«Геологическая история Великих равнин»

ДЕНВЕР, КОЛОРАДО

Но из этих бескрайних прерий для Соединенных Штатов может возникнуть одно большое преимущество, а именно: ограничение нашего населения определенными пределами и, тем самым, сохранение союза. Наши граждане, будучи столь склонными к странствиям и расширению своих границ, по необходимости будут вынуждены ограничить свое продвижение на запад пределами Миссури и Миссисипи, оставив прерии, непригодные для возделывания, кочующим и нецивилизованным аборигенам этой страны. Зебулон Пайк

Исследовательские путешествия по западным территориям Северной Америки, включающие плавание из Сент-Луиса по Миссисипи к истоку этой реки, а также путешествие по внутренним районам Луизианы и северо-восточным провинциям Новой Испании. Совершены в 1805, 1806 и 1807 годах по приказу правительства Соединенных Штатов. Зебулоном Монтгомери Пайком. Опубликовано: Патерностер-Роу, Лондон, 1811 г.; У. Х. Лоуренс и компания, Денвер, 1889 г. Цитата со страниц 230-231 издания 1889 года.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ ВЕЛИКИХ РАВНИН

Дональд Э. Тримбл

Научно-популярное описание происхождения и эволюции ландшафта Великих равнин

БЮЛЛЕТЕНЬ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ 1493

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ СЕСИЛ Д. ЭНДРУС, Секретарь

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЛУЖБА Г. Уильям Менард, Директор

ТИПОГРАФИЯ ПРАВИТЕЛЬСТВА СОЕДИНЕННЫХ ШТАТОВ, ВАШИНГТОН: 1980

Library of Congress Cataloging in Publication Data Trimble, Donald E. The geologic story of the Great Plains. (U.S. Geological Survey Bulletin 1493) Bibliography: p. 50 Includes index. Supt. of Docs. no.: I 19.3: 1493 I. Geology—Great Plains. I. Title. II. Series: United States Geological Survey Bulletin 1493. QE75.B9 no. 1493 [QE71] 557.3s [557.8] 80-607022

Для продажи через Управление документации, Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 20402

CONTENTS

Introduction 1 What is the Great Plains? 5 The Great Plains—its parts 7 Early history 10 Warping and stream deposition 11 Sculpturing the land 18 Landforms of today—The surface features of the Great Plains 19 Black Hills 20 Central Texas Uplift 22 Raton Section 23 High Plains 25 Missouri Plateau 32 Preglacial Drainage 33 Glaciated Missouri Plateau 33 Unglaciated Missouri Plateau 36 The Colorado Piedmont 42 Pecos Valley 45 Edwards Plateau 46 Plains Border Section 48 Epilogue 49 Acknowledgments 49 Some source references 50

РИСУНКИ

FRONTISPIECE. Aerial photograph of Denver. 1. Index map 3 2-3. Maps showing: 2. Physical divisions of the United States and maximum extent of the continental ice sheets 6 3. The Great Plains province and its sections 8 4. Photograph of Mescalero escarpment and southern High Plains 9 5. Geologic time chart 12 6-8. Maps showing: 6. Paleogeography of U.S. in Late Cretaceous 14 7. Structural setting of the Great Plains 14 8. Progressive southward expansion of areas of deposition 17 9. Photograph of Big Horn strip mine at Acme, Wyo. 18 10. Black Hills diagram 21 11-16. Photographs showing: 11. Weathering of granite at Sylvan Lake in the Black Hills 22 12. Capulin Mountain National Monument, N. Mex. 24 13. Mesa de Maya, Colo. 25 14. Spanish Peaks, Colo. 26 15. “The Gangplank,” Wyo. 27 16. Scotts Bluff National Monument, Nebr. 28 17. Aerial photograph of the Nebraska Sand Hills 30 18. Map of the Nebraska Sand Hills 31 19-30. Photographs showing: 19. Loess plain in Nebraska 32 20. Ground moraine on the Coteau du Missouri in North Dakota 34 21. Slump blocks in North Unit of Theodore Roosevelt National Memorial Park, N. Dak. 36 22. Highwood Mountains, Mont. 37 23. Devils Tower National Monument, Wyo. 38 24. Glaciated valley in Crazy Mountains, Mont. 39 25. Powder River Basin in vicinity of Tongue River 40 26. Badlands National Monument, S. Dak. 41 27. Badlands of Little Missouri River in South Unit of Theodore Roosevelt National Memorial Park, N. Dak. 42 28. Hogback ridges along the Front Range, Colo. 43 29. Pawnee Buttes, Colo. 44 30. Edwards Plateau, Tex. 47

