Гляціоізостазія вплинула на розмиття Колумбійського плато в плейстоцені

Американські геологи з'ясували, що гляціоізостазія (підняття і опускання території під вагою льодовика) контролювала масштаб і напрямок катастрофічних потоків у плестоцені на Колумбійському плато - одних з найбільших відомих паводків на Землі. Сьогодні плейстоціновий стік вод виражений в рельєфі мережею сухих русел і каньйонів Чаннелд-Скаблендс. Результати дослідження підкреслюють вплив гляціоізостазії на еволюцію ландшафту. Стаття опублікована в.

Під час льодовикових періодів зростання і деградація льодовикових щитів деформували земну кору. Важкі маси льоду втиснули літосферу у в'язку астеносферу, викликаючи просідання території. І навпаки, при таянні льоду земна поверхня піднімалася. Таку реакцію літосфери на льодовикове навантаження називають гляціоізостазією.

Наприкінці плейстоцену великі крижані щити вкривали Північну Америку, 18 тисяч років тому одна з лопатей льодовика перегородила долину річки Кларк-Форк. За 600-метровою крижаною плотіною зросло озеро, яке незабаром розлилося під натиском талої води. Після спустошення котловини природна гребля відновилася. Цей цикл наповнення і спуску озера повторювався десятки разів. Серія катастрофічних потоків прорізала глибокі канали в Колумбійському плато. У сучасному ландшафті ці події відображає Чаннелд-Скаблендс, територія з крутими каньйонами і численними ложбинами. Гляціоїзостазія, ймовірно, вплинула на стародавні потоки. Однак при їх реконструкції часто використовують сучасний рельєф і не враховують воздимання і опускання території.

Група дослідників зі Сполучених Штатів під керівництвом Тамари Піко (Tamara Pico) з Каліфорнійського технологічного інституту вирішила перевірити, чи могла вага крижаних покривів вплинути на напрямок і масштаб паводків у Чаннелд-Скаблендс. Для цього вчені розрахували гляціоізостатичні зміни рельєфу за допомогою моделі GI31-ANUED-PC2. Потім було змодельовано стік вод для сучасного рельєфу і з поправкою на гляціоізостазію 18 і 15,5 тисячі років тому. Для більшості симуляцій використовували значення витрати води 6 1916 10⁶ кубічних метрів в секунду, а тривалість паводку обмежили 21 і 34 годинами.

Виявилося, що Кордильєрський крижаний щит викликав просідання поверхні на північ від Чаннелд-Скаблендс більш ніж на 200 метрів, а територія на південь і схід піднялася майже на 100 метрів відносно сучасних позначок. Такий нахил рельєфу визначив будову долин і обсяг озерної котловини. Найбільші перепади висот модель показала 15,5 тисячі років тому, коли зросла нова лопасть покровного льодовика.

При прориві озера 18 тисяч років тому потоки кинулися в Чаннелд-Скаблендс і розмили 44 і 35 відсотків його західної і східної ділянок. 15,5 тисяч років гляціоізостазія змістила стік вод на захід, де 40 відсотків території зазнало ерозії, в той час як на сході всього чотири. Моделювання стоку для сучасного рельєфу показало, що аналогічний прорив озера сьогодні розмив би більше половини площі Чаннелд-Скаблендс.

Гляціоізостазія вплинула на розподіл паводків і масштаби ерозії на Колумбійському плато. Так, потоки сильніше прорізали схід території під час ранніх розливів озера через менший ухил. 15,5 тисячі років тому воздимання східної області перенаправило стік вод на захід Чаннелд-Скаблендс. Оскільки ландшафти чутливі до деформації земної кори, це дослідження підкреслює необхідність врахування гляціоізостазії при реконструкції рельєфу.

Раніше ми писали про гляціоізостатичні рухи, які викликані таненням льодовиків у XXI столітті, і льодовикове випахування Скандинавського щита в плейстоцені.