Wyspa barierowa - Barrier island

Wyspa barierowa skontrastowana z innymi przybrzeżnymi formami terenu

Wyspy barierowe to przybrzeżne formy terenu i rodzaj systemu wydm, które są wyjątkowo płaskimi lub grudkowatymi obszarami piasku, które tworzą się w wyniku działania fal i pływów równoległych do wybrzeża stałego. Zwykle występują w łańcuchach, składających się z od kilku wysp do kilkunastu. Podlegają one zmianom podczas sztormów i innych działań, ale pochłaniają energię i chronią wybrzeża oraz tworzą obszary chronionych wód, na których mogą kwitnąć tereny podmokłe . Łańcuch barier może rozciągać się nieprzerwanie przez ponad sto kilometrów, z wyjątkiem wlotów pływowych, które oddzielają wyspy, z których najdłuższą i najszerszą jest Padre Island w Teksasie. Czasami ważny wlot może zamknąć się na stałe, przekształcając wyspę w półwysep , tworząc w ten sposób półwysep zaporowy . Długość i szerokość barier oraz ogólna morfologia wybrzeży barier są powiązane z parametrami, w tym zasięgiem pływów , energią fal , dostarczaniem osadów , tendencjami poziomu morza i kontrolami piwnic . Ilość roślinności na barierze ma duży wpływ na wysokość i ewolucję wyspy.

Łańcuchy wysp barierowych można znaleźć wzdłuż około 13-15% światowych linii brzegowych. Prezentują różne ustawienia, co sugeruje, że mogą powstawać i być utrzymywane w różnych środowiskach. Podano liczne teorie wyjaśniające ich powstawanie.

Sztuczna konstrukcja przybrzeżna zbudowana równolegle do brzegu nazywana jest falochronem . Pod względem morfodynamiki wybrzeża działa podobnie do naturalnie występującej wyspy barierowej, rozpraszając i redukując energię fal i prądów uderzających w wybrzeże. Stąd jest to ważny aspekt inżynierii przybrzeżnej .

Części składowe

Dolna powierzchnia brzegowa

Brzeg jest częścią bariery, w której ocean styka się z brzegiem wyspy. Sam korpus wyspy barierowej oddziela powierzchnię brzegową od tylnego brzegu i laguny / płaskiego obszaru pływowego . Wspólną cechą dolnego brzegu są drobne piaski z mułami i prawdopodobnie mułami. Dalej w oceanie osad staje się drobniejszy. Efekt fal w tym miejscu jest słaby ze względu na głębokość. Bioturbacja jest powszechna i w zapisie geologicznym można znaleźć wiele skamieniałości w osadach dolnego wybrzeża.

Środkowy brzeg

Środkowa ściana brzegowa znajduje się w górnej części brzegowej. Środkowy brzeg jest silnie uzależniony od działania fal ze względu na jego głębokość. Bliżej brzegu piasek jest średnioziarnisty, z częstymi kawałkami muszli. Ponieważ działanie fal jest cięższe, bioturbacja jest mało prawdopodobna.

Górny brzeg

Górna shoreface ciągle dotknięte działaniem fal. Powoduje to rozwój jodełkowych struktur osadowych ze względu na stale zmieniający się przepływ fal. Piasek jest grubszy.

Przybrzeżne

Przedbrzeża to obszar na lądzie pomiędzy wysokim i odpływu. Podobnie jak górny brzeg, jest stale pod wpływem fal. Występuje podsypka krzyżowa i laminacja, a grubsze piaski są obecne ze względu na wysoką energię obecną podczas rozbijania się fal. Piasek jest również bardzo dobrze posortowany .

Backshore

Backshore jest zawsze powyżej najwyższego punktu poziomu wody. Berm również znaleźć tutaj który wyznacza granicę między odpływu i backshore. Ważnym czynnikiem jest tutaj wiatr, a nie woda. Podczas silnych sztormów wysokie fale i wiatr mogą dostarczać i erodować osady z tylnego brzegu.

Wydmy

Wydmy przybrzeżne , tworzone przez wiatr, są typowe dla wyspy barierowej. Znajdują się na szczycie backshore. Wydmy będą wykazywać cechy typowych wydm eolicznych nawianych wiatrem. Różnica polega na tym, że wydmy na wyspie barierowej zazwyczaj zawierają korzenie roślinności przybrzeżnej i bioturbację morską.

