Geologia obszaru Yosemite - Geology of the Yosemite area

Uogólniona mapa geologiczna obszaru Yosemite. (Na podstawie obrazu USGS)

Odsłonięta geologia obszaru Yosemite obejmuje głównie skały granitowe ze starszymi skałami metamorficznymi . Pierwsze skały zostały ustanowione w prekambryjskich czasach, gdy obszar wokół Yosemite National Park był na krawędzi bardzo młodym północnoamerykańskim kontynencie. Osadów , które tworzą obszar pierwszy rozliczane w wodach płytkiego morza i sił ściskających z subdukcji strefy w połowie paleozoiku skondensowany dnie morza skał i osadów, dołączając je do kontynencie. Ciepło generowane z subdukcji tworzony łuk wyspowy z wulkanów , które były również wbita w obszarze parku. Z czasem skały magmowe i osadowe tego obszaru uległy później silnej metamorfozie .

Większość skał odsłoniętych obecnie w parku to granit, który powstał 210-80 milionów lat temu jako magmowe diapiry 6 mil (10 km) pod powierzchnią. Z biegiem czasu większość leżącej powyżej skały została podniesiona wraz z resztą Sierra Nevada i usunięta z tego obszaru przez erozję . To naraziło granitową skałę na znacznie niższe ciśnienie, a także uległa erozji w postaci złuszczania i masowego marnowania .

Rozpoczęła się około 3 miliony lat temu seria zlodowacenia jeszcze bardziej zmodyfikowała ten obszar, przyspieszając erozję. W tym czasie duże lodowce okresowo wypełniały doliny i kaniony . Osuwiska i erozja rzeczna były głównymi siłami erozyjnymi od końca ostatniego zlodowacenia , który zakończył się na tym obszarze około 12 000 lat pne.

Tworzenie odsłoniętych skał

Pasywny do aktywnego marginesu

Obszar parku znajdował się okrakiem na pasywnej krawędzi kontynentalnej (podobnej do wschodniego wybrzeża dzisiejszych Stanów Zjednoczonych) w prekambrze i wczesnym paleozoiku. Osad pochodzący ze źródeł kontynentalnych osadzał się w płytkiej wodzie. Powstałe w ten sposób wapienie , piaskowce i łupki zostały od tego czasu przekształcone w marmur , kwarcyt i łupek . Skały te są teraz odsłonięte na odosobnionych wisiorkach w północnej i środkowej części parku ( dobrym przykładem jest wisior ze śnieżnym jeziorem w puszczy emigrantów ).

Począwszy od środkowego paleozoiku i trwając do wczesnego mezozoiku , zbieżna granica płyt przeniosła wiele osadów z dna morskiego na obszar parku (prawdopodobnie podczas orogenezy poroża ). Ciepło wytworzone w wyniku subdukcji doprowadziło do powstania łuku wyspowego wulkanów na zachodnim wybrzeżu Laurentii (proto-Ameryka Północna) między okresami późnego dewonu i permu . Skały te zostały włączone do proto-Ameryki Północnej w połowie triasu , niektóre z nich trafiły na teren parku. Większość z tych skał magmowych i osadowych została od tego czasu silnie przeobrażona, wypiętrzona i erodowana. W zachodniej części parku znajdują się wychodnie powstałego kompleksu much Shoo (wykonanego z łupków i gnejsów ) oraz młodszego kompleksu Calaveras ( melanż łupków, mułowców i wiśni z wtrąceniami mafijnymi ).

Późniejszy wulkanizm w okresie jurajskim wtargnął i pokrył te skały w czymś, co mogło być aktywnością magmową związaną z wczesnymi etapami tworzenia się Sierra Nevada Batholith . 95% tych skał zostało ostatecznie usuniętych przez wypiętrzoną i przyspieszoną erozję. Większość pozostałych skał jest odsłonięta jako „ wisiorki dachowe ” we wschodniej strefie metamorficznej. Mount Dana i Mount Gibbs są zbudowane z tych metawulkanicznych skał. Jedynie 5% skał odsłoniętych w Parku Narodowym Yosemite to skały metamorficzne.

Umieszczenie Plutona

Dalsze informacje: Łuk Sierran

Pierwsza faza regionalnego plutonizmu rozpoczęła się 210 milionów lat temu pod późnym triasem i trwała przez całą jurajską do około 150 milionów lat temu. Również 150 milionów lat temu zaczęło się zwiększanie szybkości dryfu na zachód płyty północnoamerykańskiej . Powstała w ten sposób orogeneza ( wydarzenie związane z budowaniem gór ) jest nazywana przez geologów orogenią Nevadan . Powstałe pasmo górskie Nevadan (zwane także przodkami Sierra Nevada) miało 15 000 stóp (4500 m) wysokości i było zbudowane z odcinków dna morskiego i melanżu .

