Флювиогляциальные формы рельефа или флювиогляциальные формы рельефа [a] — это те, которые возникают в результате сопутствующей эрозии и отложения отложений , вызванных талой ледниковой водой . Ледники содержат взвешенные наносы, большая часть которых первоначально собирается с подстилающей суши. Формы рельефа формируются в результате ледниковой эрозии в результате таких процессов, как добыча ледников, абразия и талая вода. Талая ледниковая вода способствует эрозии коренных пород посредством как механических, так и химических процессов. [3] Флювиогляциальные процессы могут происходить как на поверхности, так и внутри ледника. Отложения , образующиеся внутри ледника, обнаруживаются после того, как весь ледник растает или частично отступит. К флювиогляциальным формам рельефа и эрозионным поверхностям относятся: замывные равнины , камы , камовые террасы, котловины , озы , варвы и прогляциальные озера . [4]
Талые потоки и ледники образуются, особенно в теплое время года. Надледниковые потоки — те, что над поверхностью ледника, и подледниковые потоки — те, что находятся под поверхностью ледника. [5] На границе ледника и подстилающей поверхности земли огромный вес ледника приводит к таянию льда и образованию подледниковых потоков талой воды. Эти потоки под огромным давлением и с высокими скоростями, а также под тяжестью самого ледника способны прорезать ландшафты и вырывать осадки из земли. [6] Этот осадок переносится по мере продвижения ледника. В теплое время года ледник уменьшается и отступает. Этот процесс оставляет после себя выпавшие осадки в виде осадочных форм рельефа. [7] Два процесса продвижения и отступления способны преобразовать ландшафт и оставить после себя ряд форм рельефа, которые дают глубокое понимание прошлого присутствия и поведения ледников. Формы рельефа, возникающие в результате этих процессов, включают морены , камы , котлы , озы , друмлины , равнины и прогляциальные озера .
.jpg/1280px-20190622_Thorsmork_7743_(48459729752).jpg)
Гляциофлювиальные отложения или гляцио-флювиальные отложения состоят из валунов , гравия , песка , ила и глины ледниковых щитов или ледников . Они транспортируются, сортируются и откладываются потоками воды. Отложения образуются рядом, ниже или вниз по течению ото льда. К ним относятся камы , камовые террасы и озы , образовавшиеся в контакте со льдом, а также конусы вымыва и равнины под кромкой льда. Обычно смывные осадки переносятся быстрыми и турбулентными потоками флювиогляциальных талых вод, но иногда они переносятся катастрофическими прорывными паводками . Более крупные элементы, такие как валуны и гравий, откладываются ближе к кромке льда, а более мелкие элементы переносятся дальше, иногда в озера или океан. Отложения сортируются речными процессами . Они отличаются от ледникового тилля , который перемещается и откладывается льдом ледника и не сортируется.
Подледниковое меганаводнение может прорезать полости в основании льда. По мере того, как паводок утихает, в эти полости откладываются осадки, образуя заполненные полостями друмлины в полостях, выровненных по течению, ребристую местность в полостях, которые пересекают поток, и холмистую местность в других местах. [8] Низкие прямые хребты высотой до 10 метров (33 фута) могут образовываться там, где осадки заполняют трещины внутри ледника или у его основания. [8]
Каме — небольшой холмик или гряда с крутыми склонами, сложенными из песка и гравия, отложившегося из растаявшего льда . Камесы могут быть изолированными или образовываться группами. Некоторые из них образуются у подножия ледника в результате талой воды, стекающей с поверхности льда в мулене или из водоема внутри ледника. Другие образуются на окраине льда в виде небольших дельт. [9] Террасы Каме представляют собой уступы из песка и гравия, отложенные разветвленными реками, текущими между склоном долины и ледяным краем ледника. Террасы каме на противоположных сторонах долинного ледника могут находиться на разной высоте. [10]
Иногда слоистый нанос откладывается в туннелях, проходящих через ледник или под ним. Когда лед тает, нанос обнажается в виде длинных линейных гряд гравия, называемых озами . Некоторые озы, образовавшиеся на ледниковых щитах плейстоцена , имеют длину в несколько сотен километров. Обычно их длина варьируется от нескольких сотен метров до нескольких километров. [11]
Отложения контакта со льдом, включая камы, камовые плато и озы, в основном состоят из песка и гравия, но могут включать прослои диамиктона , ила и глины. Камы и камовые плато обычно имеют основание из слоистых илов, а выше — слои все более грубого песка, покрытые гравием. [12]
