Геология США - Geology of the United States

Штриховая карта рельефа Соединенных Штатов, на которой показаны 10 геологических провинций, обсуждаемых в этой статье.

Богато текстурированный ландшафт Соединенных Штатов - продукт противоборствующих сил тектоника плит, выветривание и эрозия. За 4,5 миллиарда лет истории нашей Земли тектонические потрясения и сталкивающиеся плиты подняли огромные горные хребты, в то время как силы эрозии и выветривания работали, чтобы разрушить их. Даже спустя многие миллионы лет записи о великих земных потрясениях остаются отпечатанными в виде текстурных вариаций и поверхностных узоров, которые определяют характерные ландшафты или провинции.^[1]

Разнообразие ландшафтов США хорошо видно на затененном рельефном изображении справа. Резкий контраст между «грубой» текстурой запад США и "гладкий" центральный и восточный регионы сразу видно. Различия в шероховатости (топографическом рельефе) являются результатом различных процессов, воздействующих на подстилающую породу. История тектонических плит региона сильно влияет на тип и структуру горных пород, обнажающуюся на поверхности, но разная скорость эрозии, сопровождающая изменение климата, также может иметь серьезные последствия для суши.^[1]

В Соединенных Штатах двенадцать основных геологических провинций: Тихий океан, Плато Колумбия, Бассейн и Диапазон, Плато Колорадо, скалистые горы, Лаврентийская возвышенность, Внутренние равнины, Внутреннее нагорье, Аппалачское нагорье, Атлантическая равнина, Аляскинский, и Гавайский. Каждая провинция имеет свою геологическую историю и уникальные особенности.^[1] В этой статье будет описана каждая провинция по очереди.

Тихоокеанская провинция

Этот регион является одним из самых геологически молодых и тектонически активных в Северной Америке. В целом суровый горный ландшафт этой провинции свидетельствует о продолжающемся горообразовании.^[2]

Тихоокеанская провинция находится на границе нескольких движущихся земных тарелки: источник монументальных сил, необходимых для построения широкой дуги гор, простирающейся от Аляски до южных пределов Южная Америка. Эта провинция включает действующие, а иногда и смертоносные вулканы Каскад Диапазон и молодые крутые горы Тихоокеанской границы и Сьерра-Невада.^[2]

Сьерра-Невада

Открытый гранит Сьерры был сформирован глубоко под землей.

Хотя Сьерра-Невада и Каскадный хребет образуют почти непрерывный барьер на западной окраине Соединенных Штатов, на самом деле у этих двух хребтов очень мало общего. Они были и продолжают формироваться совершенно разными геологическими силами и процессами.^[2]

Скалы, составляющие основу Сьерра-Невады, в основном представляют собой гранитные породы, образовавшиеся во время Мезозойская эра, когда динозавры бродили по Земле. В то время дугообразная цепь вулканов, похожая на нынешнюю вулканическую дугу Каскад, извергалась там, где сейчас находится Сьерра-Невада. Восхождение через старое Палеозой горная порода, расплавленная порода извергалась на поверхность в виде лавы, но наиболее затвердевала глубоко под землей, образуя серый гранитный скалы, знакомые любому путешественнику по Сьерре.^[2]

Хотя издалека скала Сьерра выглядит очень похожей, на самом деле она состоит из множества отдельных скальных тел, образовавшихся в результате повторяющихся вторжений магмы в течение многих миллионов лет.^[2]

Даже по мере их роста эрозия истощала эти вулканы мезозойской эры. К Поздний мел время, около 70 миллионов лет назад, некогда глубокие гранитные породы начали обнажаться на поверхности Земли. Несколько десятков миллионов лет назад настолько большая часть верхней части стерлась, что поверхность древнего хребта имела низкий рельеф всего в несколько тысяч футов.^[2]

Лишь совсем недавно, с геологической точки зрения, хребет Сьерра-Невада, каким мы его знаем сегодня, начал расти. Вовремя Миоцен В эпоху, менее 20 миллионов лет назад, континентальная кора к востоку от Сьерра-Невады начала растягиваться в направлении с востока на запад. Кора разбилась на серию долин и горных хребтов, простирающихся с севера на юг: начало провинции Бассейн и хребет.^[2]

Высота Сьерра-Невады вызвана разломом на восточной стороне гор.

