Барьерный остров - Википедия - Barrier island

Барьерный остров на фоне других прибрежных рельефов

Барьерные острова находятся прибрежные формы рельефа и тип системы дюн, которые представляют собой исключительно плоские или комковатые участки песка, которые образуются под действием волн и приливов параллельно материковому побережью. Обычно они встречаются в цепочках, состоящих из нескольких острова до более чем десятка. Они могут изменяться во время штормов и других воздействий, но поглощают энергию и защищают береговые линии и создают зоны защищенных вод, где водно-болотные угодья может процветать. Цепь барьеров может непрерывно простираться более чем на сотню километров, за исключением приливных входы которые разделяют острова, самый длинный и самый широкий Остров Падре Техаса.[1] Иногда важный залив может закрыться навсегда, превращая остров в полуостров, таким образом создавая Барьерный полуостров.[2]Длина и ширина барьеров и общая морфология берегов барьеров зависят от параметров, включая приливный диапазон, волновая энергия, подача осадка, тенденции уровня моря, и управление подвалом.[3] Количество растительности на барьере имеет большое влияние на высоту и развитие острова.[4]

Цепи барьерных островов можно найти примерно на 13-15% береговых линий мира.[5] Они отображают разные параметры настройки, предполагая, что они могут формироваться и поддерживаться в различных средах. Было выдвинуто множество теорий для объяснения их образования.

Искусственное морское сооружение, построенное параллельно берегу, называется волнорез. С точки зрения прибрежная морфодинамика, он действует аналогично естественному барьерному острову, рассеивая и уменьшая энергию волн и течений, ударяющих по берегу. Следовательно, это важный аспект прибрежная инженерия.

Составные части

Нижний берег

Берег - это часть барьера, где океан встречается с берегом острова. Само тело барьерного острова отделяет берег от берега и лагуна /приливная квартира площадь. Общие характеристики нижняя часть берега мелкий песок с илом и, возможно, илом. Дальше в океан осадок становится мельче. Эффект волн в этой точке слабый из-за глубины. Биотурбация распространено и много окаменелости может быть обнаружен в отложениях нижнего берега в геологической летописи.

Средний берег

Средняя береговая стена расположена в верхней части берега. Средняя часть берега сильно подвержена влиянию волн из-за своей глубины. Ближе к берегу песок среднезернистый, с частыми частями ракушек. Поскольку волновое воздействие более тяжелое, биотурбация маловероятна.

Верхний берег

В верхняя часть берега постоянно находится под воздействием волн. Это приводит к развитию елочки. осадочные структуры из-за постоянно меняющегося потока волн. Песок крупнее.

Береговой

В береговая линия это область на суше между приливом и отливом. Как и верхняя часть берега, она постоянно подвергается воздействию волн. Поперечное напластование и ламинирование присутствуют и более крупнозернистые пески из-за высокой энергии, присутствующей при грохоте волн. Песок тоже очень хорошо отсортированный.

Backshore

В обратный берег всегда выше самой высокой точки уровня воды. В берма также находится здесь, что отмечает границу между береговой полосой и береговой полосой. Здесь важен ветер, а не вода. Во время сильных штормов высокие волны и ветер могут выносить и размывать отложения с тыла.

Дюны

Прибрежные дюны, создаваемые ветром, типичны для барьерного острова. Они расположены в верхней части тыльного берега. Дюны будут иметь характеристики типичного эолийский продуваемые ветром дюны. Разница в том, что дюны на барьерном острове обычно содержат корни прибрежной растительности и морские биотурбации.

Лагуна и приливные отмели

В лагуна и приливная квартира территория расположена за дюной и прибрежной зоной. Здесь вода неподвижна, что позволяет оседать мелким илам, песку и грязи. Лагуны могут стать хозяином анаэробный среда. Это позволит сформировать большое количество грязи, богатой органическими веществами. Растительность тоже обычное дело.

Место расположения

Барьерные острова можно наблюдать на всех континентах Земли, кроме Антарктиды.

Австралия

Moreton Bay, на восточном побережье Австралии и прямо к востоку от Брисбен, защищен от Тихого океана цепью очень больших барьерных островов. Они бегут с севера на юг Остров Бриби, Остров Мортон, Остров Северный Страдброук и Остров Южный Страдброук (последние два раньше были одним островом, пока в 1896 году между ними не образовался канал). Остров Северный Страдброк - второй по величине песчаный остров в мире, а остров Мортон - третий по величине.