Флювиальные отложения образуются смывными потоками, текущими через туннели внутри или под ледником. [11] Вода в основном поступает в результате таяния, а также может поступать из осадков или стоков с свободных ото льда склонов рядом с ледником. [12] Скорость течения рек сильно варьируется в зависимости от температуры, которая, в свою очередь, зависит от сезона, времени суток и облачности. В периоды сильного течения реки 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 за счет гидравлического воздействия , кавитации и истирания . [14] Они также могут растворять и удалять растворимые химические вещества из истертой коренной породы и мусора под ледником. [13] Потоки поднимают мусор из-под ледника, а мусор смывается с возвышенностей рядом с ледником. Обычно они удерживают столько мусора, сколько могут унести, покидая ледник. [11]
Большие суточные колебания расхода влияют на движение отложений. Осадок собирается и переносится по мере подъема стока, а затем откладывается по мере его падения. Обычно большая часть наносов скатывается или скользит возле русла ручья. В периоды наибольшего расхода воды могут прийти в движение большие валуны. В начале лета, когда уровень сброса самый высокий, также могут наблюдаться высокие концентрации взвешенных отложений. [15] Озера или водоемы ниже, внутри, на леднике или рядом с ним могут вызвать массовые прорывные наводнения, известные как йёкульхлаупс . [16]
Выйдя из ледяного туннеля, поток талой воды распространяется и замедляется, оставляя на себе мусор. Русла забиваются, и ручью приходится искать новые маршруты, что может привести к образованию разветвленного ручья с руслами, разделенными полосами гравия или песка. [11] Русло разветвленных ручьев очень нестабильно из-за высоких нагрузок наносов, колебаний расхода воды и отсутствия растений для закрепления берегов. [17] Количество отложенного материала обычно больше всего ближе к концу ледника, поэтому осадки будут иметь тенденцию спускаться вниз и истончаться с этой точки. [11]
Вееры вымыва представляют собой отложения осадка, которые расходятся веером от портала талой воды, причем на больших расстояниях от портала осадок становится все более мелким. Вентиляторы можно хранить на суше или в воде. [10] Линия соседних вееров выноса ледникового щита может образовывать хребет или флювиально-ледниковую морену. [18] Когда многие потоки вымывания текут от ледяного фронта в низменную местность, они образуют широкий сандур, или вымывную равнину . [17] Сандар может содержать отложения толщиной в десятки метров. [19] В горных регионах потоки вымыва ограничены склонами долин и откладывают толстые слои отложений на линейных равнинах, называемых долинами. [17] Террасы образуются, когда потоки опускаются до более низких уровней и покидают более высокие и старые равнины. [12]
Осадки отлагаются пластами разного масштаба: от песчаной ряби диаметром несколько сантиметров до гравийных полос длиной в несколько сотен метров. [20] Осадочные структуры, такие как напластование , перекрестное напластование и обломочная черепица , аналогичны структурам, созданным другими типами ручьев. [19] Рядом с ледником низменная равнина состоит из длинных полос крупного гравия с очень разным размером зерен, с несколькими большими каналами между полосами. Дальше идут поперечные перекладины и паутина из множества плетеных каналов. Осадок теперь включает гравий и песок, а зерна стали более круглыми из-за сортировки и истирания. Еще дальше, когда неледниковые потоки присоединяются к выносящим потокам, поток образует неглубокие разветвленные каналы или извилистые ручьи и откладывает песок. [17] Речные ледниковые потоки, в которых преобладают ежегодные явления таяния льда, могут сливаться с нормальной речной средой, где более важны неледниковые притоки. [16]
Отложения опускающихся вод прорывного паводка могут быть плохо отсортированы, иметь широкий диапазон размеров зерен и не иметь четко выраженных форм пластов. [20] Другие флювиальные отложения напоминают отложения неледниковых речных процессов. В основном они состоят из ила , песка и гравия с умеренно окатанными зернами. [19] Осадки вблизи ледника обычно более крупные, 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 оседать на значительном расстоянии. от ледника. [20] Как правило, отложения вымыва становятся тоньше по мере удаления от края льда. [12] Отложения часто имеют отдельные слои из-за сезонных и эпизодических изменений в потоке рек. [8]
Смывные потоки часто впадают в прогляциальные озера , где оставляют ледниково-ледниковые отложения . В основном они состоят из ила и глины с наслоениями миллиметрового масштаба. Иногда они включают в себя варвы , чередующие более крупные отложения в летние периоды большого расхода талой воды и более мелкие осадки в зимний период. Когда поток заканчивается в океане, он оставляет ледниково-морские отложения. [19] Смывные потоки могут образовывать дельты там, где они впадают в озера или океан. [17]
Флювиальные отложения могут окружать и покрывать большие глыбы льда. Обломки могут изолировать лед на несколько сотен лет. Со временем глыбы льда тают, оставляя впадины, называемые котлами , или котловые озера, если они наполняются водой. [11] Чайники часто связаны с отложениями, контактирующими со льдом. Они также могут образовываться в пластовых отложениях, но обычно меньше, чем котлы, контактирующие со льдом. [12]