Skały te zostały później metamorfozie, a dziś można zobaczyć w złocie olejowe metamorficznych pas California „s Mother Lode kraju. Na terenie parku skały te są odsłonięte wzdłuż rzeki Merced i drogi krajowej 140 . Było to bezpośrednio częścią powstania Sierra Nevada Batholith, a powstałe skały miały w większości skład granitowy i znajdowały się około 6 mil (10 km) pod powierzchnią.

Druga, główna faza osadzania plutonów trwała od około 120 milionów do 80 milionów lat temu w okresie kredy . To była część orogenezy Sevier . W sumie w parku znaleziono ponad 50 plutonów. Kilka mil (kilka kilometrów) materiału uległo erozji, pozostawiając góry Nevadan jako długą serię wzgórz o wysokości kilkuset stóp (dziesiątek metrów), 25 milionów lat temu.

Aktywność kenozoiczna

Wulkanizm

Zaczęło się 20 milionów lat temu i trwało do 5 milionów lat temu, w wyniku erupcji wulkanów Cascade Range , które już wygasły , przynosząc w tym obszarze duże ilości materiału magmowego. Te złogi magmowe pokrywały region na północ od obszaru Yosemite. Część lawy związanej z tą aktywnością wlała się do Wielkiego Kanionu Tuolumne i utworzyła Little Devils Postpile (mniejszą, ale znacznie starszą wersję kolumnowych palisad bazaltowych w pobliskim pomniku narodowym Devils Postpile ).

W późnym kenozoiku na wschód od parku wystąpił rozległy wulkanizm. W regionie Yosemite, andezytowe strumienie lawy i lahary płynęły na północ od Wielkiego Kanionu Tuolumne, a wulkaniczne groble i korki powstały z uskoków na zboczach góry Dana. Istnieją również dowody na istnienie dużej ilości popiołu ryolitowego pokrywającego północną część regionu Yosemite 30 milionów lat temu. Te i późniejsze osady popiołu zostały prawie całkowicie zniszczone (zwłaszcza w epoce lodowcowej).

Aktywność wulkaniczna utrzymywała się przez ostatnie 5 milionów lat pne na wschód od obecnych granic parku w obszarach jeziora Mono i Long Valley . Najbardziej znaczącą czynnością było utworzenie kaldery Long Valley Caldera około 700 000 lat temu, w której wybuchło około 600 razy więcej materiału niż podczas erupcji Mt. Święte Heleny . Ostatnią aktywnością była erupcja kraterów Mono-Inyo od 40 000 do 600 lat temu.

Wypiętrzenie i erozja

Half Dome wznosi się ponad 4737 stóp (1444 m) nad dnem doliny.

10 milionów lat temu pionowy ruch wzdłuż uskoku Sierra zaczął podnosić Sierra Nevada. Późniejsze przechylenie bloku Sierra i wynikające z tego przyspieszone wypiętrzenie Sierra Nevada zwiększyło gradient strumieni płynących na zachód. W konsekwencji strumienie płynęły szybciej, a tym samym szybciej przecinały swoje doliny. Strumienie dopływowe biegły mniej więcej w jednej linii z Sierras, przez co ich nachylenie nie ulegało zwiększeniu. Tym samym nie wpłynęło to znacząco na tempo ścinania dolin. Rezultatem były wiszące doliny i kaskadowe wodospady w miejscach, gdzie dopływy stykały się z głównymi strumieniami. Dodatkowe podniesienie nastąpiło, gdy na wschodzie rozwinęły się główne uskoki, zwłaszcza utworzenie Owens Valley z sił ekstensjonalnych powiązanych z Basin and Range . Podniesienie Sierra ponownie przyspieszyło około dwa miliony lat temu w plejstocenie . Jednak dolina Yosemite nie została utworzona przez strumienie ani linie uskoków (aby utworzyć dolinę Graben ), tak zasugerował geolog Josiah Whitney. Lodowce ukształtowały dolinę Yosemite i można je łatwo pomylić z doliną Graben. (Przykładem doliny Graben jest Dolina Śmierci w Kalifornii)

Wypiętrzenie i zwiększona erozja narażały skały granitowe na tym obszarze na naciski powierzchniowe, co skutkowało złuszczaniem (odpowiedzialnym za zaokrąglony kształt wielu granitowych kopuł w parku) i masowym marnotrawstwem w następstwie licznych pęknięć w płaszczyznach (pęknięcia, zwłaszcza pionowe) w teraz zestalone plutony. Lodowce plejstoceńskie dodatkowo przyspieszył ten proces i te większe transportowane powstałej kości skokowej i aż od podłogi doliny.

