство, а его многочисленные озера и реки питают крупные азиатские реки, включая Инд, Ганг, Брахмапутру, Янцзы и Желтые реки. Экологическое значение плато огромно, но оно сталкивается с угрозами от изменения климата и развития инфраструктуры.

Плато Декан (Индия)

Плато Декан охватывает большую часть центральной и южной Индии, образуя треугольную территорию между Западными и Восточными Гатами. Это в первую очередь вулканическое плато, построенное массивными лавовыми потоками во время мелово-палеогеновой границы. Базальтовые породы плато богаты железом и магнием, что придает почве характерный черный цвет, идеальный для выращивания хлопка. Плато Декан также содержит широкий спектр мест обитания, от сухих кустарников до тропических лесов, и содержит значительные минеральные отложения, включая бокситы, марганец и уран. Геологическая история плато тесно связана с ловушками Декана, большой магматической провинцией, которая изверглась около 66 миллионов лет назад и, возможно, способствовала массовому вымиранию, которое закончило возраст динозавров.

Альтиплано (Южная Америка)

Альтиплано — высокое плато в центральных Андах, охватывающее части Боливии, Перу, Чили и Аргентины. Он находится на средней высоте 3800 метров (12500 футов) и является одним из самых высоких обитаемых плато в мире. Альтиплано сформировался благодаря утолщению коры и вулканической активности во время андского орогения. Он содержит самую большую в мире соленую ровную поверхность, Салар-де-Уюни и озеро Титикака, самое высокое судоходное озеро на Земле. Крайняя высота плато и засушливый климат создают уникальные экосистемы, адаптированные к низкому кислороду и интенсивному солнечному излучению. Альтиплано также богат литием, который сосредоточен в рассоле его соляных квартир, что делает его стратегическим ресурсом для глобального производства батарей.

плато Колумбия (США)

Плато Колумбия, расположенное на северо-западе Тихого океана, является одним из самых обширных вулканических плато в Северной Америке.Он был образован серией извержений базальтов в период между 17 и 6 миллионами лет назад, покрывая площадь около 163 000 квадратных километров со слоями базальта толщиной до 3,5 километров.Плато лежит в основе бассейна реки Колумбия и глубоко вырезано рекой Колумбия и ее притоками, создавая драматические каньоны, такие как ущелье реки Колумбия.Регион известен своими плодородными почвами, которые поддерживают обширное сельское хозяйство, и его связью с Каналированными скальпами, которые были вылеплены катастрофическими ледниковыми наводнениями.

Экологическое и человеческое значение плато

Плато служат жизненно важными экологическими убежищами и горячими точками ресурсов. Их часто изолированное возвышение создает различные микроклиматы и среды обитания, которые поддерживают эндемичные виды. Тибетское плато, например, является домом для снежного барса, дикого яка и многих перелетных птиц. На соляных равнинах Альтиплано обитают фламинго и уникальная микробная жизнь. Каньоны плато Колорадо содержат многочисленные эндемичные виды растений, адаптированные к засушливым условиям.

Человеческие общества процветали на плато в течение тысячелетий. Плодородные вулканические почвы плато Декан поддерживали древние цивилизации и современное сельское хозяйство. Высотные плато Перу и Боливия были центрами империи инков. Сегодня плато обеспечивает водные ресурсы - плато Колорадо поставляет воду миллионам на юго-западе Соединенных Штатов, а ледники Тибетского плато являются источником основных рек Азии. Плато также содержат ценные минеральные ресурсы: медь и уран на плато Колорадо, литий на Альтиплано, а также уголь и алмазы на других плато.

Заключение

Формирование плато является свидетельством непреходящей силы внутренних и внешних сил Земли. Рожденные вулканическими излияниями, тектоническими столкновениями или неустанной эрозией, плато представляют некоторые из самых ярких ландшафтов планеты. Их широкие, возвышенные поверхности сохраняют геологическую историю и поддерживают разнообразные экосистемы и средства к существованию человека. Изучая геологические процессы, которые создают плато, мы получаем более глубокое понимание того, как поверхность Земли развивается с течением времени и как эти формы земли продолжают формировать климат, биоразнообразие и человеческую цивилизацию.