Флювиогляциальные формы рельефа или гляциофлювиальные формы рельефа [a] являются результатом связанной эрозии и отложения осадков , вызванных талой ледниковой водой . Ледники содержат взвешенные осадочные грузы, большая часть которых изначально подбирается с подстилающей суши. Формы рельефа формируются ледниковой эрозией посредством таких процессов, как ледниковая разработка карьеров, абразия и талая вода. Талая ледниковая вода способствует эрозии коренной породы посредством как механических, так и химических процессов. [3] Флювиогляциальные процессы могут происходить на поверхности и внутри ледника. Отложения , которые происходят внутри ледника, обнажаются после того, как весь ледник растает или частично отступит. Флювиогляциальные формы рельефа и эрозионные поверхности включают: зандровые равнины , камы , камовые террасы, котловины , озы , варвы и прогляциальные озера . [4]
Потоки талой воды, образованные ледниками, особенно в теплые сезоны. Надледниковые потоки, те, что над ледниковой поверхностью, и подледниковые потоки, те, что под ледниковой поверхностью. [5] На границе ледника и подстилающей поверхности земли огромный вес ледника заставляет лед таять и производит подледниковые потоки талой воды. Эти потоки под огромным давлением и с высокой скоростью вместе с вышележащим весом самого ледника способны прорезать ландшафты и вырывать осадок из земли. [6] Этот осадок перемещается по мере продвижения ледника. В теплые сезоны ледник уменьшается и отступает. Этот процесс оставляет после себя сброшенный осадок в виде осадочных форм рельефа. [7] Два процесса продвижения и отступления обладают способностью преобразовывать ландшафт и оставлять после себя ряд форм рельефа, которые дают большое представление о прошлом присутствии и поведении ледника. Формы рельефа, возникающие в результате этих процессов, включают морены , камы , котловины , озы , друмлины , равнины и прогляциальные озера .
.jpg/1280px-20190622_Thorsmork_7743_(48459729752).jpg)
Гляциофлювиальные отложения или ледниково-флювиальные отложения состоят из валунов , гравия , песка , ила и глины из ледяных щитов или ледников . Они переносятся, сортируются и откладываются потоками воды. Отложения образуются рядом, ниже или ниже по течению ото льда. Они включают камы , камовые террасы и озы, образованные при контакте со льдом, а также конусы выноса и равнины выноса ниже границы льда. Обычно отложения выноса переносятся быстрыми и бурными потоками талой флювиогляциальной воды, но иногда их переносят катастрофические прорывные паводки . Более крупные элементы, такие как валуны и гравий, откладываются ближе к границе льда, в то время как более мелкие элементы переносятся дальше, иногда в озера или океан. Отложения сортируются речными процессами . Они отличаются от ледниковой глины , которая перемещается и откладывается льдом ледника и является несортированной.