Остров Фрейзер, еще один барьерный остров, расположенный в 200 км к северу от залива Мортон на той же береговой линии, является крупнейшим песчаным островом в мире.

Соединенные Штаты

Барьерные острова наиболее заметны на восточном побережье США и побережье Мексиканского залива, где каждый штат, простирающийся от Мэна до Флориды и от Флориды до Техаса на каждом побережье, имеет хотя бы часть барьерного острова, протяженностью более двадцати пяти лет. Флорида. Эта сеть международная. Это начинается в Квебеке Острова Магдалины и заканчивается в Мексике. На тихоокеанском побережье США нет барьерных островов из-за скалистого берега и короткого континентального шельфа, но можно найти барьерные полуострова. Барьерные острова также можно увидеть на арктическом побережье Аляски.

Канада

Барьерные острова также можно найти в Приморской Канаде и других местах на побережье. Хороший пример можно найти на Залив Мирамичи, Нью-Брансуик, где остров Портидж, а также Лисий остров и Хей-Айленд защищают внутренний залив от штормов в Залив Святого Лаврентия.

Мексика

Побережье Мексиканского залива имеет множество барьерных островов и барьерных полуостровов.

Новая Зеландия

Барьерные острова более распространены на севере обоих основных островов Новой Зеландии. Известные барьерные острова в Новой Зеландии включают Остров Матакана, который охраняет вход в Гавань Тауранги, и Остров кролика, на южном конце Тасман Бэй. Также Nelson Harbour's Boulder Bank, ниже.

Европа

Барьерные острова можно наблюдать в Балтийском море и являются отличительной чертой Вадденские острова, которые простираются от Нидерландов до Дании. Лидо ди Венеция и Пеллестрина заметные барьерные острова Лагуна Венеции которые веками защищали город Венеция в Италии. Чесил Бич на южном побережье Англии развитый как барьерный пляж.[6]

Процессы

Миграция и промывка

Во время штормов уровень воды может быть выше, чем на острове. Эта ситуация может привести к промыть, который переносит песок с передней части острова на вершину и / или на сушу. Этот процесс приводит к эволюции и миграции барьерного острова.[7]

Концепция критической ширины

Барьерные острова часто имеют определенную ширину. Термин «концепция критической ширины» обсуждался применительно к барьерным островам, затоплениям и отложениям смыва с 1970-х годов. Концепция в основном утверждает, что процессы промывки были эффективны при миграции барьера только в том случае, если ширина барьера меньше критического значения. Остров не сузился ниже этих значений, поскольку промывка была эффективной для переноса наносов через барьерный остров, тем самым не отставая от скорости отступания береговой линии океана. На участках острова с большей шириной наблюдались отложения смыва, которые не доходили до берега залива, и остров сужался из-за спада береговой линии океана, пока не достиг критической ширины. Единственным процессом, который расширил барьер за пределы критической ширины, был прорыв, формирование частично субаэральной мели паводка и последующее закрытие входа.[8]Для настоящего обсуждения критическая ширина барьера определяется как наименьший поперечный размер, который сводит к минимуму чистую потерю наносов с барьерного острова в течение определенного срока действия проекта. Величина критической ширины связана с источниками и стоками песка в системе, такими как объем, хранящийся в дюнах и чистый перенос песка вдоль берега и поперек берега, а также высота острова.[9] Концепция критической ширины важна для крупномасштабного восстановления барьерных островов, при котором острова восстанавливаются до оптимальной высоты, ширины и длины для обеспечения защиты устьев рек, заливов, болот и пляжей на материке.[10]

Теории образования

Внешний барьер на Лонг-Айленде
В Барьерные острова Миссисипи – Алабама охрана Mobile Bay и Миссисипи Саунд

Ученые предложили многочисленные объяснения образования барьерных островов за более чем 150 лет. Есть три основных теории: оффшорный бар, образование слюны и погружение.[3] Никакая одна теория не может объяснить возникновение всех барьеров, которые широко распространены вдоль береговых линий мира. Ученые принимают идею о том, что барьерные острова, включая другие типы барьеров, могут образовываться с помощью ряда различных механизмов.[11]

