География Айовы включает изучение коренных пород, рельефа, рек, геологии, палеонтологии и урбанизации американского штата Айова . Штат занимает площадь 56 272,81 кв. миль (145 746 км 2 ) .
Геология коренных пород Айовы в целом увеличивается по возрасту с запада на восток. На северо-западе Айовы меловые коренные породы имеют возраст около 74 миллионов лет; на востоке Айовы кембрийские коренные породы датируются примерно 500 миллионами лет назад. [1]
Семьдесят четыре миллиона лет назад крупный астероид врезался в то, что сейчас является юго-восточным округом Покахонтас, создав кратер Мэнсон . Почти 22 мили в диаметре, [2] он убил бы большинство животных в радиусе 650 миль, что примерно соответствует площади от современного Денвера до Детройта. Первоначально считалось, что это было одной из причин вымирания динозавров , но пересчет возраста удара показывает, что это произошло примерно за 12 миллионов лет до массового вымирания. Хотя оледенение стерло все поверхностные свидетельства удара, коренная порода, связанная с этим ударом, уникальна для Айовы. [3]
Гораздо более древний метеоритный удар создал кратер Декора в период среднего ордовика , 470 миллионов лет назад. По оценкам, диаметр кратера составляет 3,5 мили (5,6 км), он покрыт сланцем Виннешик. [4] [5] [6] На поверхности нет никаких свидетельств удара, так как сланец Виннешик находится более чем на 50 футов ниже дна реки Верхняя Айова . Удар, эквивалентный 1000 мегатоннам тротила , [5] по-видимому, не проник в мантию Земли, но он протолкнул нижележащие ордовикские и кембрийские породы на несколько сотен футов. [7] Это может быть один из нескольких метеоров среднего ордовика, упавших примерно одновременно 469 миллионов лет назад, часть предполагаемого ордовикского метеоритного события .
Расположенная глубоко в коренной породе Айовы, система рифтов Мидконтинента отчетливо видна на картах магнитных аномалий Айовы. Это тектонический шрам плиты возрастом в миллиард лет, который простирается от Канзаса через озеро Верхнее . Этот разлом не является сейсмически активным. [9]
В Айове нет крупных активных линий разломов , и Айова является одним из самых сейсмически стабильных штатов в США. За исключением землетрясения в Иллинойсе 1968 года , которое привело к утечке водонапорной башни в Лайнвилле , [10] землетрясения в Айове никогда не приводили к травмам или значительному ущербу . Иногда небольшие землетрясения происходят около округа Фремонт на крайнем юго-западе, а район Су-Сити иногда может сотрясаться близлежащими толчками. Крупные землетрясения, связанные с разломом Нью-Мадрид на крайнем юге Иллинойса и Миссури, иногда могут ощущаться в восточной Айове. [11] [12] Недавние землетрясения с центром в Оклахоме также ощущались в Айове, но не нанесли никакого ущерба. [13]
Исторически Айова была крупным производителем угля , особенно долина реки Де-Мойн от юга Коулвилля . Большая часть большого города Де-Мойн была добыта. Бун и Уот-Чир были важны в конце 19-го века. В 20-м веке самые важные шахты находились южнее вокруг Альбии , Сентервилля , Лукаса и Оскалусы . Уголь Айовы, как правило, слишком богат серой для современных применений, и последняя коммерческая шахта была закрыта в 1994 году. [14]
В Айове добыча природного газа и нефти весьма ограничена . [15]
Хотя коренные породы Айовы в целом моложе в западных частях штата, одним исключением является небольшая часть крайнего северо-запада Айовы, где докембрийский кварцит сиу находится на северо-западе округа Лайон . Кварцит сиу — очень твердая порода красновато-розового цвета, широко используемая в регионе для строительства дорог и железнодорожных полотен. [16] Было установлено, что кварцит сиу был отложен между 1,64 и 1,76 миллиарда лет назад. [17]
Геоды находятся на юго-востоке Айовы и являются официальным камнем штата. Они состоят из серых или розовых булыжников в известняке , которые при разрезании или разбивании открывают пустотелую кристаллическую внутреннюю часть. Геоды распространены вокруг государственного парка Геод в округе Генри . [18]
Несмотря на распространенное мнение, Айова в целом не плоская; большая часть штата состоит из холмов. Прайор [19] делит Айову на восемь типов рельефа на основе оледенения , почв , топографии и речного стока:
Также известный как Driftless Area , этот регион живописных ландшафтов с высоким рельефом включает такие особенности, как устойчивые, образующие утесы коренные выходы , глубокие V-образные долины, пещеры, источники и карстовые воронки . Ледниковые отложения и лесс тонкие или отсутствуют на большей части региона.