Подледниковый мегапаводок может прорезать полости в основании льда. По мере того, как поток спадает, осадок откладывается в этих полостях, образуя друмлины , заполняющие полости , в полостях, выровненных с потоком, ребристый рельеф в полостях, пересекающих поток, и холмистый рельеф в других местах. [8] Низкие, прямые хребты высотой до 10 метров (33 фута) могут образовываться там, где осадок заполняет трещины внутри ледника или у его основания. [8]
Каме — это короткий холм или хребет с крутыми склонами из песка и гравия, отложившегося из растаявшего льда. Каме могут быть изолированы или образовываться группами. Некоторые из них образуются у основания ледника талой водой, стекающей с поверхности льда в мулене , или из водоема внутри ледника. Другие образуются на краю льда в виде небольших дельт. [9] Террасы каме — это уступы из песка и гравия, отложенные разветвленными реками, текущими между краем долины и краем ледника. Террасы каме на противоположных сторонах ледника долины могут находиться на разных высотах. [10]
Иногда стратифицированный дрейф откладывается в туннелях, которые проходят через ледник или под ним. Когда лед тает, дрейф обнажается в виде длинных линейных хребтов гравия, называемых озами . Некоторые озовые гряды, образованные в плейстоценовых ледниковых покровах, имеют длину в несколько сотен километров. Обычно их длина варьируется от нескольких сотен метров до нескольких километров. [11]
Отложения контакта льда, включая камы, камовые плато и озы, в основном состоят из песка и гравия, но могут включать слои диамиктона , ила и глины. Камы и камовые плато обычно имеют основания из слоистой грязи, а выше находятся слои все более грубых песков, покрытых гравием. [12]
Ледниково-флювиальные отложения образуются потоками, которые текут через туннели внутри или под ледником. [11] Вода в основном поступает из-за таяния, а также может поступать из осадков или из стока со склонов, свободных ото льда, рядом с ледником. [12] Потоки имеют очень изменчивую скорость потока в зависимости от температуры, которая, в свою очередь, зависит от сезона, времени суток и облачности. В периоды высокого потока потоки находятся под давлением. [11] Потоки под ледником могут течь вверх по склону под действием давления. [13]
Турбулентные и быстро движущиеся потоки талой воды вызывают механическую эрозию посредством гидравлического воздействия , кавитации и абразии . [14] Они также могут растворять и удалять растворимые химикаты из истертой коренной породы и мусора под ледником. [13] Потоки подбирают мусор из-под ледника и мусор, смываемый с более высоких участков земли рядом с ледником. Обычно они удерживают столько мусора, сколько могут унести, когда покидают ледник. [11]
Большие ежедневные колебания сброса влияют на движение осадка. Осадок поднимается и переносится по мере того, как сброс поднимается, а затем откладывается по мере того, как сброс падает. Обычно большая часть осадка катится или скользит около русла ручья. В периоды наибольшего сброса большие валуны могут быть приведены в движение. Также могут быть высокие концентрации взвешенных осадков в начале лета, когда сброс самый высокий. [15] Озера или водохранилища ниже, внутри, на или рядом с ледником могут сбрасывать массивные прорывные паводки, известные как йёкюльхлаупс . [16]
После выхода из ледяного туннеля поток талой воды распространяется и замедляется, оставляя после себя обломки. Русла засоряются, и потоку приходится искать новые пути, что может привести к образованию разветвленного потока с каналами, разделенными полосами гравия или песка. [11] Русло разветвленных потоков очень нестабильно из-за большого количества осадка, колебаний расхода и отсутствия растений для укрепления берегов. [17] Количество отложенного материала, как правило, больше всего вблизи конца ледника, поэтому отложения будут иметь тенденцию к снижению и истончению с этой точки. [11]
Конусы выноса представляют собой отложения осадков, которые расходятся веером от портала талой воды, с постепенно более мелкими осадками на больших расстояниях от портала. Конусы выноса могут откладываться на суше или в воде. [10] Линия смежных конусов выноса от ледяного щита может образовывать хребет или флювиогляциальную морену. [18] Когда множество потоков выноса текут от ледяного фронта в низменную область, они образуют широкий сандур или равнину выноса . [17] Сандур может содержать отложения толщиной в десятки метров. [19] В горных районах потоки выноса ограничены склонами долин и откладывают толстые слои осадков на линейных равнинах выноса, называемых долинными шлейфами. [17] Террасы образуются, когда потоки спускаются на более низкие уровни и покидают более высокие и старые равнины выноса. [12]