Менее пяти миллионов лет назад хребет, который мы теперь знаем как Сьерра-Невада, начал подниматься вдоль своей восточной окраины. Благодаря сочетанию поднятия блока Сьерра и опускания области на восток, Сьерра поднялась вверх. Сьерра-Невада, поднимающаяся гораздо круче на восток, чем на запад, может считаться огромной наклонной землей. блок разлома с длинным пологим склоном на запад к Центральной долине Калифорнии и крутым восточным склоном.^[2]

Вскоре после начала поднятия Сьерры Земля остыла, обозначив начало Плейстоцен (Ледниковый период) Эпоха. Ледники росли в высокогорье Сьерра и пробивались вниз по бывшим каналам ручья, вырезая U-образные долины. Отвесные стены и висячие долины Йосемитский национальный парк являются продуктом этого холодного прошлого.^[2]

Каскады вулканической провинции

Там, где заканчивается Сьерра-Невада, начинается цепь взрывоопасных вулканических центров - вулканов Каскад. Провинция Каскадов образует дугообразную полосу, простирающуюся от Британской Колумбии до Северной Калифорнии, примерно параллельно тихоокеанскому побережью. В этом регионе 13 крупных вулканических центров расположены последовательно, как нить из взрывоопасных жемчужин.^[3]

Хотя самые большие вулканы любят Mount St. Helens Обратите внимание на то, что Каскады действительно состоят из группы тысяч очень маленьких, недолговечных вулканов, которые создали платформу из лавы и вулканического мусора. Над этой вулканической платформой возвышаются несколько поразительно больших вулканов, которые доминируют над ландшафтом.^[3]

Вулканы Каскадов определяют Тихоокеанский Северо-Запад раздел Огненное кольцо, множество вулканов, окружающих Тихий океан. Как будто вулканических опасностей было недостаточно, Огненное Кольцо также печально известно своими частыми землетрясениями. Чтобы понять происхождение этой концентрированной полосы земных опасностей, мы должны глубоко проникнуть в Землю.^[4]

Каскадный хребет образован активной континентальной окраиной.

Кусочек Земли от Тихого океана до северо-запада Тихого океана может выглядеть примерно так, как на соседнем изображении. Под Каскадом плотная океаническая плита погружается под Североамериканская плита; процесс, известный как субдукция. Когда океаническая плита погружается глубоко в недра Земли под континентальную плиту, высокие температуры и давления позволяют молекулам воды, заключенным в минералах твердой породы, улетучиваться. Водяной пар поднимается в податливую мантию над погружающейся плитой, заставляя часть мантии плавиться. Этот новообразованный магма поднимается к поверхности Земли и извергается, образуя цепочку вулканов (Каскадный хребет) над зоной субдукции.^[4]

Геологическая карта Каскадного хребта. Желтый цвет указывает на землетрясения, черные линии указывают на разломы

При более близком рассмотрении Каскадов картина более сложная, чем простая зона субдукции, показанная на изображении слева. Недалеко от побережья северной части Тихого океана находится гребень распространения; а расходящаяся граница плиты состоит из серии разрывов в океанической коре, где образуется новая океаническая кора. По одну сторону раскладывающего гребня новый Тихоокеанская плита корочка образуется, затем отходит от гребня. По другую сторону раскидистого гребня Тарелка Хуана де Фука и Пластина Горда двигаться на восток.^[4]

В зоне субдукции Каскад есть несколько необычных особенностей. Там, где плита Хуан-де-Фука опускается под Северо-Американскую плиту, нет глубокого желоба, сейсмичность (землетрясения) меньше, чем ожидалось, и есть свидетельства снижения вулканической активности за последние несколько миллионов лет. Вероятное объяснение заключается в скорости конвергенции плит Хуан-де-Фука и Североамериканских плит. В настоящее время эти две пластины сходятся на 3-4 сантиметра в год. Это всего лишь половина скорости конвергенции 7 миллионов лет назад.^[4]

Маленькая пластинка Хуана де Фука и две пластинки, Пластина исследователя и плита Горда - скудные остатки гораздо более крупных Фараллонская океаническая плита. Плита Исследователя откололась от Хуана де Фука около 4 миллионов лет назад и не показывает никаких доказательств того, что она все еще подвергается субдукции. Пластинка Горда отделилась между 18 и 5 миллионами лет назад и продолжает опускаться под Северную Америку.^[4]

Каскадный хребет впервые появился 36 миллионов лет назад, но основные пики, которые поднимаются из сегодняшних вулканических центров, родились в течение последних 1,6 миллиона лет (во время плейстоцена). Во время последнего вулканического эпизода, который начался 5 миллионов лет назад, произошло извержение более 3000 жерл. Пока продолжается субдукция, новые вулканы Каскад будут продолжать подниматься.^[4]

Плато Колумбия

Плато Колумбия покрывает часть трех штатов.

Провинция Плато Колумбия окружена одним из крупнейших в мире скоплений лавы. Более 500000 км² (190 000 квадратных миль) поверхности Земли покрыто им. В топографии здесь преобладают молодые геологически молодые потоки лавы, которые затопили сельскую местность с поразительной скоростью за последние 17 миллионов лет.^[5]

Более 170 000 км³ (41 000 куб. Миль) базальтовой лавы, известной как Базальты реки Колумбия, охватывает западную часть провинции. Эти огромные потоки прорвались 17 миллионов лет назад. Большая часть лавы вылилась в первые 1,5 миллиона лет: необычайно короткий срок для такого излияния расплавленной породы.^[5]

Карта равнины реки Снейк с ее гладким рельефом.