ТАБЛИЦА

1. Generalized chart of rocks of the Great Plains 15

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ ВЕЛИКИХ РАВНИН

Дональд Э. Тримбл

ВВЕДЕНИЕ

Великие равнины! Одни только эти слова создают ощущение простора и чувство судьбы — вызов. Но что именно представляет собой эта особая часть Западной Америки, вмещающая в себя так много нашей истории? Как она возникла? Почему она отличается от других?

Географически Великие равнины представляют собой огромный простор; они простираются от Мексики далеко на север в Канаду и раскинулись к востоку от Скалистых гор, словно гигантский коврик у входа. Великие равнины, которые так часто называют унылой, лишенной примечательных черт местностью, на самом деле являются краем ярких контрастов и безграничного разнообразия: каньоны, прорезанные водами Пекоса и Рио-Гранде в твердых породах засушливой земли; кажущиеся бесконечными хлебные поля Канзаса; безжизненность Бедленда; красота Блэк-Хилс.

До того как их взрезал плуг, большая часть Великих равнин от техасского выступа на север была безлесной степью. Деревья росли только вдоль пойм рек и на немногих горных массивах северных Великих равнин. Эти пышные прерии когда-то были пастбищами для огромных стад бизонов, и земля обеспечивала изобильную жизнь тем индейцам, которые следовали за стадами. К югу от степей, в Техасе, кустарники смешивались с травами: креозотовый куст вдоль долины реки Пекос; мескит, дуб и можжевельник — к востоку.

Общее отсутствие деревьев говорит о том, что это край с малым количеством влаги, что, собственно, так и есть. Почти на всей территории Великих равнин выпадает менее 24 дюймов осадков в год, а на большей части — менее 16 дюймов. Эта сухость и интенсивность солнечного света в данном районе, который в основном расположен на высоте от 2000 до 6000 футов над уровнем моря, создают полузасушливую среду, типичную для Великих равнин. Но так было не всегда. Когда последний материковый ледник находился вблизи своего максимального распространения, около 12 000–14 000 лет назад, еловые леса доходили на юге до Канзаса, а Великие равнины еще южнее были покрыты лиственными лесами. Деревья отступили на север по мере таяния ледяного щита, и последние 8 000–10 000 лет Великие равнины остаются безлесной степью.

Более полувека после того, как Льюис и Кларк пересекли страну в 1805–1806 годах, Великие равнины были испытательным полигоном для фронтирной Америки — здесь Америка достигла зрелости (рис. 1). В 1805–1807 годах исследователь Зебулон Пайк пересек южно-центральную часть Великих равнин, следуя вдоль реки Арканзас от окрестностей Грейт-Бенда, штат Канзас, до Скалистых гор. В последующие годы торговцы из Санта-Фе, привлеченные богатствами торговли с Нью-Мексико, следовали путем Пайка до форта Бент в Колорадо, где сворачивали на юго-запад, уходя от речного маршрута. Пионеры, которые позже пересекали равнины по Орегонскому пути, добирались до реки Платт в районе будущего города Карни, штат Небраска, почти прямым маршрутом из Индепенденса, штат Миссури, и следовали вдоль Платта через центральную часть Великих равнин.