Осадок откладывается в формах ложбин, варьирующихся по масштабу от песчаных рябей в несколько сантиметров в поперечнике до гравийных отмелей длиной в несколько сотен метров. [20] Осадочные структуры, такие как слоистость , косая слоистость и обломочная черепица, похожи на те, которые создаются другими типами потоков. [19] Рядом с ледником равнина аутмауэра состоит из длинных отмелей крупного гравия с очень разным размером зерен, с несколькими крупными каналами между отмелями. Дальше находятся поперечные отмели и сеть из множества переплетенных каналов. Осадок теперь включает гравий и песок, а зерна становятся более круглыми из-за сортировки и абразии. Еще дальше, по мере того, как неледниковые потоки присоединяются к потокам аутмауэра, поток образует неглубокие переплетенные каналы или извилистые потоки и откладывает песок. [17] Ледниково-флювиальные потоки, в которых доминируют ежегодные события таяния льда, могут слиться в обычную речную среду, где неледниковые притоки более важны. [16]
Отложения от оседающих вод прорывающегося паводка могут быть плохо отсортированы, с широким диапазоном размеров зерен и без четких форм ложа. [20] Другие гляциофлювиальные отложения напоминают отложения от неледниковых речных процессов. Они в основном состоят из ила , песка и гравия с умеренно округлыми зернами. [19] Осадки ближе к леднику обычно грубее, чем неледниковые отложения, от валунов до песка, но с небольшим количеством ила и глины, поскольку вода обычно течет слишком быстро, чтобы позволить этим мелким частицам осесть, пока она не окажется на значительном расстоянии от ледника. [20] Обычно отложения вымывания мельче дальше от края льда. [12] Отложения часто имеют четкие слои из-за сезонных и эпизодических изменений в потоке. [8]
Потоки знойного стока часто впадают в прогляциальные озера , где они оставляют ледниково-озерные отложения . Они в основном состоят из ила и глины с наслоениями в миллиметровом масштабе. Иногда они включают варвы , чередующиеся более грубые отложения в летние периоды высокого стока талых вод и более мелкие отложения зимой. Когда поток заканчивается в океане, он оставляет ледниково-морские отложения. [19] Потоки знойного стока могут образовывать дельты , где они входят в озера или океан. [17]
Ледниково-флювиальные отложения могут окружать и покрывать большие глыбы льда. Обломки могут изолировать лед в течение нескольких сотен лет. В конце концов глыбы льда тают, оставляя углубления, называемые котлами , или озерами котлов, если они заполнены водой. [11] Котлы часто связаны с отложениями контакта льда. Они также могут образовываться внутри пластовых отложений, но обычно меньше, чем котлы контакта льда. [12]
Морены состоят из осадков, отложенных ледником и последующей ледниковой талой водой, также известной как ледниковый тилль . Морены обычно встречаются вблизи оконечностей ледника, границ между двумя ледниковыми телами или под ледниковым телом. Морены могут использоваться для обозначения протяженности ледникового региона и последовательных моделей наступления и отступления во время оледенения. [3] Название и конкретные характеристики морены зависят от ее местоположения относительно ледникового тела и процессов, которые отложили соответствующий ледниковый тилль. [7] Четыре основных типа морен включают боковые , срединные , наземные и концевые .
Размер отложений, которые образуют морену, может варьироваться от глины до размера валуна. Морены могут быть переработаны дальнейшим ледниковым воздействием или талой водой в другие флювиогляциальные формы рельефа. [21] Как первоначальные, так и переработанные морены фиксируют континуум процессов, происходящих на ландшафте в результате присутствия ледника.
Боковые морены — это хребты осадков, отложенных вдоль ледника, идущие параллельно длинной оси ледника. Эти отложения обычно откладываются поверх льда ( надледниковый тилль) на краю ледника и, как таковые, не испытывают такого же количества ледниковой эрозии, как другие включенные отложения. [22] , [23] Отложения, которые образуют боковые морены, могут быть результатом морозного выветривания стенки долины, когда ледник проходит через регион, или отложения осадков ручьями, текущими в ледниковую долину. [22] Эти отложения оседают в хребте по мере отступления ледника.