Laguny i mieszkania pływowe

Obszar laguny i równiny pływowej znajduje się za obszarem wydmowym i przybrzeżnym. Tutaj woda jest nieruchoma, co pozwala na osiadanie drobnych mułów, piasków i błota. Laguny mogą stać się gospodarzem środowiska beztlenowego . Umożliwi to tworzenie się dużych ilości błota bogatego w substancje organiczne. Powszechna jest również roślinność.

Lokalizacja

Wyspy Barierowe można zaobserwować na każdym kontynencie na Ziemi, z wyjątkiem Antarktydy.

Australia

Zatoka Moreton , na wschodnim wybrzeżu Australii i bezpośrednio na wschód od Brisbane , jest osłonięta od Oceanu Spokojnego łańcuchem bardzo dużych wysp barierowych. Biegnące z północy na południe są to Bribie Island , Moreton Island , North Stradbroke Island i South Stradbroke Island (dwie ostatnie były kiedyś jedną wyspą, dopóki burza nie utworzyła między nimi kanału w 1896 r.). North Stradbroke Island jest drugą co do wielkości piaszczystą wyspą na świecie, a Moreton Island jest trzecią co do wielkości.

Fraser Island , kolejna wyspa barierowa leżąca 200 km na północ od zatoki Moreton na tym samym wybrzeżu, jest największą piaszczystą wyspą na świecie.

Stany Zjednoczone

Wyspy barierowe są najbardziej widoczne na wschodnich i zatokowych wybrzeżach Stanów Zjednoczonych, gdzie każdy stan – od Maine po Florydę (wschodnie wybrzeże) i od Florydy po Teksas (Gulf Coast) – obejmuje przynajmniej część wyspy barierowej. Wiele z nich ma dużą liczbę wysp barierowych; Na przykład Floryda ma dwadzieścia pięć. Łańcuch wysp rozciągający się wzdłuż wybrzeża wschodniego i Zatoki Meksykańskiej ma charakter międzynarodowy, od Wysp Magdalen w Quebecu po Meksyk. Padre Island w Teksasie jest najdłuższą na świecie wyspą barierową; inne znane wyspy na wybrzeżu Zatoki Meksykańskiej to wyspa Galveston w Teksasie oraz wyspy Sanibel i Captiva na Florydzie. Te na wschodnim wybrzeżu to Miami Beach i Palm Beach na Florydzie; Wyspa Hatteras w Karolinie Północnej; Wyspa Assateague w Wirginii i Maryland; Wyspa Absecon w New Jersey, gdzie znajduje się Atlantic City ; oraz Jones Beach Island i Fire Island , oba przy Long Island w Nowym Jorku. Na wybrzeżu Pacyfiku w Stanach Zjednoczonych nie ma wysp zaporowych ze względu na skalisty brzeg i krótki szelf kontynentalny, ale można znaleźć półwyspy zaporowe. Wyspy barierowe można również zobaczyć na arktycznym wybrzeżu Alaski.

Kanada

Wyspy Barierowe można również znaleźć w Morskiej Kanadzie i innych miejscach na wybrzeżu. Dobrym przykładem jest znaleźć na Miramichi Bay , New Brunswick , w którym Portage wyspa jak Fox Island i Hay Wyspa chronić wewnętrzną zatokę od sztormów w Zatoce Świętego Wawrzyńca .

Meksyk

Meksykańskie Wybrzeże Zatoki Meksykańskiej ma liczne wyspy barierowe i półwyspy barierowe.

Nowa Zelandia

Wyspy barierowe są bardziej rozpowszechnione na północy obu głównych wysp Nowej Zelandii. Godne uwagi wyspy barierowe w Nowej Zelandii to wyspa Matakana , która strzeże wejścia do portu Tauranga i Wyspa Królików , na południowym krańcu Zatoki Tasmana / Te Tai-o-Aorere . Zobacz także Nelson Harbour's Boulder Bank poniżej.

Europa

Wyspy barierowe można zaobserwować na Morzu Bałtyckim i są wyraźną cechą Wysp Wattowych , które rozciągają się od Holandii po Danię. Lido di Venezia i Pellestrina to godne uwagi wyspy barierowe Laguny Weneckiej, które od wieków chroniły Wenecję we Włoszech. Plaża Chesil na południowym wybrzeżu Anglii rozwinęła się jako plaża barierowa.