Хотя эти маршруты могли казаться долгими и утомительными тем путешественникам, покрытым дорожной пылью, они обеспечивали относительно легкий доступ к Скалистым горам и имели постоянный запас пресной воды, что было абсолютной необходимостью на этих равнинах. Мысли первопроходцев, несомненно, были заняты опасностями и насущными потребностями момента — и мечтами, — но время, предоставляемое медленным темпом передвижения, также давало им достаточно возможностей для размышлений о происхождении окружающего их ландшафта.

Сегодняшний путешественник, у которого меньше времени на созерцание, проносится мимо меняющегося калейдоскопа пейзажей. Повышенная осведомленность, возникающая из-за этой быстроты перемен, возможно, еще больше стимулирует вопросы о происхождении этого ландшафта.

Рисунок 1. — Обзорная карта Великих равнин с указанием маршрута Льюиса и Кларка, а также Орегонского пути и пути в Санта-Фе.

[Эта карта в более высоком разрешении]

Например, путешественник, направляющийся на запад по межштатной автомагистрали 70, преодолевает почти тысячу миль низких округлых холмов после того, как покидает Аппалачи; холмистый ландшафт нарушается лишь несколькими плоскими участками, где когда-то стоял ледник или находились небольшие озера. Внезапно, недалеко от Салины, штат Канзас, наблюдательный путешественник чувствует разницу в ландшафте. Вместо округлых холмов, расположенных далеко или близко друг от друга, он видит на горизонте плоские поверхности или остатки плоских поверхностей. По мере того как он плавно поднимается на запад, эти прерывистые горизонтальные линии четко вырисовываются на фоне неба. Примерно в 35 милях к западу от Салины он оказывается на широком плоском плато, откуда, кажется, можно видеть бесконечно. Конечно, местами он спускается в речные долины, но лишь ненадолго, так как вскоре снова поднимается на плоскую поверхность.

Эта поверхность плато продолжается на 300 миль на запад — до расстояния в 100 миль от крутого фронта Скалистых гор. Реки, текущие на восток, такие как Смоки-Хилл, Салин, Соломон и Республикан-Ривер, а также их притоки, прорезали свои долины в этой поверхности, но эти долины становятся все более мелкими и полностью исчезают вблизи западного края плато в восточном Колорадо.

Далекие пики Скалистых гор впервые видны, когда путешественник приближается к уступу, образующему западный край этого великого плато. Пересекая уступ недалеко от Лаймона, штат Колорадо, он начинает долгий пологий спуск к Денверу, расположенному на реке Саут-Платт у подножия гор, которые так внушительно возвышаются впереди. Он пересек Великие равнины. Расстояния были велики, но контрасты были заметны.

Если бы наш путешественник выбрал другой маршрут, на север или на юг, он обнаружил бы еще большие контрасты, ибо Великие равнины имеют много частей, каждая со своим характерным обликом. Почему столь разнообразные ландшафты следует считать частями Великих равнин? Каковы их объединяющие черты? И что создало этот ландшафт? Всегда ли он был таким? Если нет, то когда он сформировался? Как он сформировался?

Здесь мы рассмотрим некоторые ответы на эти вопросы. История событий, которые сформировали ландшафт Великих равнин, интерпретируется как на основе материалов, слагающих формы рельефа, так и на основе самих этих форм. Как мы увидим, все формы рельефа являются результатом действия геологических процессов. Эти процессы определяют не только размер и форму рельефа, но и материалы, из которых он состоит. Эти геологические процессы, формирующие и изменяющие поверхность нашей Земли, — это просто неизбежные действия беспокойных недр Земли, а также воздуха, воды и углекислого газа атмосферы, при содействии гравитации и солнечного нагрева (или его отсутствия). Все они помогли создать захватывающее разнообразие той части нашей земли, которую мы называем Великими равнинами.

ЧТО ТАКОЕ ВЕЛИКИЕ РАВНИНЫ?

Соединенные Штаты были подразделены на физико-географические регионы, которые, несмотря на большое внутреннее разнообразие, отчетливо отличаются друг от друга (рис. 2).