Срединные морены часто считаются результатом схождения двух ледников. Осадок, расположенный между обоими ледниками, выталкивается на вершину более крупного объединенного ледника, когда два тела сходятся вместе. Срединные морены могут также образовываться, когда подледниковый и внутриледниковый материал переносится вверх потоком льда и собирается на поверхности и внутри ледникового тела. [24] Затем этот тилль переносится в направлении продвижения ледника. По мере таяния ледника осадок откладывается в виде хребта в середине ледниковой долины.
Грунтовые морены — это области ледникового тилла, которые образуют относительно ровные области или пологие холмы. Грунтовые морены обычно состоят из тилла . Обломки осадка, взвешенные во льду у подножия ледника, имеют большее трение с землей, чем лед. Это приводит к тому, что осадок замедляется непропорционально льду и в конечном итоге выпадает или застревает в земле подо льдом. [25] Тилл также может откладываться по мере таяния и отступления ледника. Грунтовые морены иногда называют равнинами тилла . Грунтовые морены и рыхлый тилл могут образовывать друмлины по мере продвижения или отступления вышележащего ледника . [26]
.jpg/1280px-A_Glacier_and_Terminal_Moraine_at_Tinayrebukta._(9526512177).jpg)
Конечные морены указывают на самое дальнее продвижение ледника. [26] По мере продвижения ледника осадок переносится на дно ледника и откладывается. Когда ледник тает, этот неконсолидированный мусор образует хребты. Форма конечной части представляет собой форму языка или конца ледника . [26] Конечная морена относится к морене, встречающейся в точке самого дальнего продвижения ледника. Отступающая морена — это хребет отложенного мусора, который возникает, когда ледник неподвижен в течение длительного периода времени. [27] Это происходит, когда ледник находится в равновесии или остановился во время отступления. Наличие конечных морен может быть полезным для определения модели наступления, отступления и равновесия ледника. [7]
Каме — это холм или насыпь неправильной формы, образованные отложением осадков отступающего ледника. [26] Осадки удерживаются в углублении в леднике и впоследствии откладываются по мере таяния ледника. [25] Талая ледниковая вода вызывает дальнейшую эрозию и характерную необычную форму этих форм рельефа, которая отличает их от друмлинов. Зерна осадка, расположенные в каме, могут варьироваться от мелких до крупнозернистых и от размера булыжника до размера валуна [28] Другие описывают диапазон размеров как от песка до гравия. [29] Камы часто связаны с котловинами в регионах, называемых «топографией каме и котла». [25] Эти холмы могут различаться по размеру и быть до 50 м в высоту и 400 м в ширину. [29]
Камовые террасы образуются, когда ледниковая граница упирается в стену долины . Стена долины препятствует течению потоков талой воды наружу от ледникового языка. Вместо этого талая ледниковая вода отводится вбок вдоль ледяной границы и откладывает осадки между ледником и стеной долины. [25] По мере отступления ледника процесс может повторяться, создавая ступенчатый склон или террасу, называемую камовой террасой. В единственной форме этот рельеф также может называться камовой мореной. [30] Точная морфология камовой террасы зависит от потока формирующего талого потока и угла между ледяной границей и стеной долины. [25] Камовые террасы являются полезным инструментом для указания прошлых ледовых границ. [30]
Терраса кама — это относительно ровная поверхность осадков, которая отложилась между поверхностью долины и ледником. Когда поверхность кама и другие флювиогляциальные формы рельефа объединяются в один ландшафт, это называется камовым комплексом или ледниковым карстовым рельефом .