Procesy

Migracja i przemycie

Podczas sztormów poziom wody może być wyższy niż na wyspie. Taka sytuacja może prowadzić do nadmiernego podmycia , które przenosi piasek z przedniej części wyspy na górną i/lub lądową stronę wyspy. Proces ten prowadzi do ewolucji i migracji wyspy barierowej.

Koncepcja szerokości krytycznej

Często tworzy się wyspy barierowe o określonej szerokości. Termin „koncepcja szerokości krytycznej” był omawiany od lat 70. w odniesieniu do wysp barierowych, podmycia i osadów popłuczyn. Koncepcja zasadniczo stwierdza, że ​​procesy overwash były skuteczne w migracji bariery tylko wtedy, gdy szerokość bariery jest mniejsza niż wartość krytyczna. Wyspa nie zwęziła się poniżej tych wartości, ponieważ przepłukiwanie było skuteczne w transporcie osadów przez wyspę barierową, dotrzymując w ten sposób tempa recesji linii brzegowej oceanu. Sekcje wyspy o większej szerokości doświadczyły osadów podmytych, które nie dotarły do ​​brzegu zatoki, a wyspa zwężała się w wyniku recesji linii brzegowej oceanu, aż osiągnęła krytyczną szerokość. Jedynym procesem, który poszerzył barierę poza szerokość krytyczną, było przebicie, utworzenie częściowo podpowietrznej mielizny przeciwpowodziowej, a następnie zamknięcie dopływu. Na potrzeby niniejszej dyskusji krytyczną szerokość bariery definiuje się jako najmniejszy wymiar w poprzek brzegu, który minimalizuje utratę netto osadów z wyspy barierowej w określonym czasie trwania projektu. Wielkość szerokości krytycznej jest powiązana ze źródłami i zagłębieniami piasku w systemie, takimi jak objętość zmagazynowana na wydmach oraz sieciowy transport piasku przybrzeżnego i przybrzeżnego, a także wysokość wzniesień wyspy. Pojęcie szerokości krytycznej jest ważne przy odbudowie wysp barierowych na dużą skalę, w ramach której wyspy są rekonstruowane do optymalnej wysokości, szerokości i długości w celu zapewnienia ochrony ujść rzek, zatok, bagien i plaż na stałym lądzie.

Teorie formacji

Bariera zewnętrzna na Long Island
The Mississippi, Alabama wysp barierowych strzeże Bay Telefony i Mississippi dźwięk

Naukowcy proponowali liczne wyjaśnienia powstawania wysp barierowych od ponad 150 lat. Istnieją trzy główne teorie: bar przybrzeżny, akrecja mierzei i zanurzenie. Żadna pojedyncza teoria nie jest w stanie wyjaśnić rozwoju wszystkich barier, które są szeroko rozpowszechnione wzdłuż wybrzeży świata. Naukowcy akceptują ideę, że wyspy barierowe, w tym inne rodzaje barier, mogą tworzyć się za pomocą wielu różnych mechanizmów.

Wydaje się, że istnieją pewne ogólne wymagania dotyczące formacji. Systemy wysp barierowych rozwijają się najłatwiej na wybrzeżach zdominowanych przez fale o małym lub średnim zasięgu pływów. Wybrzeża dzieli się na trzy grupy w oparciu o zakres pływów : mikropływy, zakres pływów 0–2 m; mezotydalny, zasięg pływów 2–4 m; i makropływów, zakres pływów >4 m. Wyspy barierowe tworzą się głównie wzdłuż wybrzeży mikropływowych, gdzie są dobrze rozwinięte i prawie ciągłe. Rzadziej tworzą się one w wybrzeżach mezopływowych, gdzie są zazwyczaj krótkie, z powszechnymi wlotami pływowymi. Wyspy barierowe są bardzo rzadkie wzdłuż wybrzeży makropływów. Wraz z niewielkim zasięgiem pływów i zdominowanym przez fale wybrzeżem musi istnieć szelf o stosunkowo niskim nachyleniu. W przeciwnym razie nie doszłoby do gromadzenia się piasku na mierzei, a zamiast tego byłby rozproszony po całym brzegu. Do tworzenia wysp barierowych wymagana jest również wystarczająca ilość osadów. Ostatnim ważnym wymogiem tworzenia wysp barierowych jest stabilny poziom morza. Szczególnie ważne jest, aby poziom morza pozostał względnie niezmieniony podczas tworzenia i wzrostu wysp barierowych. Jeśli zmiany poziomu morza będą zbyt drastyczne, nie będzie czasu na gromadzenie piasku w wydmie, która ostatecznie stanie się wyspą barierową poprzez agradację . Tworzenie wysp barierowych wymaga stałego poziomu morza, aby fale mogły skoncentrować piasek w jednym miejscu.