От Скалистых гор на западе до Аппалачей на востоке внутренняя часть нашей страны представляет собой обширную низменность (см. обложку), известную как Внутренние равнины. Эти равнины ограничены на юге регионом Внутренних возвышенностей, состоящим из плато Озарк и провинции Уошито, а также Прибрежной равниной. В районе Великих озер Внутренние равнины находят на самую древнюю часть континента — Верхнее нагорье. К западу от Великих озер они простираются далеко на север в Канаду. Безусловно, Скалистые горы отчетливо отличаются от региона к востоку, который является Великими равнинами. Таким образом, Великие равнины — это западная часть великих Внутренних равнин. Скалистые горы образуют их западную границу. Но что определяет их восточную границу?

В эпоху плейстоцена, или Великого ледникового периода, в Канаде образовались огромные ледники, которые продвинулись на юг в великие центральные низменные Внутренние равнины Соединенных Штатов. (См. рисунок 2.) Эти ледники и их отложения изменили поверхность земли, которую они покрывали, в основном между реками Миссури и Огайо; они сгладили контуры и придали земле более мягкий облик, чем тот, что был до их прихода. Эта сглаженная и измененная ледниками земля называется Центральной низменностью. Хотя ледяные щиты заходили на северную часть, Великие равнины — это по большей части не подвергшийся оледенению регион, который простирается от Прибрежной равнины Мексиканского залива в Техасе на север в Канаду между Центральной низменностью и подножием Скалистых гор. Их восточная граница в Техасе и Оклахоме отмечена заметным уступом — уступом Капрок. Их южная граница, где они примыкают к Прибрежной равнине в Техасе, проходит по другому крутому подъему или уступу вдоль зоны разломов Балконес.

Рисунок 2. — Физические подразделения Соединенных Штатов и максимальное распространение материковых ледяных щитов во время Великого ледникового периода.

ВЕЛИКИЕ РАВНИНЫ — ИХ ЧАСТИ

В пределах Великих равнин есть много больших областей, которые сильно отличаются от прилегающих территорий (рис. 3). Блэк-Хилс отчетливо выделяется на фоне окружающей более низкой местности, и его темную, покрытую лесом возвышенность можно увидеть за десятки миль с любого направления. На южном конце Великих равнин находится другая, менее внушительная, покрытая лесом возвышенность — Центральное техасское поднятие. Пожалуй, наиболее впечатляющим является огромное, почти плоское плато, известное как Хай-Плейнс (Высокие равнины), которое простирается на юг от северной границы Небраски через выступ Техаса и образует центральную часть Великих равнин. Восточный и западный края южных Высоких равнин представляют собой высокие, обрывистые эрозионные уступы — уступ Капрок на востоке и уступ Мескалеро на западе. Северный край Высоких равнин определяется другим уступом — уступом Пайн-Ридж, который отделяет Высокие равнины от региона, сильно расчлененного рекой Миссури и ее притоками. Там несколько уровней холмистого нагорья увенчаны небольшими горными массивами и столовыми горами-останцами и прорезаны реками. Этот регион — плато Миссури. Материковый ледник заходил на северо-восточную часть плато Миссури и изменил его поверхность.

Реки Саут-Платт и Арканзас со своими притоками аналогичным образом расчленили область вдоль горного фронта, которая называется Колорадским предгорьем, а река Пекос прорезала широкую долину, направляющуюся на юг от гор Сангре-де-Кристо в Нью-Мексико в Техас. Уступ Мескалеро отделяет долину Пекос от южных Высоких равнин (рис. 4). К югу и востоку от долины Пекос, простираясь до Рио-Гранде и Прибрежной равнины, находится широкое плато из обнаженных, лишенных почвы, горизонтально залегающих известняковых слоев, на которых растет почти только кактус, называемое плато Эдвардс. Зеленые, заполненные посевами долины с полого наклонными склонами и округлыми водоразделами тянутся на восток от Высоких равнин западного Канзаса и характеризуют секцию Пограничья равнин. И, наконец, между Колорадским предгорьем на севере и долиной Пекос на юге вулканические жерла, шлаковые конусы и лавовые поля образуют еще один характерный рельеф в той части Великих равнин, которая называется секцией Ратон.