В Равнина Снейк-Ривер простирается через Орегон, через северную Неваду, южный Айдахо и заканчивается в Йеллоустонское плато в Вайоминге. Гладкий рельеф этой провинции, похожий на большую ложку, вычерпанную из поверхности Земли, резко контрастирует с прочной горной тканью вокруг нее.^[5]

Равнина Снейк-Ривер находится в отчетливой депрессии. На западном конце основание обрушилось по нормальным разломам, образуя грабен структура. Хотя на восточном конце есть обширные разломы, структура не так ясна.^[5]

Подобно региону реки Колумбия, извержения вулканов доминируют в истории равнины реки Снейк в восточной части провинции Плато Колумбия. Самые ранние извержения на равнине Снейк-Ривер начались около 15 миллионов лет назад, как раз в то время, когда заканчивались огромные ранние извержения базальта реки Колумбия. Но возраст большей части вулканической породы на равнине Снейк-Ривер составляет менее нескольких миллионов лет, Плиоцен возраст (5–1,6 млн лет назад) и моложе.^[5]

На западе базальты реки Колумбия почти полностью черные. базальт. Иначе обстоит дело на равнине Снейк-Ривер, где относительно тихие извержения жидких потоков черной базальтовой лавы чередовались с огромными взрывными извержениями риолит, светлая вулканическая порода.^[5]

Шлаковые конусы усеять ландшафт равнины реки Снейк. Некоторые выровнены вдоль жерл, трещин, питающих потоки и конусообразных извержений. Кальдерас, большие ямы, образованные взрывным вулканизмом, и низкие щитовые вулканы, и риолитовые холмы также являются частью ландшафта, но многие из них скрыты более поздними потоками лавы.^[5]

Геологи обычно связывают извержения вулканов с границами между сталкивающимися или расходящимися плитами. Однако очаг вулканизма в Йеллоустоне в провинции плато Колумбия находится далеко в глубине суши от зоны субдукции, которая расположена вдоль побережья Орегона и Вашингтона. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что некий концентрированный источник тепла плавит породу под провинцией плато Колумбия, у основания литосфера (слой корочки и верхняя мантия который формирует движущиеся тектонические плиты Земли). Пытаясь выяснить, почему в этой области, вдали от границы плит, произошло такое огромное излияние лавы, ученые установили даты затвердевания для многих отдельных лавовых потоков. Они обнаружили, что самые молодые вулканические породы сгруппированы недалеко от Йеллоустонского плато и что чем дальше на запад они уходят, тем старше лавы.^[5]

Мамонтовые горячие источники - свидетельство термальной активности Йеллоустоуна

Вероятное объяснение состоит в том, что горячая точка, чрезвычайно горячий шлейф глубокой мантия Материал поднимается на поверхность под провинцией плато Колумбия. Мы знаем, что ниже Гавайи и Исландия, на границе между ядром и мантией развивается температурная нестабильность (по еще не понятным причинам). Концентрированное тепло вызывает шлейф диаметром в сотни километров, который поднимается прямо к поверхности Земли.^[5]

Когда горячий шлейф достигает основания литосферы, некоторые из более легких пород литосферы быстро тают. Именно эта расплавленная литосфера становится базальтовой лавой, которая фонтанирует на поверхность, образуя базальты реки Колумбия и равнины Снейк-Ривер.^[5]

След этой горячей точки начинается на западе и простирается до Йеллоустонского национального парка. Дымящиеся фумаролы и взрывные гейзеры убедительно свидетельствуют о концентрации тепла под поверхностью. Горячая точка неподвижна, но Североамериканская плита движется по ней, создавая рекорд скорости и направления движения плит.^[5]

Бассейн и Диапазон

Провинция бассейна и хребта включает большую часть западных территорий. Северная Америка. в Соединенные Штаты, с запада граничит с восточной уступ из Сьерра-Невада и простирается более чем на 500 миль (800 км) до восточной границы, отмеченной Wasatch Fault, то Плато Колорадо и Рио-Гранде Рифт. Провинция бассейнов и хребтов простирается на север до Плато Колумбия и на юг до Транс-мексиканский вулканический пояс в Мексика, хотя южные границы бассейна и хребта обсуждаются.^[6]

Провинция Бассейн и Хребет имеет характерную топографию, знакомую любому, кто рискнет пересечь ее. Крутые подъемы по вытянутым горным хребтам чередуются с долгими переходами по плоским сухим пустыням. Этот основной топографический образец простирается от восточной Калифорнии до центральной Юты и от южного Айдахо до штата Сонора в Мексике. Силы, которые создали эту отличную топографию, лежат глубоко под поверхностью.^[7]

Вид из космоса на провинцию Басин и Рэйндж в центральной Неваде.