Дельта каме — это плоский рельеф из хорошо отсортированных песчано-гравийных ледниково-флювиальных отложений, отложенных талым потоком в водоем или речную систему. Таким образом, дельты каме могут использоваться для обозначения точки притока в водоем, такой как прогляциальное озеро , даже после того, как вода перестала присутствовать в ландшафте. [25] Тяжелые талые потоки осадка, вытекающие из ледникового тела или от него, замедляются в скорости при контакте с водоемом. Это уменьшение скорости приводит к тому, что потоки не могут переносить осадок, и осадок выпадает из водной толщи. Более тяжелые осадки выпадают из водной толщи первыми по мере уменьшения скорости воды. Таким образом, в дельтах каме ожидается слоистое напластование размера осадка. [31]
Котлы или котловые ямы — это отпечатки, оставленные на ледниковой равнине остатками льда отступающего ледника. [32] По мере отступления ледника куски льда могут откалываться в процессе, известном как откол льда или откол ледника . Когда талая ледниковая вода с большим содержанием осадка протекает мимо неподвижного ледяного блока, повышенное трение между льдом и осадком вызывает накопление осадка вокруг ледяного блока. Осадок может стать настолько обширным, что полностью покроет кусок льда. Затем лед тает и оставляет после себя отпечаток в земле. [33] [34]
Оставшаяся дыра называется «котлом». Точный размер и характеристики всего котла являются результатом степени залегания льда. [33] Часто эти дыры заполняются водой из-за талых потоков и называются озерами-котлами. Озера-котлы часто бывают мелкими из-за количества осадка, переносимого в них талой ледниковой водой. [32]
Впадины-котелки часто можно обнаружить на равнине вымывания ледника. [4] Впадины-котелки могут быть шириной от 5 м до 30 км.
Озы — это длинные, изогнутые хребты стратифицированных осадков, обнаруженные в ранее покрытых оледенением регионах. [35] Они могут быть от нескольких метров до сотен километров в длину и от 3 м до 200 м в высоту. [4] Высота и ширина оза определяются давлением воды и льда, а также нагрузкой осадка во время формирования. [36] Озы образуются в ледяных туннелях внутри или под ледником, как показано на рисунке 1 , и состоят из отложений осадка из потоков, которые занимают эти туннели. [37] Озы также могут образовываться из надледниковых потоков, которые врезаются в трещины ледника. После того, как лед растает, отложения потоков остаются в виде длинных насыпных озов. Система подледниковых потоков может создавать разветвленное образование озов, хотя они часто не являются непрерывными ветвями. [36]
Часто озы следуют направлению течения ледника, но в случаях высокого давления талая вода выталкивается в самое низкое доступное место, которое может образовать очень мелкий и широкий подледниковый поток, что приводит к коротким и широким озам. При меньшем давлении, часто около конечного конца ледника, где лед движется довольно медленно, могут образовываться крутостенные озы. [37] Обломки, обнаруженные в озах, зависят от осадка во льду и подачи в поток талой воды в туннеле. Этот осадок обычно имеет размер от песка до булыжника, с редкими более крупными валунами. Слоистость, хотя иногда и нерегулярная, ожидается в озах. [36]
Драмлин — это удлиненный холм, имеющий форму полузарытого яйца, где более мелкий конец холма также сужается в ширину. Скопление друмлинов в одной области называется полем или роем и создает ландшафт, иногда называемый «топографией корзины яиц». [7] Форма друмлина может варьироваться, но чаще всего имеет овальную форму с длинной осью, параллельной направлению течения льда. Более крутой склон обычно направлен вверх по льду, тогда как более мелкий — вниз по льду. [38] Предполагается, что отношение ширины к длине друмлина может использоваться для определения скорости, с которой двигался ледник. Удлиненный друмлин указывает на более медленную скорость ледника, тогда как укороченный друмлин указывает на гораздо более быструю скорость ледника. Это предполагается из-за связи между трением и площадью поверхности. [38]
_HB-11.jpg/1280px-Andechs,_B%C3%A4ckerbichl_(Drumlin)_HB-11.jpg)
Драмлины образуются, когда вышележащий лед движется по неконсолидированным тиллу или моренам. Существуют две основные теории образования друмлинов. Хотя точное происхождение этих форм рельефа может варьироваться в зависимости от обстоятельств и является предметом споров. [38] Первая, часто называемая конструкционной, предполагает, что ледниковый тилл откладывается потоками талой воды и накапливается в результате постоянного напора вышележащего ледника. В результате этого процесса отдельные частицы тилла в друмлине выстраиваются в направлении потока льда. [39] Ученые могут проверить эту теорию, изучая ориентацию зерен осадка с общей ориентацией друмлина. [39] Вторая теория заключается в том, что эрозия, вызванная тяжелым вышележащим ледником, соскребает материал с неконсолидированного осадочного слоя, переставляет его и откладывает на друмлине. Драмлин формируется потоком льда так же, как и в ранее упомянутой теории. [40] Различие заключается в том, откуда берется ледниковый тилль до того, как он сформировался. В любом случае, поскольку подледниковая область становится видна только после отступления ледника, а также поскольку наблюдается большая изменчивость в проявлении друмлина, остается некоторая неопределенность относительно процессов, формирующих эти формы рельефа.