Похоже, есть некоторые общие требования к образованию. Системы барьерных островов легче всего развиваются на побережьях, где преобладают волны с диапазоном приливов от небольшого до умеренного. Побережья делятся на три группы в зависимости от приливный диапазон: микролидальный, диапазон приливов 0–2 метра; мезотидальный, диапазон приливов 2–4 метра; и макротидально, диапазон приливов> 4 м. Барьерные острова обычно образуются в основном вдоль микропливных берегов, где они обычно хорошо развиты и почти непрерывны. Они реже образуются на мезотидальных побережьях, где они обычно короткие с обычными приливными бухтами. Барьерные острова очень редки на макротидальных побережьях.[12] Наряду с небольшим диапазоном приливов и приливов и преобладанием волн на побережье должен быть шельф с относительно низким градиентом. В противном случае скопление песка в песчаной косе не произойдет, а вместо этого будет рассеяно по всему берегу. Достаточное количество наносов также необходимо для образования барьерных островов.[5] Последнее важное требование для образования барьерного острова - стабильный уровень моря. Особенно важно, чтобы уровень моря оставался относительно неизменным во время образования и роста барьерных островов. Если изменения уровня моря слишком велики, времени будет недостаточно для воздействия волн, чтобы скопить песок в дюну, которая в конечном итоге станет барьерным островом через ухудшение. Для образования барьерных островов требуется постоянный уровень моря, чтобы волны могли концентрировать песок в одном месте.[13]

Теория оффшорного бара

В 1845 году француз Эли де Бомон опубликовал отчет о формировании барьера. Он считал, что волны, движущиеся на мелководье, взбивают песок, который осаждается в виде подводной лодки. бар когда волны разбивались и теряли большую часть своей энергии. По мере того, как полосы развивались вертикально, они постепенно поднимались над уровнем моря, образуя барьерные острова.

Теория образования косы

Американский геолог Grove Карл Гилберт Впервые в 1885 г. утверждал, что барьерные отложения пришли из прибрежных источников. Он предположил, что осадок, перемещающийся в зоне разлома за счет волнения волнами в прибрежный дрейф построит плюется от мыс параллельно берегу. Последующее прорыв косы штормовыми волнами приведет к образованию барьерных островов.[14]

Теория погружения

Isles Dernieres в 1853 и 1978 годах. Действие волн отделяет острова Дерниер от материка.

Уильям Джон МакГи в 1890 г. рассудил, что Восток и Побережье залива из Соединенные Штаты подвергались затоплению, о чем свидетельствуют многочисленные затопленные речные долины, протекающие вдоль этих берегов, в том числе Раритан, Делавэр и Чесапик заливы. Он считал, что во время погружения прибрежные хребты отделялись от материка, а за гребнями образовывались лагуны.[15] Он использовал Барьерные острова Миссисипи – Алабама (состоит из Кот, Корабль, Рог, Petit Bois и Дофин Острова) в качестве примера, где прибрежное погружение сформировало барьерные острова. Позднее было показано, что его интерпретация неверна, когда возраст прибрежной стратиграфии и отложений был определен более точно.[16]

Вдоль побережья Луизиана, бывшие доли Река Миссисипи Дельта была переработана волновым действием, образуя комплексы пляжных гряд. Продолжительное опускание болот за заграждениями превратило эти ранее покрытые растительностью водно-болотные угодья в районы открытой воды. За 125 лет, с 1853 по 1978 год, две небольшие полузащищенные бухты за барьером превратились в большой водоем озера Пелто, ведущий к Isles Dernieres отряд с материка.[11]

Boulder Bank

Необычная природная структура в Новая Зеландия может дать ключ к разгадке процессов образования барьерных островов. В Boulder Bank, у входа в Нельсон Хейвен в северном конце Южный остров, представляет собой уникальный участок скалистого субстрата протяженностью 13 км и шириной несколько метров. Строго говоря, это не барьерный остров, так как он связан с материком одним концом. Boulder Bank состоит из гранодиорит от Маккей-Блафф, который находится недалеко от точки, где берег соединяется с материком. До сих пор ведутся споры о том, какой процесс или процессы привели к появлению этой странной структуры, хотя дрейф берега является наиболее принятой гипотезой. С 1892 года проводятся исследования по определению скорости передвижения валунов. Скорость движения гравия верхнего слоя оценивается в 7,5 метров в год.[17]