В пределах провинции бассейна и хребта земная корка (и верхний мантия ) был растянут до 100% от исходной ширины. Весь регион подвергся расширение которые истончались и растрескивали корку, когда ее разрывали, создавая большие недостатки. Вдоль этих разломов, ориентированных примерно с севера на юг, горы поднимались вверх, а долины опускались вниз, создавая характерный чередующийся узор линейных горных хребтов и долин провинции Бассейн и Диапазон.^[7]

Хотя в провинции Бассейн и Хребет есть и другие типы разломов, расширение и растяжение земной коры, которые сформировали нынешний ландшафт, производят в основном нормальные неисправности. Поднимающаяся сторона этих разломов образует горы, которые резко и круто поднимаются, а опускающаяся сторона создает низкие долины. Плоскость разлома, по которой движутся две стороны разлома, простирается вглубь земной коры, обычно под углом 60 градусов. Местами рельеф или вертикальная разница между двумя сторонами достигает 10 000 футов (3 000 м).^[7]

По мере подъема каменистых хребтов они немедленно подвергаются выветриванию и эрозии. Открытая коренная порода подвергается воздействию воды, льда, ветра и других агентов эрозии. Частицы горных пород срываются и смываются со склонов гор, часто покрывая молодые разломы, пока они снова не разорвутся. Осадки накапливаются в прилегающих долинах, в некоторых местах погребая коренные породы под тысячами футов каменного мусора.^[7]

Кларенс Даттон известное сравнение множества узких параллельных горных хребтов, которые отличают уникальный рельеф бассейна и хребта, с «армией гусениц, марширующей в сторону Мексики», что является полезным способом визуализировать общий вид региона.^[8] Провинцию Бассейн и Диапазон не следует путать с Большой бассейн, который является подсекцией более крупного физиографического региона бассейна и хребта, определяемого его уникальными гидрологическими характеристиками (внутренний дренаж).

Большой бассейн

Большой бассейн - это географический и гидрологический регион, включающий большую часть Невады, южного Орегона и Айдахо, западную Юту и небольшую часть восточной Калифорнии. Поверхностные источники воды в этом регионе, для которых характерен внутренний дренаж, испаряются или просачиваются, прежде чем они могут попасть в океан.^[7]

История динамических разломов провинции Бассейн и хребет глубоко повлияла на систему дренажа воды Большого бассейна. Большинство осадков в Большом бассейне выпадает в виде снега, который тает весной. Дождь, достигающий земли, или тающий снег, быстро испаряются в сухой пустыне. Часть воды, которая не испаряется, опускается в землю, становясь грунтовые воды. Оставшаяся вода стекает в ручьи и накапливается в недолговечных озерах, называемых playas, на дне долины и в конечном итоге испаряется. Любая вода, которая попадает в этот регион в виде дождя или снега, не выходит из него; ни один из ручьев, берущих начало в этом бассейне, никогда не находит выхода в океан. Степень внутреннего дренажа, область, в которой поверхностные воды не могут достигать океана, определяет географический регион, называемый Большим бассейном.^[7]

Внутренний дренаж Большого бассейна является результатом блокировки движения воды высокими горами, созданными разломами, и недостатком воды, достаточного для слияния с более крупными дренажами за пределами Большого бассейна. Эта внутренне осушенная территория занимает около 200 000 квадратных миль (520 000 км2).²), включая большую часть Невады, большую часть Юты и части Айдахо, Калифорнии и Орегона. Большая часть современного Большого бассейна впадет в море, как это было в недавние ледниковые периоды, если будет больше дождей и снегопадов.^[7]

Плато Колорадо

Плато Колорадо примерно сосредоточено на Четыре угла регион юго-запад США. Провинция занимает площадь 337000 км2.² (130,000 миль²) в пределах западных Колорадо, северо-запад Нью-Мексико, южный и восточный Юта, и северный Аризона. Около 90% площади осушается Река Колорадо и его главный притоки: the Зеленый, Сан-Хуан, и Маленький Колорадо.^[9][10]

Скульптурная красота и яркие цвета осадочных пород плато Колорадо захватили воображение бесчисленных геологов. Это обширный регион плато, столовых гор и глубоких каньонов, стены которых обнажают породы возрастом от миллиардов до нескольких сотен лет.^[11]

Древний Докембрийский скалы, обнаженные только в самых глубоких каньонах, составляют фундамент плато Колорадо. Большинство из них метаморфический скалы образовались глубоко под землей, в то время как континентальное столкновение в огромных масштабах произвела ядро ​​Североамериканского континента более миллиарда лет назад. Магматические породы введенные миллионы лет спустя, образовали мраморную сеть через части более темного метаморфического фундамента плато Колорадо.^[11]

Кедр Меса Песчаник образует арку друидов в Национальный парк Каньонлендс

Эти глубоко сформированные породы поднимались, размывались и обнажались в течение эонов. 600 миллионов лет назад Северная Америка превратилась в удивительно гладкую поверхность. Именно на этой кристаллической поверхности породы были отложены более молодые, более знакомые слоистые породы плато Колорадо.^[11]

На протяжении палеозойской эры регион плато Колорадо периодически затоплялся тропическими морями. Толстые слои известняка, песчаника, алевролита и сланца залегали в мелководных морских водах. Во времена отступления морей отложения ручьев и дюнных песков откладывались или более старые слои удалялись эрозией. Свыше 300 миллионов лет прошло, пока слой за слоем накапливался осадок.^[11]