Драмлины могут состоять из слоистого или неслоистого тилла, размер которого варьируется от песка до валунов. Неоднородность состава друмлина отражает разнообразное происхождение осадков. [38] В друмлинах может наблюдаться полосчатость или слоистость тилла, поскольку тилль накапливается на формировании друмлина в последовательных слоях. [38]
Равнина зандрового стока — это относительно плоская область на конце ледника, где ледниковые отложения отлагаются талыми водами. Осадок сортируется дистально, более крупные отложения откладываются ближе к краю ледника, а более мелкозернистые отложения переносятся дальше потоками талой воды. [41] Равнины зандрового стока могут содержать другие ледниково-флювиальные формы рельефа, включая потоки талой воды, камы и озера-котлы . Речные системы на равнинах зандрового стока обычно образуют разветвленные реки из-за высокого содержания осадка в воде. [42] [4] Поскольку эти потоки извиваются , эрозия происходит сбоку (слева направо), а не вертикально (вверх и вниз). [4] Эти равнины обычно находятся за конечной мореной, отложенной ледником. [4]
Равнины тилл — это области плоского или пологого рельефа, состоящие из тилла, отложенного тающим ледником. Равнины тилл также могут называться областью наземных морен. [26] В отличие от равнин зандрового выноса, равнины тилл образуются, когда часть льда откалывается от основного ледника. Осадок, содержащийся в этом льду, откладывается в виде равнины тилла, когда лед тает. [7] Тилл далее рассеивается и формируется образующейся талой водой. Состав равнины тилла сильно различается и зависит от пути, по которому двигался ледник, и коренной породы, лежащей в основе ледникового региона. [26] Равнины тилла состоят из плохо отсортированных осадков размером от песка до крупных валунов. Формы рельефа, содержащиеся в равнине тилла, включают друмлины и морены, которые состоят из ледникового тилла. [43]
Варвы являются осадочной особенностью флювиогляциального движения. Они представляют собой слои кольцевых отложений осадков. Размеры осадков различаются и зависят от объема потоков, но обычно связаны с грязевыми отложениями ( ил и глина ). [44] Цвет и количество отложенных осадков также различаются в зависимости от сезона; летние отложения обычно имеют большие объемы отложений и характеризуются как легкие, тогда как зимние отложения обычно противоположны. [44] Зимние отложения довольно редки, потому что вода снова замерзает в лед. [44]
Прогляциальное озеро — это водохранилище, течение которого затруднено ледником, ледниковой плотиной или ледниковым образованием, таким как конечная морена. [4] Прогляциальные озера обычно являются побочным продуктом талой ледниковой воды. Осадок, содержащийся в прогляциальном озере, является полезным геохронологическим инструментом, который регистрирует закономерности изменений в ледниковом регионе. [45] Прогляциальные озера могут быть перекрыты мореной, ледниковым льдом или могут быть заперты у языка ледника изостатическим прогибом земной коры ледником. [46] , [47] Карп — это особый термин для прогляциального озера, которое образуется в переуглубленной чаше цирка . [ 25]