Часто называемая регионом выбоин прерий , Де-Мойнская долина была покрыта оледенением вплоть до 12 000 лет назад во время висконсинского оледенения . Район характеризуется холмистым рельефом и хребтами. [20] Исторически эта область была усеяна небольшими взаимосвязанными болотами, большинство из которых были осушены для сельскохозяйственных угодий. Великие озера Айовы расположены вдоль западного края Де-Мойнской долины.
Южная Айовская дрейфовая равнина охватывает большую часть южной половины Айовы. Это, вероятно, самый знакомый путешественникам пейзаж, поскольку большая часть межштатной автомагистрали 80 в Айове проходит через SIDP. Классический ландшафт Айовы, состоящий из холмов висконсинского возраста лёсса на иллинойском (или более раннем) тилле . SIDP является одним из самых продуктивных сельскохозяйственных угодий в США.
В широкой долине реки Миссисипи встречаются преимущественно ровные участки речных террас, палеоканалов, заводей и стариц .
Лессовые холмы состоят из очень толстых отложений лесса в дальнем западе Айовы, отложенных в висконсинский и иллинойский периоды. Сильно эродированные, оставляющие суровые, красивые «золотые холмы».
Северо-восток Айовы покрыт эродированным до-Иллинойским тиллом с умеренной лессовой формацией, часто в форме хребтов паха , сдержанный рельеф, за исключением крутых холмов вблизи речных долин и более глубоких долин. Эти живописные холмы изображены во многих пейзажах Грант Вуда .
Подобно поверхности Айовы, равнины Северо-Западной Айовы представляют собой холмистые местности, состоящие из эродированных почв, образовавшихся после довисконсинского оледенения, но со значительным количеством лёсса.
Возможно, единственный по-настоящему плоский регион Айовы, Миссурийская аллювиальная равнина содержит области террас, топей и стариц. Ее долина не такая глубокая, как система реки Миссисипи, а река Миссури протекает в гораздо более узком русле. В Айове восточная граница Миссурийских равнин — это Лессовые холмы, образующие крутые округлые утесы.
В Айове влажный континентальный климат по всему штату ( классификация климата Кёппена Dfa ) с экстремально высокой и низкой температурой. Среднегодовая температура в Де-Мойне составляет 50 °F (10 °C); для некоторых мест на севере, таких как Мейсон-Сити, этот показатель составляет около 45 °F (7 °C), в то время как в Кеокеке на реке Миссисипи средняя температура составляет 52 °F (11 °C). [21] Снегопады являются обычным явлением, в Де-Мойне снег идет около 26 дней в году, а в других местах, таких как Шенандоа, снег идет около 11 дней в году. [22]
Весна знаменует начало сезона суровой погоды . В Айове в среднем около 50 дней грозовой активности в год. [23] 30-летний средний показатель торнадо в Айове составляет 47. [24] В 2008 году в Айове от торнадо погибло двенадцать человек, что сделало этот год самым смертоносным с 1968 года , а также вторым по количеству торнадо за год — 105, что соответствует общему числу торнадо за 2001 год. [25]
Лето в Айове известно своей жарой и влажностью, с дневной температурой иногда около 90 °F (32 °C) и иногда превышающей 100 °F (38 °C). Известно, что средние зимы в штате опускаются значительно ниже нуля, даже ниже −18 °F (−28 °C). Самая высокая температура в Айове за все время, 118 °F (48 °C), была зафиксирована в Кеокеке 20 июля 1934 года во время общенациональной волны тепла; [26] самая низкая температура за все время, −47 °F (−44 °C), была зафиксирована в Уоште 12 января 1912 года. [27]
В Айове относительно плавный градиент различных осадков по всему штату, при этом в районах на юго-востоке штата в среднем выпадает более 38 дюймов (97 см) осадков в год, а на северо-западе штата — менее 28 дюймов (71 см). [28] Характер осадков по всей Айове носит сезонный характер, больше всего осадков выпадает в летние месяцы. Практически по всему штату самым сухим месяцем является январь или февраль, а самым влажным — июнь из-за частых ливней и гроз, некоторые из которых вызывают град, разрушительные ветры и/или торнадо. В Де-Мойне, примерно в центре штата, более двух третей из 34,72 дюймов (88,2 см) осадков выпадает с апреля по сентябрь, а около половины среднегодового количества осадков выпадает с мая по август, достигая пика в июне. [29]