Перекрестный Песчаник Навахо в Национальный парк Зайон

Только когда потрясения, совпавшие с формированием суперконтинента Пангея, начались около 250 миллионов лет назад, отложения морских отложений начали уменьшаться, а наземные отложения стали преобладать. Осадочные отложения мезозойской эры поражают воображение. Большие скопления дюнного песка затвердели и образовали широкие дуги в косослоистом песчанике. Извержения вулканических горных хребтов на западе погребли обширные территории под пепельными обломками. Недолговечные реки, озера и внутренние моря оставили осадочные данные о своем переходе.^[11]

Одна из самых интригующих с геологической точки зрения особенностей плато Колорадо - его замечательная стабильность. Относительно небольшая деформация породы (например, нарушение и складывание ) повлиял на этот высокий толстый блок земной коры в течение последних 600 миллионов лет или около того. Напротив, плато окружено провинциями, подвергшимися серьезной деформации. Горное строительство подняло Скалистые горы на север и восток, а колоссальное, растягивающее напряжение напряжение создало Провинцию Бассейнов и Хребтов на западе и юге.^[11]

Хотя может показаться, что у бассейна и хребта и плато Колорадо мало общего, их геологические истории тесно взаимосвязаны. В начале нашей эры (Палеоген Период), оба региона имели низкие высоты, вероятно, менее 1 километра. Геологи все еще собирают доказательства и обсуждают, что было дальше.^[11]

Слияние Колорадо и Зеленый реки

Начиная примерно 20 миллионов лет назад, во время Миоцен Эпоха, регионы бассейна и хребта и плато Колорадо были подняты на целых 3 километра. В земной коре возникло сильное напряжение, вероятно, связанное с изменением движения плит далеко на запад. По мере того как кора растягивалась, Провинция Бассейнов и Хребтов распалась на множество ниспадающих долин и удлиненных гор. Тем не менее, по непонятной причине соседнее плато Колорадо смогло сохранить свою структурную целостность и осталось единым тектоническим блоком. В конце концов, большой блок земной коры плато Колорадо поднялся на километр выше, чем бассейн и хребет.^[11]

По мере того, как земля поднималась, потоки отвечали, прорезая все более глубокие русла. Самый известный из этих потоков, Река Колорадо, начал вырезать Большой Каньон менее 6 миллионов лет назад. Силы эрозии обнажили яркий калейдоскоп слоев горных пород, которые делают плато Колорадо Меккой для любителей горных пород.^[11]

Система Скалистых гор

Соборная группа, Национальный парк Гранд-Тетон, Вайоминг

Скалистые горы образуют величественный горный барьер, простирающийся от Канады до центральной части штата Нью-Мексико. Несмотря на то, что это грозно, взгляд на топографию показывает прерывистую серию горных хребтов с отчетливым геологическим происхождением.^[12]

Скалы, составляющие горы, были сформированы до того, как горы были подняты. Ядра горных хребтов в большинстве мест образованы кусками континентальной коры, возраст которых превышает один миллиард лет. На юге более старый горный хребет образовался 300 миллионов лет назад, а затем исчез. Скалы того древнего хребта преобразовались в Скалистые горы.

Скалистые горы сформировались в период интенсивной тектонической активности плит, которая сформировала большую часть сурового ландшафта западной части Соединенных Штатов. Три главных эпизода горообразования изменили западную форму примерно 170-40 миллионов лет назад (Юрский к Кайнозойский Периоды). Последнее мероприятие по горообразованию, Ларамидная орогенез, (около 70-40 миллионов лет назад) последний из трех эпизодов ответственен за поднятие Скалистых гор.^[12]

Во второй половине мезозойской эры, эпохи динозавров, большая часть сегодняшних Калифорнии, Орегона и Вашингтона была добавлена ​​к Северной Америке. западная часть Северной Америки пострадала от многократных столкновений, когда плиты океанической коры опустились под край континента. Осколки континентальной коры, уносимые погружающимися океанскими плитами, были сметены в зону субдукции и соскребли на край Северной Америки.^[12]

Приблизительно на 200–300 миль вглубь материка магма, образовавшаяся над погружающейся плитой, поднялась в континентальную кору Северной Америки. Огромные дугообразные вулканические горные цепи росли, когда лава и пепел извергались из десятков отдельных вулканов. Под поверхностью были введены огромные массы расплавленной породы, которые затвердели на месте.^[12]

В течение 100 миллионов лет эффекты столкновения плит были сосредоточены очень близко к краю границы Североамериканской плиты, далеко к западу от региона Скалистых гор. Только 70 миллионов лет назад эти эффекты начали достигать Скалистых гор.^[12]

Рост Скалистых гор был одной из самых сложных геологических загадок. Обычно горообразование сосредоточено на расстоянии от 200 до 400 миль вглубь суши от границы зоны субдукции, но Скалистые горы находятся на сотни миль дальше от суши. Хотя геологи продолжают собирать доказательства, объясняющие возникновение Скалистых гор, ответ, скорее всего, заключается в необычной погружающейся плите.^[12]

В «типичной» зоне субдукции океаническая плита обычно опускается под довольно большим углом (см. Выше). Над погружающейся плитой растет вулканическая дуга. Во время роста Скалистых гор угол погружающейся плиты мог быть значительно сглажен, что сместило фокус таяния и горообразования намного дальше вглубь суши, чем обычно ожидается.^[12]

Ларамидный орогенез был вызван субдукцией под необычно малым углом.