Морены состоят из отложений, отложенных ледником, и последующей талой ледниковой воды, также известной как ледниковый тилл . Морены обычно встречаются вблизи оконечностей ледника, на границах 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 специфические характеристики морены зависят от ее местоположения относительно ледникового тела и процессов, в результате которых образовался соответствующий ледниковый тилл. [7] Четыре основных типа морен включают боковые , медиальные , наземные и концевые .
Размер отложенных отложений, образующих морену, может варьироваться от размера глины до валуна. Морены могут быть переработаны в результате дальнейшего ледникового воздействия или талой воды в другие флювиогляциальные формы рельефа. [21] Как оригинальные, так и переработанные морены фиксируют континуум процессов, происходящих в ландшафте в результате присутствия ледников.
Боковые морены представляют собой гряды отложений, отложившихся вдоль ледника, идущие параллельно длинной оси ледника. Эти отложения обычно откладываются поверх льда ( надледниковый тилль) на окраине ледника и, как таковые, не подвергаются такой же ледниковой эрозии, как другие включенные отложения. [22] , [23] Отложения, образующие боковые морены, могут быть результатом морозного выветривания стенки долины, когда ледник проходит через регион, или отложения отложений ручьями, впадающими в ледниковую долину. [22] Эти отложения оседают в хребте по мере отступления ледника.
Часто полагают, что средние морены являются результатом сближения двух ледников. Осадки, расположенные между обоими ледниками, выталкиваются на вершину более крупного соединенного ледника, когда два тела сближаются. Срединные морены также могут образовываться в результате того, что подледниковый и энгляциальный материал поднимается вверх потоком льда и собирается на поверхности и внутри ледникового тела. [24] Это до затем осуществляется в направлении ледникового наступления. По мере таяния ледника осадки откладываются в виде хребта в центре ледниковой долины.
Наземные морены представляют собой области ледникового периода, образующие относительно плоские участки или пологие холмы. Обычно донные морены состоят из ложементов . Обломки осадков, взвешенные во льду у подножия ледника, имеют большее трение о землю, 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 тилловыми равнинами . Грунтовые морены и рыхлые тиллы могут превращаться в друмлины по мере наступления 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 осадки переносятся на дно ледника и откладываются. Когда ледник тает, эти рыхлые обломки образуют хребты. Форма терминала представляет собой форму рыла или конечной точки ледника . [26] Конечная морена относится к морене, возникающей в точке наибольшего продвижения ледника. Рецессионная морена — это хребет отложенных обломков, который образуется, когда ледник остается неподвижным в течение длительного периода времени. [27] Это происходит, когда ледник находится в равновесии или остановился во время отступления. Возникновение концевых морен может быть полезно для определения закономерностей наступления, отступления и равновесия ледника. [7]
Каме — холм или холм неправильной формы, образовавшийся в результате отложения отложений отступающего ледника. [26] Отложения удерживаются во впадине ледника 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 отложений, расположенные в каме, могут варьироваться от мелких до мелкозернистых, от размеров булыжника до валуна [28] . Другие описывают диапазон размеров как от песков до гравия. [29] Камы часто ассоциируются с котлами в регионах, называемых «топографией каме и котлов». [25] Эти холмы могут различаться по размеру и достигать 50 м в высоту и 400 м в ширину. [29]
Террасы каме образуются, когда ледниковая окраина упирается в стену долины . Стена долины не позволяет потокам талой воды течь наружу от ледникового рыла. Вместо этого талая ледниковая вода отклоняется вбок вдоль кромки льда и откладывает отложения между ледником и стеной долины. [25] По мере отступления ледника процесс может повториться, создавая ступенчатый склон или террасу, называемую террасой каме. В единственном числе эту форму рельефа можно также назвать камовой мореной. [30] Точная морфология камовой террасы зависит от потока формирующегося потока талой воды и угла между кромкой льда и стеной долины. [25] Террасы Каме являются полезным инструментом для обозначения прошлых границ льда. [30]
Каметерраса представляет собой относительно плоскую поверхность отложений, отложившихся между поверхностью долины и ледником. Когда камовые поверхности и другие водно-ледниковые формы рельефа объединяются в один ландшафт, это называется камовым комплексом или ледниково- карстовым рельефом .