Как и в большинстве штатов США, поверхностные воды в Айове никогда не безопасны для питья без очистки, загрязнение сельскохозяйственными стоками, включая нитраты , гербициды , пестициды и отходы животноводства , является обычным явлением, хотя Закон о чистой воде помог. Муниципальное водоснабжение, как правило, сильно хлорируется, этот хлор в сочетании с высоким уровнем нитратов часто придает муниципальной воде резкий запах, а известняковая коренная порода в большей части штата делает воду жесткой. [40] Некоторые сообщества, такие как Айова-Сити, прибегают к дополнительной угольной фильтрации и коагуляции-седиментации для смягчения извести, чтобы сделать воду более приятной на вкус. [41] Очистка воды может быть на удивление эффективной; передовая система фильтрации Де-Мойна привела к тому, что качество воды стало одним из лучших в стране. [42]
Иорданский водоносный горизонт является крупнейшим источником грунтовых вод, простирающимся от северо-востока Айовы до юга центральной Айовы, и в конечном итоге является источником большей части сельскохозяйственной и промышленной воды Айовы. Помимо угроз загрязнения, водоносный горизонт находится под угрозой из-за чрезмерного использования в ирригации скважин, производства этанола и сокращения пополнения запасов, вызванного обширной обработкой полей. Водоносный горизонт упал на целых 300 футов с 19-го века, что привело к высыханию колодцев, исчезновению естественных поверхностных источников и ухудшению качества воды. [43] [44]
NRCS делит Айову на 23 почвенных региона. В целом, почвы южной, восточной и западной Айовы являются лессовыми, в то время как почвы северной и центральной Айовы являются пахотными. Большинство ровных территорий Айовы имеют почвы, очень подходящие для сельского хозяйства, что делает Айову одним из самых продуктивных сельскохозяйственных регионов мира. [ 45]
Как и в большинстве штатов Верхнего Среднего Запада и Равнин, радон является распространенной проблемой в Айове, особенно в районах с богатыми глиной почвами. [46] Уровень радона самый высокий в южной и западной частях Айовы.
Наводнения 1993 года смыли всю почву и рыхлую коренную породу вдоль водосброса плотины озера Коралвилл в округе Джонсон , обнажив богатую коллекцию окаменелостей девонского периода . Эта территория была преобразована в центр для посетителей, где туристы могут осмотреть коренную породу. К сожалению, мародеры незаконно вывезли многие из лучших окаменелостей. [47] Наводнения июня 2008 года расширили дно коренного слоя окаменелостей и удалили часть выветренной вскрыши. [48]
Юрские и меловые коренные породы в западной Айове потенциально могут содержать останки динозавров, а в близлежащих частях Небраски останки динозавров- орнитоподов гадрозавридов («утконосых») были обнаружены в коренной породе мелового периода, похожей на ту, что в Айове. Глубокий лесс, покрывающий большую часть западной Айовы, обычно скрывает коренную породу, ограничивая возможности поиска динозавров горнодобывающими и карьерными работами. [49]
Археологические и палеонтологические раскопки в Айове дали обширную коллекцию животных плейстоцена и голоцена ; они были использованы для реконструкции прошлых условий окружающей среды на Среднем Западе. [50] Некоторые из самых ранних палеоклиматических реконструкций Среднего континента были сделаны на основе коллекций Айовы, таких как участок канализации Чероки . [51]
Гигантский ленивец плейстоцена находится на раскопках вдоль ручья Уэст-Таркио недалеко от Шенандоа, штат Айова . На данный момент идентифицированы три особи Megalonyx jeffersonii , или наземного ленивца Джефферсона, включая одного взрослого и двух детенышей разного возраста. [52] [53]
Сэмюэл Кэлвин (1840–1911) был первым систематическим геологом Айовы, который помог составить первые карты коренных пород и рельефа Айовы, а также руководил геологическими исследованиями по всему штату. [54] Кэлвин Холл в Университете Айовы назван в его честь. Клэр Кэмерон Паттерсон (1922–1995) разработал свинцово-свинцовое датирование и вычислил возраст Земли в 4,55 миллиарда лет; цифра гораздо более точная, чем те, которые существовали в то время, и которая оставалась неизменной на протяжении более 50 лет. Чарльз Роллин Киз также был одним из первых геологов Айовы, который помог составить карту почв и коренных пород юго-восточной Айовы; он, вместе с Кэлвином, был основателем Геологической службы Айовы.
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)