Предполагается, что пологий угол погружающейся плиты значительно увеличил трение и другие взаимодействия с толстой континентальной массой над ней. Огромные толчки складывали слои корки друг на друга, создавая чрезвычайно широкий и высокий горный хребет Скалистых гор.^[12]

60 миллионов лет назад Скалистые горы были похожи на Тибет: высокое плато, вероятно, 6000 метров (20 000 футов) над уровнем моря. С того времени, эрозия снял высокие скалы, обнажив древние скалы внизу и сформировав нынешний ландшафт Скалистых гор.^[13] Периоды оледенения произошли с Плейстоцен Эпоха (1,8–70 000 лет назад) до Голоцен Эпоха (менее 11 000 лет назад). В ледниковые периоды оставили свой след на Скалистых горах, образуя обширные ледниковый формы рельефа, такие как U-образные долины и цирки.^[14]

Лаврентийская возвышенность

На каждом континенте есть ядро ​​из очень древних метаморфических пород. Провинция Верхняя возвышенность является южным продолжением провинции Лаврентийской возвышенности, частью ядра Северной Америки, называемого Канадский щит. Породы фундамента Лаврентийской возвышенности претерпели метаморфизацию около 2500 миллионов лет назад в результате горообразовательного столкновения тектонических плит, получившего название Кеноран Орогенез.^[15]

Скалы Верхней возвышенности в основном Докембрийский метаморфические породы и вышележащие Палеозой горные породы (Кембрийский ), покрытые тонким слоем ледниковых отложений, оставшихся после таяния ледников в конце Плейстоцен Ледниковый период. Если бы мы могли удалить все более молодые породы, отложившиеся на вершине погребенного докембрийского фундамента, вы бы увидели ландшафт с низким рельефом. Рельеф докембрийских скал очень невысокий, разница между высшей и самой низкой точкой составляет всего 500 футов. Ясно, что в очень далеком прошлом этот регион подвергался очень долгому периоду эрозии, в результате чего первоначальная горная поверхность превратилась в слегка волнистую. Настоящая поверхность мало чем отличается. Холмы возвышаются всего на несколько сотен футов над окружающей сельской местностью. Самые высокие из них, такие как Rib Hill, Штат Висконсин, состоят в основном из устойчивых кварцит или же гранит.^[15]

На северном берегу озера Верхнее видна лава, извергавшаяся более 1 миллиарда лет назад.

Строение скалы Верхней возвышенности довольно сложное. Складки и разломы, большинство из которых относятся к докембрийскому времени, фиксируют несколько эпизодов горообразования. Столкновения плит, которые сформировали ядро ​​нашего континента, оставили после себя поразительную структурную тенденцию. Гребни и долины сильно выровнены вдоль этого тренда с северо-востока на юго-запад. Озеро Верхнее является примером этой структурной тенденции с северо-востока на юго-запад. Гряды устойчивых к эрозии пород возвышаются над долинами и врезаны в более слабые скальные образования.^[15]

Эффекты повторных оледенение оставили свой след на Высокой возвышенности. Нынешняя ледниковая топография является продуктом последнего оледенения, которое закончилось всего 10 000 лет назад. Вовремя Поздний Висконсин, последнее оледенение эпохи плейстоцена, массивный континентальный ледяной щит сначала разрастался на севере, а затем постепенно расширялся на юг. Несколько толстых, похожих на пальцы лопастей ледникового льда охватили регион, когда они двигались через Верхнюю впадину.Камни всех размеров были выщипаны и очищены с севера и унесены ледяной массой. Когда континентальные ледяные щиты тают, они оставляют после себя ряд камней, называемых ледниковый дрейф который покрывает большую часть ландшафта Верхней возвышенности.^[15]

Внутренние равнины

Внутренние равнины - это обширный регион, простирающийся через стабильное ядро Северной Америки. Эта область образовалась, когда несколько небольших континентов столкнулись и слились воедино более миллиарда лет назад, во время докембрия. Докембрийские метаморфические и магматические породы теперь образуют фундамент Внутренних равнин и составляют стабильное ядро ​​Северной Америки. За исключением Black Hills Южной Дакоты, весь регион имеет низкий рельеф, отражающий более 500 миллионов лет относительной тектонической стабильности.^[16]

На протяжении палеозойской и мезозойской эры преимущественно низменный регион Внутренних равнин оставался относительно незатронутым тектоническими столкновениями горообразования, от которых страдали западные и восточные окраины континента.^[16]

