В геоморфологии прорывное наводнение — разновидность меганаводнения — представляет собой крупномасштабное, низкочастотное катастрофическое наводнение , сопровождающееся внезапным выбросом большого количества воды. [1] [2] Во время последней дегляциации многочисленные прорывы ледниковых озер были вызваны обрушением ледниковых щитов или ледников, которые образовали плотины прогляциальных озер . Примеры более старых прорывных наводнений известны из геологического прошлого Земли и выведены из геоморфологических данных на Марсе . Оползни , лахары и вулканические плотины также могут блокировать реки и создавать озера, которые вызывают такие наводнения, когда скальный или земляной барьер разрушается или подвергается эрозии. Озера также образуются за ледниковыми моренами или ледяными плотинами, которые могут обрушиться и вызвать прорывные наводнения. [3] [4]
Меганаводнения — это палеопаводки (прошлые наводнения), при которых скорость потока воды превышала исторические данные. Они изучаются через осадочные отложения , а также эрозионные и структурные формы рельефа , созданные отдельными меганаводнениями. Наводнения, известные нам из исторических описаний, в основном связаны с метеорологическими явлениями, такими как проливные дожди, быстрое таяние снежных покровов или их сочетание. Однако геологические исследования показали, что в геологическом прошлом Земли происходили гораздо более крупные события. [3] В случае прорывных наводнений такие наводнения обычно связаны с обрушением барьера, образовавшего озеро. В зависимости от ответственного механизма они подразделяются на следующую классификацию:
Примеры случаев, когда доказательства существования крупных древних водных потоков были задокументированы или находятся на стадии тщательного изучения, включают:
Примером может служить разлив озера, вызвавший одну из самых страшных в истории катастроф, связанных с оползнями, 10 июня 1786 года. Оползневая плотина на реке Даду в провинции Сычуань , созданная в результате землетрясения десятью днями ранее, прорвалась и вызвала наводнение, распространившееся на 1400 км ( 870 миль) вниз по течению и погибло 100 000 человек. [5]
Послеледниковый отскок меняет наклон земли. В озерах это означает, что берега погружаются в направлении дальше от прежней максимальной глубины льда. Когда озеро упирается в эскер , давление воды увеличивается с увеличением глубины. Тогда эскер может выйти из строя под нагрузкой и лопнуть, создав новый отток. Озеро Пиелинен в Финляндии является примером этого.
Поднявшееся морское наводнение, предложенное и широко обсуждаемое пополнение пресноводного ледникового Черного моря водой из Эгейского моря , было описано как «сильный напор соленой воды в депрессивное пресноводное озеро в результате единственной катастрофы, которая стала вдохновение для мифологии о потопе» (Райан и Питман, 1998). Морское вторжение, вызванное повышением уровня Средиземного моря, по-видимому, произошло около 7600 лет назад. Он остается активным предметом споров среди геологов, и впоследствии были обнаружены доказательства, подтверждающие и опровергающие существование потопа, в то время как теория о том, что оно лежит в основе более поздних мифов о потопе , не доказана.
Затопление этой территории рассеяло народы по обе стороны впадины залива. Это была территория, питаемая четырьмя реками. Роуз называет его «Оазисом Персидского залива», который, возможно, был демографическим убежищем, питаемым реками Тигр, Евфрат, Карун и Вади-Батин. Предполагалось, что это территория пресноводных источников и рек. [6] [7]
В Северной Америке во время максимума ледников не было Великих озер , какими мы их знаем, но формировались и перемещались «прогляциальные» (ледниковые) озера. Они лежали на территории современных озер, но сток их иногда направлялся на юг, в систему Миссисипи; иногда в Арктику или на восток, в Атлантику. Самым известным из этих прогляциальных озер было озеро Агассис . Когда конструкция ледяной плотины вышла из строя, из озера Агассис произошла серия сильных наводнений, в результате чего в Мировой океан добавились огромные потоки пресной воды.
Наводнения в Миссуле в штатах Орегон и Вашингтон также были вызваны разрушением ледяных плотин, что привело к образованию Чаннел-Скаблендс .
Озеро Бонневиль , плювиальное озеро , катастрофически разлилось во время Бонневильского наводнения около 14 500 лет назад из-за того, что его вода вышла из берегов и смыла подоконник, состоящий из двух противоположных аллювиальных вееров , которые заблокировали ущелье . Озеро Бонневиль не было ледниковым озером, но изменение климата ледникового периода определило уровень озера и его разлив. Это событие описано в первом научном сообщении о меганаводнении (Гилберт, 1890 г.). [8]
Последнее из прогляциальных озер Северной Америки, расположенное к северу от нынешних Великих озер, геологи назвали ледниковым озером Оджибвей . Наибольшего объема он достиг около 8500 лет назад, когда соединился с озером Агассис. Но его выход был заблокирован великой стеной ледников, и он впадал притоками в реки Оттава и Св. Лаврентия далеко на юге. Примерно 8300–7700 лет назад тающая ледяная плотина над самым южным продолжением Гудзонова залива сузилась до такой степени, что давление и плавучесть освободили ее, и ледяная плотина катастрофически разрушилась. Пляжные террасы озера Оджибвей показывают, что оно находилось на высоте 250 метров (820 футов) над уровнем моря. Объем озера Оджибвей обычно оценивается примерно в 163 000 км 3 (39 000 кубических миль), что более чем достаточно для того, чтобы покрыть выровненную Антарктиду слоем воды глубиной 10 метров (33 фута). Этот объем был добавлен к мировому океану за считанные месяцы.