Liczne pionowe płaszczyzny połączeń kontrolowały, gdzie i jak szybko zachodziła erozja. Większość z tych długich, liniowych i bardzo głębokich pęknięć przebiega w kierunku północno-wschodnim lub północno-zachodnim i tworzy równoległe, często regularnie rozmieszczone zestawy. Powstały one w wyniku uwolnienia ciśnienia związanego z wypiętrzeniem i wyładowania leżącej powyżej skały poprzez erozję. Na przykład ogromna większość poszerzenia doliny Yosemite była spowodowana wspólnie kontrolowanymi opadami skał. W rzeczywistości uważa się, że tylko 10% jego poszerzenia i 12% wykopalisk jest wynikiem zlodowacenia. Duże, stosunkowo niepołączone ilości granitowych kopuł, takich jak Half Dome i monolity, takie jak El Capitan o wysokości 3604 stóp (1098 m) . Ściśle rozmieszczone połączenia prowadzą do powstania kolumn, filarów i szczytów, takich jak Kolumna Waszyngtona , Wieże Katedr i Dzielona Pinnacle.

Zlodowacenia

Dolina z samolotu

Począwszy od około 2 do 3 milionów lat temu, seria zlodowacenia dalej modyfikowała ten obszar, przyspieszając masowe marnowanie poprzez klinowanie się lodu , skubanie lodowca , szorowanie / ścieranie i redukcję ciśnienia po ustąpieniu każdego zlodowacenia. Silne zlodowacenia utworzyły bardzo duże lodowce, które miały tendencję do rozdzierania i przenoszenia wierzchniej warstwy gleby i stosów kości skokowej daleko w doliny lodowcowe, podczas gdy lżejsze zlodowacenia zdeponowały znaczną ilość glacjalnych aż w głębszych dolinach.

W Sierra Nevada wystąpiły co najmniej 4 główne zlodowacenia; lokalnie nazywany Sherwin (zwany także pre-Tahoe), Tahoe, Tenaya i Tioga. Lodowce Sherwin były największe, wypełniając Yosemite i inne doliny, podczas gdy późniejsze etapy wytwarzały znacznie mniejsze lodowce. Sherwin mógł trwać prawie 300 tysięcy lat i skończyć się około 1 miliona lat temu. Lodowiec z epoki Sherwina był prawie na pewno odpowiedzialny za główne wykopaliska i ukształtowanie doliny Yosemite i innych kanionów w okolicy.

Etapy Tahoe, Tenaya i Tioga były częścią zlodowacenia Wisconsinan . Uważa się, że stadium lodowcowe Tahoe osiągnęło swój maksymalny zasięg około 70 000 do 130 000 lat temu; niewiele wiadomo o nowszej Tenaya. Dowody sugerują również, że najnowszy lokalny etap zlodowacenia, Tioga, rozpoczął się około 28 000 cal (skalibrowane datowanie radiowęglowe ) lat temu, osiągnął maksymalny zasięg 20 000 do 25 000 cal rok temu i zakończył się około 15 000 cal rok temu. Lodowce zreformowały się w najwyższych cyrkach podczas niewielkiej rewitalizacji późnego zlodowacenia, zdarzenia Recess Peak, między około 14200 a 13100 lat temu.

Później wydaje się, że lodowce były nieobecne w tym obszarze aż do około 3200 cal rok temu, kiedy to małe lodowce ponownie pojawiły się w najwyższych kotłach. Ta rewizja rejestruje początek neoglacjacji w Sierra Nevada. Neoglacjacja w regionie osiągnęła punkt kulminacyjny podczas „ małej epoki lodowcowej ”, terminu pierwotnie ukutego przez François E. Matthesa w Sierra Nevada, ale obecnie powszechnie akceptowanego jako odnoszącego się do okresu globalnej ekspansji lodowcowej od około 1250 r. Do 1900 r. Sierra Nevada związane z wydarzeniem Little Ice Age nazywane są złożami Matthesa. Występują powszechnie w kotłach położonych na północ i poniżej współczesnych lodowców w górach High Sierra i są zazwyczaj świeże, niestabilne i często pokryte lodem. Dobre przykłady moren Matthes można znaleźć pod lodowcem Palisade (największym lodowcem w zasięgu), lodowcami Lyell i Maclure w południowej części Parku Narodowego Yosemite oraz mniejszych lodowców poniżej Mount Dana , Kuna Peak , Mount Conness i Matterhorn Peak .