Рисунок 3. — Провинция Великие равнины и ее секции.

Рисунок 4. — Уступ Мескалеро и южные Высокие равнины (Льяно-Эстакадо) к югу от Тукумкари, штат Нью-Мексико. Фотография К. Д. Миллера, Геологическая служба США.

Могут ли столь разнообразные части нашей земли иметь достаточно общее происхождение, чтобы оправдать их рассмотрение как части одного единого целого — Великих равнин? Вероятно, да, но чтобы понять почему, мы должны изучить некоторую раннюю геологическую историю Великих равнин, а также последующие события, проявившиеся в современных формах рельефа. Мы обнаружим, что все части этого региона, который мы называем Великими равнинами, имеют схожую раннюю историю, а различия, которые мы видим, являются результатами локального доминирования определенных процессов в конечном формировании ландшафта, в основном в течение последних нескольких миллионов лет. Характерный облик ландшафта в каждой секции определяется отчасти как ранними событиями, так и более поздними процессами формирования.

РАННЯЯ ИСТОРИЯ

Внутренние равнины, западной, по большей части не подвергшейся оледенению частью которых являются Великие равнины (рис. 2), геологически являются наименее сложной частью нашего континента, за исключением Прибрежной равнины. На протяжении большей части полумиллиарда лет, с 570 миллионов (рис. 5) до примерно 70 миллионов лет назад, внутренние районы нашего континента были покрыты мелководными морями (рис. 6). Мощная толща слоистых отложений, в основном от 5000 до 10 000 футов толщиной, а местами и больше, отлагалась на опускающемся дне внутреннего океана (таблица 1). Эти отложения, ныне консолидированные в горные породы, покоятся на основании из очень древних пород, которые во многом похожи на древние породы Верхнего нагорья.

Около 70 миллионов лет назад моря отступили из внутренних районов континента в результате медленного поднятия континента, и ландшафт, который появился, был просто обширным, почти плоским дном бывшего моря.

ИЗГИБЫ И РЕЧНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ

Большинство этих пород морского происхождения залегают на значительной глубине под поверхностью земли, скрытые перекрывающей их мощной слоистой толщей пород, отложенных реками, ветром и ледниками. Тем не менее их геологический характер, положение и форма исключительно хорошо известны благодаря информации, полученной из тысяч скважин, пробуренных на нефть. Изначальное, почти горизонтальное положение слоев горных пород под Внутренними равнинами было мало нарушено, за исключением мест, где около 70 миллионов лет назад были подняты горы, подобные Блэк-Хилс. В этих местах, которые все находятся в северной и южной частях Великих равнин, осадочные слои были изогнуты вверх и местами разрушены поднятием горячих расплавленных пород с глубины. В других местах Внутренних равнин, однако, земные силы того же периода вызвали лишь усиление пологих волнистостей в земной коре.

Эти волнистости затронули как более древние породы фундамента, так и перекрывающие их осадочные породы, и они принимают форму пологих бассейнов и сводов, которые местами охватывают несколько штатов. (См. схематическую карту, рисунок 7.) Ряд узких бассейнов расположен вдоль горного фронта на западной стороне Великих равнин. Широкий, прерывистый свод простирается на юго-запад от Верхнего нагорья до фронта Скалистых гор, образуя погребенный водораздел, который отделяет большой бассейн Уиллистон на севере от бассейна Анадарко на юге.

В то время как горизонтально залегающие слои Внутренних равнин лишь слегка изгибались, гораздо более значительные движения земной коры происходили дальше на запад, в районе нынешних Скалистых гор. Вдоль относительно узкого пояса, простирающегося с севера на юг от Мексики до Аляски, происходило быстрое поднятие суши. Слои осадочных пород, отложенные во внутреннем море, были сорваны эрозией с гребня поднимающегося горного пояса и перенесены на его фланги в виде гравия, песка и ила реками и потоками. Эти перенесенные отложения отлагались на равнинах, образуя породы меловых формаций Хелл-Крик, Лэнс, Ларами, Вермехо и Ратон. На этой аллювиальной равнине процветала растительность, и мощные скопления древесных остатков были погребены, чтобы в конечном итоге превратиться в уголь. Эта пышная растительность обеспечивала обильную пищу для полчищ трехрогих динозавров (трицератопсов), бродивших по этим равнинам. Их окаменелые останки находят от Канады до Нью-Мексико.