Дельта каме — плосковершинная форма рельефа, состоящая из хорошо отсортированных песчано-гравийных гляциофлювиальных отложений, отложенных потоком талых вод в водоем или речную систему. Таким образом, дельты каме могут использоваться для обозначения точки притока в водоем, например, в прогляциальное озеро , даже после того, как эта вода перестала присутствовать в ландшафте. [25] Тяжелые потоки талой воды, вытекающие из ледникового тела или вытекающие из него, замедляют скорость при контакте с водоемом. Это уменьшение скорости приводит к тому, что потоки не могут переносить осадки, и осадки выпадают из толщи воды. Более тяжелые осадки будут выпадать из толщи воды первыми по мере уменьшения скорости воды. Таким образом, в дельтах камы ожидается слоистая слоистость осадочных пород. [31]
Котлы , или лунки для котлов, представляют собой отпечатки, оставленные на ледниковой равнине остатками льда отступающего ледника. [32] По мере отступления ледника куски льда могут отколоться в процессе, известном как откалывание льда или откалывание ледника . Когда талая ледниковая вода с тяжелыми отложениями течет мимо неподвижной ледяной глыбы, повышенное трение между льдом и отложениями вызывает накопление отложений вокруг ледяной глыбы. Осадок может стать настолько обширным, что полностью покроет кусок льда. Затем лед тает и оставляет след на земле. [33] [34]
Оставшееся отверстие называется чайником. Точные размеры и характеристики котла в целом зависят от степени залегания льда. [33] Часто эти отверстия заполняются водой из потоков талой воды и называются котловыми озерами. Озера-котелы часто бывают мелкими из-за большого количества наносов, приносимых в них талой ледниковой водой. [32]
На пойме ледника часто можно встретить ямы для котлов. [4] Ширина ям для котлов может составлять от 5 м до 30 км.
Эскеры — это длинные изогнутые хребты слоистых отложений, встречающиеся в ранее покрытых льдом регионах. [35] Они могут иметь длину от нескольких метров до сотен километров и высоту от 3 до 200 метров. [4] Высота и ширина озы определяются давлением воды и льда, а также нагрузкой наносов во время формирования. [36] Эскеры образуются в ледяных туннелях внутри или под ледником, как показано на рисунке 1 , и состоят из отложений отложений ручьев, которые занимают эти туннели. [37] Эскеры также могут образовываться из надледниковых ручьев, которые врезаются в трещины ледника. После таяния льда отложения ручья остаются в виде длинных насыпей озов. Система подледниковых потоков может создавать разветвленное образование озов, хотя они не всегда являются сплошными рукавами. [36]
Часто озы следуют направлению потока ледника, но в случаях высокого давления талая вода выталкивается в самое низкое доступное место, что может образовать очень мелкий и широкий подледный поток, в результате чего образуются короткие и широкие озы. При меньшем давлении, часто вблизи конечного конца ледника, где лед движется довольно медленно, могут образовываться озы с крутыми стенками. [37] Обломки, обнаруженные в озах, зависят от отложений во льду и поступления в поток талой воды внутри туннеля. Этот осадок обычно представляет собой песок или булыжник, иногда встречаются более крупные валуны. В озах ожидается залегание, хотя иногда и неравномерное. [36]
Друмлин — это вытянутый холм в форме полузакопанного яйца, где более мелкий конец холма также сужается в ширину. Собрание друмлинов на одном участке называется полем или рой и создает ландшафт, который иногда называют «топографией корзины яиц». [7] Форма друмлина может быть разной, но чаще всего она имеет овальную форму с длинной осью, параллельной направлению потока льда. Более крутой склон обычно идет вверх по льду, а более пологий склон - вниз по льду. [38] Предполагается, что соотношение ширины и длины друмлина можно использовать для определения скорости движения ледника. Удлиненный друмлин указывает на более медленную скорость ледников, тогда как укороченный друмлин указывает на гораздо более высокую скорость ледников. Предполагается, что это связано с взаимосвязью между трением и площадью поверхности. [38]