Экологическое значение

Барьерные острова критически важны для смягчения последствий океанских волн и других штормов для водных систем на материковой стороне барьерного острова, а также для защиты береговой линии. Это эффективно создает уникальную среду с относительно низким энергопотреблением, солоноватая вода. В результате таких условий в зависимости от окружающей среды может возникнуть множество систем водно-болотных угодий, таких как лагуны, устья и / или болота. Обычно они являются богатой средой обитания для разнообразной флоры и фауны. Без барьерных островов эти водно-болотные угодья не могли бы существовать; они будут уничтожены ежедневными океанскими волнами и приливами, а также океанскими штормами. Одним из наиболее ярких примеров является Барьерные острова Луизианы.[18]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Гаррисон, младший, младший, Уильямс, Дж., Поттер Миллер, С., Вебер, ET, II, МакМечан, Дж., И Зенг, X., 2010, «Исследование с помощью георадара острова Северный Падре; последствия для Архитектура интервалов барьерных островов, модель роста проградационных микропливных барьерных островов и цикличность уровня моря в Мексиканском заливе: " Journal of Sedimentary Research, v. 80, p. 303–319.
  2. ^ Блевинс, Д. (2017). Барьерные острова Северной Каролины: чудеса песка, моря и неба. Пресса Университета Северной Каролины. п. 3. ISBN  978-1-4696-3250-6. Получено 2020-09-15.
  3. ^ а б Дэвис-младший, стр. 144.
  4. ^ Дуран Винент, Оренсио; Мур, Лаура Дж. (2015). «Бистабильность барьерного острова, вызванная биофизическими взаимодействиями». Природа Изменение климата. 5 (2): 158–162. Bibcode:2015NatCC ... 5..158D. Дои:10.1038 / nclimate2474.
  5. ^ а б Смит, Q.H.T., Хип, A.D., и Никол, S.L., 2010, "Происхождение и формирование острова эстуарного барьера, остров Тапора, Новая Зеландия:" Журнал прибрежных исследований, т. 26, с. 292–300.
  6. ^ Гоуди, Эндрю (1990). Формы суши Англии и Уэльса. Оксфорд: Basil Blackwell Ltd., стр. 264. ISBN  0631173064.
  7. ^ Lorenzo-Trueba, J .; Эштон, А. (2014). «Переворот, утопление и прерывистое отступление: отчетливые способы реакции барьера на повышение уровня моря, вытекающие из простой морфодинамической модели» (PDF). Журнал геофизических исследований: поверхность Земли. 119 (4): 779–801. Bibcode:2014JGRF..119..779L. Дои:10.1002 / 2013JF002941. HDL:1912/6714.
  8. ^ Лезерман, С.П (1976). «Барьерная миграция острова: оценка процесса смыва». Рефераты Геологического общества Америки с программами. 8: 215.
  9. ^ Розати, Дж. Д. (2009). «Концепции функционального восстановления Барьерных островов» (инженер научно-исследовательского центра экологической лаборатории Виксбурга). Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  10. ^ Розати, J.D; Дин, Р.Г .; Стоун, G.W (2007). «Морфологическая эволюция оседающих барьерных островных систем». Труды 30-й Международной конференции по прибрежной инженерии, World Scientific Press, in Press.
  11. ^ а б Дэвис-младший, стр. 147
  12. ^ Боггс, С., младший, 2012 г., Принципы седиментологии и стратиграфии: Нью-Джерси, Pearson Education, Inc., 585 p.
  13. ^ Центр прибрежных услуг, Центр прибрежных услуг NOAA Барьерные острова: формирование и эволюция В архиве 8 августа 2010 г. Wayback Machine. Доступ 10 апреля 2011 г.
  14. ^ Дэвис мл., Стр. 144–145.
  15. ^ Дэвис-младший, стр. 145
  16. ^ Мортон, стр. 2
  17. ^ М. Р. Джонсон (2001). «Нельсон Боулдер Бэнк». Новозеландский журнал геологии и геофизики. 44: 79–88. Дои:10.1080/00288306.2001.9514924. S2CID  129743083.
  18. ^ Стоун, Г. У., и Макбрайд, Р. А., 1998, «Барьерные острова Луизианы и их значение в защите водно-болотных угодий: прогнозирование изменения береговой линии и последующая реакция волнового климата»: Журнал прибрежных исследований, т. 14, с. 900–915.

Рекомендации

внешняя ссылка