Teoria barów na morzu

W 1845 roku Francuz Elie de Beaumont opublikował relację o powstawaniu barier. Uważał, że fale poruszające się w płytkiej wodzie ubijały piasek, który osadzał się w postaci podwodnego pręta, gdy fale się załamywały i traciły znaczną część swojej energii. W miarę jak pręty rozwijały się pionowo, stopniowo unosiły się ponad poziom morza, tworząc wyspy barierowe.

Teoria akrecji plucia

Amerykański geolog Grove Karl Gilbert po raz pierwszy argumentował w 1885 roku, że osady barierowe pochodzą ze źródeł przybrzeżnych. Proponuje on osadu poruszającego się w strefie mieszania za pomocą wyłącznika przez fale w sztolni dokerów byłoby skonstruować Spits wystające z nawrotach równolegle do brzegu. Późniejsze przebicie mierzei przez fale sztormowe utworzyłoby wyspy barierowe.

Teoria zanurzenia

Isles Dernieres w 1853 i 1978 roku. Akcja na fali odrywa wyspy Dernieres od lądu.

William John McGee uzasadniona w 1890 roku, że Wschód i wybrzeża Zatoki z USA były w trakcie zanurzenia, o czym świadczy wielu utonęło dolin rzecznych, które występują wzdłuż tych wybrzeży, w tym Raritan , Delaware i Chesapeake zatok. Uważał, że podczas zanurzenia grzbiety przybrzeżne zostały oddzielone od lądu, a za grzbietami utworzyły się laguny. Wykorzystał wyspy barierowe Mississippi-Alabama (składające się z wysp Cat , Ship , Horn , Petit Bois i Dauphin ) jako przykładu, gdzie zanurzenie wybrzeża utworzyło wyspy barierowe. Jego interpretacja okazała się później błędna, gdy dokładniej określono wiek stratygrafii przybrzeżnej i osadów.

Wzdłuż wybrzeża Luizjany dawne płaty delty rzeki Mississippi zostały przerobione przez działanie fal, tworząc kompleksy grzbietu plaży. Długotrwałe zapadanie się bagien za barierami przekształciło te dawne porośnięte roślinnością tereny podmokłe w tereny otwarte. W okresie 125 lat, od 1853 do 1978, dwie małe, częściowo chronione zatoki za barierą rozwinęły się jako duży zbiornik wodny jeziora Pelto, prowadząc do oderwania wysp Dernieres od lądu.

Boulder Bank

Niezwykła struktura naturalna w Nowej Zelandii może dostarczyć wskazówek dotyczących procesów powstawania wysp barierowych. Boulder Banku , przy wejściu do Nelson Haven na północnym krańcu Wyspy Południowej , jest wyjątkowy 13 km długi odcinek skaliste podłoże kilka metrów szerokości. Nie jest to wyspa ściśle barierowa, ponieważ jest połączona z lądem na jednym końcu. Boulder Bank składa się z granodiorytu z Mackay Bluff, który leży blisko miejsca, w którym bank łączy się z lądem. Nadal trwa debata, jaki proces lub procesy doprowadziły do ​​powstania tej dziwnej struktury, chociaż najbardziej akceptowaną hipotezą jest dryf przybrzeżny . Od 1892 roku prowadzone są badania nad szybkością ruchu głazów. Tempo ruchu żwiru na najwyższym kursie szacuje się na 7,5 metra rocznie.

Znaczenie ekologiczne

Wyspy barierowe mają kluczowe znaczenie dla łagodzenia fal oceanicznych i innych zdarzeń sztormowych w systemach wodnych po lądowej stronie wyspy barierowej, a także w ochronie linii brzegowej. To skutecznie tworzy unikalne środowisko o stosunkowo niskiej energii, słonawej wodzie . W zależności od otoczenia z takich warunków może wynikać wiele systemów podmokłych, takich jak laguny, ujścia rzek i/lub bagna. Są to zazwyczaj bogate siedliska różnorodnej flory i fauny. Bez wysp barierowych te tereny podmokłe nie mogłyby istnieć; zostałyby zniszczone przez codzienne fale i pływy oceaniczne, a także przez burze oceaniczne. Jednym z najbardziej znanych przykładów są wyspy barierowe Luizjany .

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Zewnętrzne linki