Прерии и невысокие холмы в Национальные пастбища Оглала, Небраска

На протяжении большей части мезозойской эры континентальная часть Северной Америки находилась в основном значительно выше уровня моря, за двумя заметными исключениями. Во время части Юрский (208–144 миллиона лет назад) повышение уровня моря затопило низменные районы континента. Большая часть Внутренних равнин в конечном итоге оказалась затопленной под мелководьем. Сандэнс Море.^[16]

Осадки, размывающиеся с возвышающихся на западе Скалистых гор, смывались в море и откладывались слоистыми клиньями из мелких обломков. По мере накопления песка, грязи и глины море Сандэнс отступало на север. В разноцветных песчаниках, аргиллитах и ​​глинах, составляющих береговую линию, сохранились останки бесчисленных динозавров, которые бродили по побережью Сандэнса.^[16]

Группы окаменелостей, скрытые в осадочных слоях Формация Моррисон являются одними из самых богатых в мире. В некоторых районах кости многих динозавров сосредоточены на очень небольшой площади, что указывает на то, что они были перенесены во время наводнений, а затем сложены вместе у ручья.^[16]

Еще раз, во время Меловой Период (144-65 миллионов лет назад) рекордно высокого уровня моря затопило континентальные внутренние части с мелководными морями.^[16]

Внутренние равнины продолжали получать отложения из разрушающихся Скалистых гор на западе и Аппалачей и гор Озарк / Уашита на востоке и юге на протяжении самой последней эры, кайнозоя. Ровность Внутренних равнин является отражением платформы, состоящей в основном из плоских морских и ручьевых отложений, заложенных в мезозойскую и кайнозойскую эры.^[16]

Аппалачи, внутренние нагорья и атлантические равнины

Палеогеографический реконструкция, показывающая район Аппалачского бассейна во время Средний девон период.^[17]

Скалы Аппалачи, Уашита, Озарк горы стары и имеют общее происхождение. В основном они состоят из осадочных пород Палеозой возраста, которые откладывались на морском дне и в настоящее время сложены и повреждены. В Аппалачах также есть вулканические породы и осколки древнего морского дна.^[18] Эти горы когда-то были частью мощной горной цепи, простирающейся от Аппалачского нагорья до Техаса.^[19]

Во время самого раннего Палеозой Эра, континент, который позже стал Северной Америкой, находился на экваторе. Аппалачи были пассивный край пластины, мало чем отличается от сегодняшнего Атлантическая прибрежная равнина Провинция. В этот период регион периодически погружался на мелководье. Толстые слои осадка и карбонатная порода выпала на мелководное дно моря при затоплении региона. Когда моря отступили, преобладали наземные осадочные отложения и эрозия.^[18]

В середине Ордовик Период (около 440–480 миллионов лет назад), изменение движения плит заложило основу для первого палеозойского события горообразования (Таконическая орогенез ) в Северной Америке. Некогда спокойная пассивная окраина Аппалачей превратилась в очень активную границу плит, когда соседняя океаническая плита, Япет, столкнулся с североамериканским кратон. С рождением этой новой зоны субдукции родились первые Аппалачи.^[18]

Вдоль континентальной окраины выросли вулканы, что совпало с началом субдукции. Надвиговые разломы подняли и искривили более старые осадочные породы, отложившиеся на пассивной окраине. По мере того, как горы поднимались, эрозия начала их истощать. Потоки несли вниз по склону каменный мусор, который откладывался в близлежащих низинах.^[18]

Анимация распада Пангеи

Это было только первое из серии столкновений горных плит, которые способствовали формированию Аппалачей. Горообразование продолжалось периодически в течение следующих 250 миллионов лет (Каледонский, Акадский, Уашита, Герцинский, и Аллегенский орогенез). В Пангейский суперконтинент начал формироваться. Микропланшеты более мелкие кусочки коры, слишком маленькие, чтобы их можно было назвать континентами, сметали один за другим, чтобы приварить их к растущей массе.^[18]

Примерно 300 миллионов лет назад (Пенсильванский Период) Африка приближалась к Североамериканскому кратону. Коллизионный пояс распространился на Озарк -Уашита регион и через Марафонские горы Техаса. Столкновение континентов и континентов подняло цепь Аппалачи-Уашита до высокого уровня, Гималайский -масштабные диапазоны. Массивная часть Пангеи была завершена ближе к концу палеозойской эры (Пермский период Период), когда Африка (Гондвана ), внедренные в континентальную агломерацию, с горами Аппалачи и Уашита недалеко от ядра.^[18] Примерно 280-230 миллионов лет назад (от позднего палеозоя до Поздний триас ) континент, который мы теперь знаем как Северная Америка, был непрерывным с Африкой, Южной Америкой и Европой.^[20]