Рисунок 5. — Геохронологическая шкала и прогрессия форм жизни. Обратите внимание на мелового трицератопса, олигоценовых титанотериев и миоценового моропуса.

[Эта карта в более высоком разрешении]

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ВРЕМЯ Возраст Земли

Земля очень стара — 4,5 миллиарда лет или более, согласно недавним оценкам. Большая часть доказательств древности Земли содержится в горных породах, образующих земную кору. Сами слои горных пород — словно страницы длинной и сложной истории — записывают события прошлого, формировавшие поверхность, а внутри них погребены следы жизни — растений и животных, которые эволюционировали из органических структур, существовавших, возможно, 3 миллиарда лет назад.

Также в некогда расплавленных породах содержатся радиоактивные элементы, изотопы которых предоставляют ученым-геологам атомные часы. Внутри этих пород «материнские» изотопы распадаются с предсказуемой скоростью, образуя «дочерние» изотопы. Определяя относительное количество материнских и дочерних изотопов, можно рассчитать возраст этих пород.

Таким образом, результаты изучения слоев горных пород (стратиграфия) и окаменелостей (палеонтология) в сочетании с возрастом определенных пород, измеренным с помощью атомных часов (геохронология), свидетельствуют об очень древнем возрасте Земли!

Рисунок 6. — Обобщенная палеогеографическая карта Соединенных Штатов в позднемеловое время (от 65 до 80 миллионов лет назад), когда большая часть Великих равнин находилась под водой.

Рисунок 7. — Структурное строение Великих равнин. Бассейн Уиллистон и бассейн Анадарко разделены среднеконтинентальным сводом.

Таблица 1. — Обобщенная таблица горных пород Великих равнин

Geologic age

Millions of years ago Missouri Plateau—Black Hills High Plains—Plains Border—Colorado Piedmont Pecos Valley—Edwards Plateau—Central Texas Quaternary Pleistocene Glacial deposits, alluvium, and terrace deposits Alluvium, sand dunes, and loess Piedmont, terrace, and bolson deposits 2 erosional surface Tertiary Pliocene EROSION 5 Flaxville Gravel and Ogallala Formation Ogallala formation Miocene Arikaree Formation Arikaree Formation 22-24 erosional surface Oligocene White River Group White River Group Mostly missing because of erosion or nondeposition 37-38 erosional surface Eocene Wasatch and Golden Valley Formations 53-54 Dawson Arkose Paleocene Fort Union Formation Denver, Poison Canyon, and Raton Formations 65 Cretaceous Hell Creek and Lance Formations Vermejo and Laramie Formations Fox Hills Sandstone Trinidad and Fox Hills Sandstones Shales, sandstones, and limestones deposited in Late Cretaceous sea Dakota Sandstone and Lakota Formation Dakota Sandstone Glen Rose and Edwards Limestones 136 Jurassic Sundance Formation, Ellis Group, and Unkpapa Sandstone Morrison Formation Jurassic rocks not present 190-195 Triassic Dominantly red rocks 225 PALEOZOIC Paleozoic rocks, undivided 570 PRECAMBRIAN Precambrian rocks, undivided

По мере того как горы продолжали подниматься, эродирующие потоки врезались в древние коренные породы гор, и эти обломки также переносились на фланги и на прилегающие равнины. Горный пояс продолжал периодически подниматься, и около 50 миллионов лет назад начали появляться вулканы. Вместе горы и вулканы поставляли огромное количество осадочного материала, который реки переносили на равнины и отлагали. Области, ближайшие к горам, были покрыты отложениями позднемелового и палеоценового возраста (таблица 1) — формацией Пойзон-Каньон на юге, формациями Доусон и Денвер в районе Денвера и формацией Форт-Юнион на севере (рис. 8). Растительность продолжала процветать, особенно в северной части Великих равнин, и была погребена, образовав мощные пласты лигнита и суббитуминозного угля формации Форт-Юнион (рис. 9). У самых ранних млекопитающих, останки большинства из которых происходят из палеоценовой формации Форт-Юнион, мало современных потомков.