_HB-11.jpg/1280px-Andechs,_B%C3%A4ckerbichl_(Drumlin)_HB-11.jpg)
Друмлины образуются, когда вышележащий лед движется по рыхлым донным или грунтовым моренам. Существуют две основные теории образования друмлинов. Хотя точное происхождение этих форм рельефа может существенно различаться и является предметом споров. [38] Первый, часто называемый конструкционным, предполагает, что ледниковый тилль откладывается потоками талой воды и накапливается в результате постоянного давления вышележащего ледника. В результате этого процесса отдельные частицы тилла в друмлине выравниваются 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, сдирает материал с рыхлого слоя отложений, перемещает его и откладывает на друмлине. Друмлин имеет форму потока льда, как и в ранее упомянутой теории. [40] Разница в том, откуда образовался ледниковый тилль до того, как он сформировался. При любых обстоятельствах, поскольку подледный регион не виден до тех пор, пока ледник не отступит, и поскольку существует большая изменчивость в представлении друмлина, остается некоторая неопределенность относительно процессов, которые формируют эти формы рельефа.
Друмлины могут состоять из слоистых или нестратифицированных тиллов размером от песка до валунов. Неоднородность состава друмлина свидетельствует о разнообразном происхождении осадков. [38] В друмлинах может возникать полосатость или наслоение тилла, поскольку тилл накапливается на формации друмлина в последовательных слоях. [38]
Равнина сброса — это относительно плоская область на конце ледника, где ледниковые отложения отлагаются смывом талой воды. Осадки сортируются дистально: более крупные осадки откладываются ближе к краю ледника, а более мелкозернистые осадки переносятся потоками талой воды дальше. [41] Равнины вымывания могут содержать другие флювиально-ледниковые формы рельефа, включая ручьи талой воды, камы и котловые озера . Речные системы на пойменных равнинах обычно образуют разветвленные реки из-за высокого содержания наносов 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 Тилла представляют собой области с плоским или пологим рельефом, состоящие из тилля, отложенного тающим ледником. Равнины Тилля также можно назвать областью донных морен. [26] В отличие от низменных равнин, до тех пор, пока равнины не образуются, когда часть льда откалывается от главного ледника. Осадок, содержащийся в этом льду, откладывается в виде тилловой равнины, когда лед тает. [7] Полученная талая вода далее диспергирует и формирует кассу. Состав тилльской равнины сильно различается и зависит от пути, по которому прошел ледник, и от коренной породы, подстилающей ледниковый регион. [26] Тилльские равнины состоят из плохо отсортированных отложений размером от песка до крупных валунов. Формы рельефа тилловой равнины включают друмлины и морены, сложенные ледниковым тиллом. [43]
Варвы представляют собой осадочную особенность флювиогляциального движения. Они представляют собой слои кольцевых отложений осадочных пород. Размеры отложений варьируются и зависят от объема ручьев, но обычно связаны с иловыми отложениями ( ил и глина ). [44] Цвет и количество отложений также варьируются в зависимости от сезона; летние отложения обычно имеют большие объемы отложений и характеризуются легкостью, тогда как зимние отложения обычно имеют противоположный характер. [44] Зимние отложения встречаются довольно редко, поскольку вода снова замерзает в лед. [44]
Прогляциальное озеро — это водохранилище, которое не может течь из-за ледника, ледниковой плотины или позади ледникового объекта, такого как концевая морена. [4] Прогляциальные озера обычно являются побочным продуктом талой ледниковой воды. Осадки, содержащиеся в прогляциальном озере, являются полезным геохронологическим инструментом, который фиксирует закономерности изменений в ледниковом регионе. [45] Прогляциальные озера могут быть перекрыты мореной, ледниковым льдом или могут быть заперты в рыле ледника изостатической депрессией коры ледником. [46] , [47] Тарн — особый термин для обозначения прогляциального озера, которое образуется в чрезмерно углубленной чаше цирка . [25]