Вовремя Поздний триас Пангея начала разрываться на части, когда образовалась трехзубая трещина между Африкой, Южной Америкой и Северной Америкой. Рифтинг начался, когда магма поднялась вверх через слабые места в коре, создав вулканическую рифтовую зону. Вулканические извержения извергали пепел и вулканический мусор по ландшафту, когда эти разорванные фрагменты Пангеи размером с континент расходились.^[20] Разрыв между расширяющимися континентами постепенно увеличивался, образуя новый океанский бассейн, Атлантический. Рифтовая зона, известная как Срединно-Атлантический хребет, продолжала поставлять сырые вулканические материалы для расширяющегося океанического бассейна.^[20]

Северная Америка медленно отодвигалась на запад от рифтовой зоны. Толстая континентальная кора, которая составляла новое восточное побережье, обрушилась на серию обрушившихся блоков разломов, которые примерно параллельны сегодняшней береговой линии. Поначалу горячий, изрезанный разломами край континента был высоким и плавучим по сравнению с новым океаническим бассейном. По мере того как край Северной Америки удалялся от горячей рифтовой зоны, он начал охлаждаться и опускаться под новым Атлантическим океаном. Эта когда-то активная граница расходящихся плит стала пассивной задней границей движущейся на запад Северной Америки. С точки зрения тектоники плит, Атлантическая равнина известна как классический пример пассивная континентальная окраина.^[20]

Во время рифтинга Южная Америка оторвалась от Северной Америки и двинулась на юг. Океан затопил разрыв между двумя континентами, образуя Мексиканский залив. Запись этого рифтинга остается неизгладимым следом на ландшафте, называемым Миссисипи Эмбэймент. Именно этот залив разорвал драматический разрыв между южными Аппалачами и нагорьем Уашита-Озарк.^[19]

Преобладали выветривание и эрозия, и горы начали изнашиваться.^[18] К концу мезозойской эры горы Аппалачи и Уашита превратились в почти плоскую равнину. Осадки, размытые с этих возвышенностей, разносились ручьями на восток и юг и постепенно покрывали нарушенную разломами окраину континента, похоронив ее под клином толщиной в тысячи футов из слоистых осадочных и вулканических обломков.^[20] Сегодня большинство слоев мезозойских и кайнозойских осадочных пород, которые лежат под большей частью прибрежной равнины и окаймляющего континентального шельфа, остаются почти горизонтальными или слегка наклонены к морю.^[20]

В кайнозое геология разных регионов разошлась. Аппалачи начали подниматься, а Уашита и Озарк - нет. Поднятие омолодило потоки, которые быстро отреагировали, врезавшись в древнюю скалу. Некоторые потоки текли по слабым слоям, которые определяют складки и разломы, созданные много миллионов лет назад. Другие потоки текут вниз так быстро, что они пересекают устойчивые складчатые породы горного ядра, вырезая каньоны через слои горных пород и геологические структуры.^[18]

Аляска

Большая часть Аляски состоит из террейны при столкновении с островные дуги перенесено за последние 160 миллионов лет.^[21] Эти террейны были вызваны субдукцией Фараллон, Кула, и Тихоокеанские плиты последовательно.^[21] В настоящее время Тихоокеанская плита погружается под Аляску, производя Алеутская дуга серия вулканов через Полуостров Аляска и Алеутские острова.^[21]

Одним из швов, оставленных добавлением террейна, является Denali Fault, который проходит через южно-центральную часть Аляски.^[21] Разлом Денали изгибается к северу от Денали. Сочетание субдукции Тихоокеанской плиты и изгиба в разломе Денали делает Денали самой высокой горой в Северной Америке.^[22]

Гавайи

Штат Гавайи состоит из цепи островов или архипелага. Архипелаг развивался как Тихий океан. пластина медленно двинулся на северо-запад над горячая точка в Мантия земли со скоростью приблизительно 32 мили (51 км) за миллион лет. Таким образом, юго-восточный остров (Гавайи ) вулканически активен, тогда как острова на северо-западной оконечности архипелага старше и, как правило, меньше по размеру из-за более длительного воздействия эрозия. Возраст архипелага определен калиево-аргонными методами датирования.^[23] Из этого и других исследований^[24][25] считается, что самый северо-западный остров, Атолл Куре, является самым старым примерно 28 миллионов лет (млн лет назад); а на Гавайях - приблизительно 0,4 млн лет (400 000 лет). Единственный активный вулканизм за последние 200 лет был на Гавайях и на затопленном, но растущем вулкане на крайнем юго-востоке, Лоихи.

Почти все магма точки доступа имеет состав базальт, поэтому гавайские вулканы почти полностью состоят из этой магматической породы. Очень мало крупнозернистых габбро и диабаз. Нефелинит обнажается на островах, но встречается крайне редко. Большинство извержений на Гавайях Извержения гавайского типа потому что базальтовая магма относительно жидкая по сравнению с магмами, обычно участвующими в более взрывных извержениях, таких как андезитовые магмы, которые вызывают некоторые из впечатляющих и опасных извержений на окраинах Тихоокеанского бассейна.

Рекомендации