Подробные сроки и скорость изменений после начала таяния огромных ледниковых щитов являются предметом продолжающихся исследований.
Теория, предложенная Андреем Чепалыгой из Российской академии наук, относит затопление бассейна Черного моря к более раннему времени и по другой причине. По словам Чепалыги, глобальное потепление , начавшееся примерно с 16 000 лет назад, вызвало таяние Скандинавского ледникового щита , что привело к массивному речному стоку, который впал в Каспийское море , подняв его на целых 50 метров (160 футов) выше нормального современного уровня. . Азовское море поднялось так высоко, что вылилось в Каспийское море. [ сомнительно ] Подъем был чрезвычайно быстрым и Каспийский бассейн не мог вместить все паводковые воды, которые стекали с северо-западного побережья Каспийского моря через Кумо -Манычскую впадину и Керченский пролив в бассейн Черного моря. К концу плейстоцена это могло поднять уровень Черного моря примерно на 60–70 метров (от 200 до 230 футов), что на 20 метров (66 футов) ниже его современного уровня, затопив большие территории, которые раньше были доступны для заселения. или охота. Чепалыга предполагает, что это, возможно, легло в основу легенд о Великом Потопе . [9]
Барьер через Баб-эль-Мандеб , между Эфиопией и Йеменом, по-видимому, стал источником наводнений, подобных тем, которые наблюдались в Средиземноморье. Событие на озере Тоба , произошедшее примерно между 69 000 и 77 000 лет назад , вызвало массовое падение уровня моря , обнажив барьер и позволив современному Homo sapiens покинуть Африку другим маршрутом, кроме Синайского полуострова. Находка солевых эвапоритов на дне Красного моря подтверждает, что эта плотина функционировала в разные периоды прошлого. Повышение уровня моря во время фландрийской трансгрессии (и в более ранние межледниковые периоды) позволяет предположить, что эта территория могла подвергаться прорывным наводнениям. [10]
Первоначально здесь был перешеек через Дуврский пролив . Во время более раннего ледникового максимума выход из Северного моря был перекрыт на севере ледяной дамбой , и вода, вытекающая из рек, стекала в обширное озеро с пресноводным таянием ледников на дне того, что сейчас является Северным морем. Слегка поднимающийся меловой хребет, соединяющий пустоши Кент и Артуа , возможно, примерно на 30 метров (100 футов) выше нынешнего уровня моря, содержал ледниковое озеро в Дуврском проливе . В какой-то момент, вероятно, около 425 000 лет назад и снова около 225 000 лет спустя, барьер рухнул [11] или был преодолен, в результате чего произошло катастрофическое наводнение, которое навсегда перенаправило Рейн в Ла-Манш и заменило «Дуврский перешеек» водораздела гораздо нижний водораздел, проходящий от Восточной Англии на восток, затем на юго-восток до Хук-оф-Голланд и (как на современном уровне моря) отделял Великобританию от европейского континента; гидролокационное исследование морского дна Ла-Манша, опубликованное в журнале Nature , июль 2007 г., [12] выявило обнаружение безошибочных следов меганаводнения на морском дне Ла-Манша: глубоко размытые каналы и переплетенные структуры оставили остатки островов обтекаемой формы среди глубоко выдолбленные каналы, где произошел обвал. [13] [11]
Катастрофическое наводнение вновь затопило Средиземное море 5,3 миллиона лет назад, в начале эпохи Занклина , положившей конец Мессинскому кризису солености . [14] Наводнение произошло, когда атлантические воды проникли через Гибралтарский пролив в высохший Средиземноморский бассейн после Мессинского кризиса солености, во время которого он неоднократно высыхал и повторно затоплялся, что, по общему мнению, датируется периодом до появления современных людей. [15]
Средиземное море не высыхало во время последнего ледникового максимума . По оценкам, уровень моря во время ледниковых периодов плейстоцена падал всего на 110–120 метров (от 361 до 394 футов). [16] [17] Напротив, глубина Гибралтарского пролива , куда входит Атлантический океан, колеблется от 300 до 900 метров (от 980 до 2950 футов). [18]