Animacja: Wycofujące się lodowce zasilają jezioro Yosemite i otwierają dzisiejszą dolinę

Systemy lodowcowe osiągnęły głębokość do 4000 stóp (1200 m) i pozostawiły swoje ślady w obszarze Yosemite. Najdłuższy lodowiec w rejonie Yosemite biegł w dół Wielkiego Kanionu rzeki Tuolumne przez 60 mil (95 km), przechodząc daleko poza dolinę Hetch Hetchy Valley . Lodowiec Merced wypłynął z doliny Yosemite do wąwozu rzeki Merced . Lodowiec Lee Vining wyrzeźbił Kanion Lee Vining i wpadł do jeziora Russell (znacznie powiększona wersja jeziora Mono Lake z epoki lodowcowej ). Tylko najwyższe szczyty, takie jak Mount Dana i Mount Conness , nie były pokryte lodowcami. Wycofujące się lodowce często pozostawiały recesyjne moreny, które spiętrzały jeziora, takie jak jezioro Yosemite (płytkie jezioro, które okresowo pokrywało większość dna Doliny Yosemite).

Niektóre kopuły parku zostały pokryte lodowcami i przekształcone w roche moutonnées , które charakteryzują się gładką, zaokrągloną stroną i stromą ścianą. Po zaokrąglonej stronie lodowiec przepływał przez kopułę, a po stromej stronie lodowiec odpływał od niej. Stromość spowodowana jest wyrywaniem skał przez lodowce wzdłuż szczelin szczelinowych. Dobrymi przykładami w parku są Liberty Cap , Lembert Dome i Mount Broderick . Half Dome powstał w innym procesie, ale głównym czynnikiem była nadal erozja działająca na płaszczyzny połączeń.

Spór

Pochodzenie geologiczne krajobrazy parku były przedmiotem dyskusji od roku 1865. W tym czasie Josiah Whitney , a następnie główny geolog z Kalifornii , zaproponował, że Dolina Yosemite jest Graben : a downdropped blok ziemi otoczony usterek. John Muir zaproponował, że doliny Yosemite i doliny Hetch Hetchy zostały uformowane wyłącznie w wyniku działania lodowców. W 1930 roku François E. Matthes zaproponował hipotezę hybrydową, zgodnie z którą większość głębokości doliny została wyżłobiona przez erozję wodną, ​​a resztę przez działanie lodowcowe. Działania lodowcowe również twierdziły, że poszerzyły dolinę.

Niedawno debatę wznowił Jeffrey Schaffer , który sugeruje, że rola lodowców i innych procesów erozji została dramatycznie przeceniona. Schaffer twierdzi, że na przykład dolina Yosemite powyżej 5600 stóp (1700 m) zmieniła się stosunkowo niewiele w ciągu ostatnich 30 milionów lat. Poza tym, że są nieco większe, gdyby można było spojrzeć w przeszłość i je zobaczyć, główne cechy byłyby rozpoznawalne dla współczesnego oka. Zdaniem Schaffera największy wpływ na geomorfologię głównych cech Parku wywarły liczne połączone płaszczyzny . Jest to sprzeczne z konsensusem, że ogromne, silnie ścierne lodowce działające na wspólne płaszczyzny w połączeniu z dużą ilością wypiętrzenia w ciągu ostatnich kilku milionów lat były główną siłą kształtującą cechy (takie gwałtowne wypiętrzenie znacznie przyspieszyłoby wszystkie typy erozja).

Zobacz też

Bibliografia

  • Harris, Ann G .; Tuttle, Esther; Tuttle, Sherwood D. (1997). Geology of National Parks (wyd. 5). Iowa, Kendall: Hunt Publishing. ISBN   0-7872-5353-7 .
  • Schaffer, Jeffrey P. (1999). Park Narodowy Yosemite: Przewodnik historii naturalnej po Yosemite i jego szlakach . Berkeley: Wilderness Press. ISBN   0-89997-244-6 .

Zewnętrzne linki