Начиная примерно с 45 миллионов лет назад, в эоценовое время, наступил длительный период стабильности, длившийся, возможно, 10 миллионов лет, когда поднятие гор было незначительным и, следовательно, отложение осадков на равнинах было небольшим. В этот период стабильности на большей части Великих равнин сформировалась широко распространенная и сильно развитая почва. С возобновлением поднятия и вулканизма в горах в конце этого периода огромное количество осадочного материала снова переносилось реками на равнины и распространялось по северным Великим равнинам и на юго-восток к своду или водоразделу, разделяющему бассейны Уиллистон и Анадарко (рис. 8). Эти отложения образуют группу Уайт-Ривер, в которой прорезан Бедленд Южной Дакоты. Помимо титанотериев, огромных зверей с большими длинными рогами на мордах, живших только в олигоцене (от 37 до 22 миллионов лет назад), по этим олигоценовым полузасушливым степным равнинам бродили огромные стада верблюдов, носорогов, лошадей и тапиров — животных, которые сегодня встречаются в дикой природе только на других континентах.

Рисунок 8. — Постепенное расширение на юго-восток областей, покрытых палеоценовыми, олигоценовыми и миоцен-плиоценовыми осадочными отложениями.

Powder River basin Denver basin Raton basin PLAINS Margin of Oligocene deposition Margin of Miocene-Pliocene deposition

Рисунок 9. — Угольный карьер Биг-Хорн в формации Форт-Юнион в Экми, штат Вайоминг. Фотография Ф. У. Остервальда, Геологическая служба США.

Где-то между 20 и 30 миллионами лет назад реки начали откладывать песок и гравий за пределами водораздела, и в течение еще 10 миллионов лет или более речные отложения формаций Арикари и Огаллала распространялись по всем Великим равнинам от Канады до Техаса, за исключением тех мест, где горные районы, такие как Блэк-Хилс, возвышались над равнинами. Таким образом, между 5 и 10 миллионами лет назад все Великие равнины представляли собой наклонную к востоку аккумулятивную равнину, над которой возвышались лишь несколько горных массивов. На этой равнине жили лошади, верблюды, носороги и странное лошадеподобное существо с когтистыми лапами (называемое моропусом).

ФОРМИРОВАНИЕ ЛАНДШАФТА

Однако где-то между 5 и 10 миллионами лет назад произошли большие изменения, по-видимому, в результате регионального поднятия всей западной части континента. В то время как раньше реки откладывали осадки на равнинах более 60 миллионов лет, наращивая огромную толщу слоев осадочных пород, теперь реки были вынуждены врезаться в отложения, которые они отложили ранее, и размывать их. По мере того как поднятие продолжалось — а оно, возможно, продолжается и сейчас, — реки врезались все глубже и глубже в слоистую толщу и развивали системы притоков, которые размывали обширные площади. В некоторых местах между реками остались высокие водоразделы, а в других местах сформировались и сохранились широкие плато. Великая центральная область была практически не затронута эрозией и осталась возвышаться над окружающими ее расчлененными участками в виде плато, окаймленного уступами, — Высоких равнин.

Таким образом, это врезание и размыв реками, начавшиеся между 5 и 10 миллионами лет назад, наметили ландшафт Великих равнин и создали секции, которые мы называем плато Миссури, Колорадское предгорье, долина Пекос, плато Эдвардс и секция Пограничья равнин. Почти все отдельные формы рельефа, которые сейчас привлекают взгляд, были созданы геологическими процессами в течение последних 2 миллионов лет. Это поистине молодой ландшафт.

ФОРМЫ РЕЛЬЕФА СЕГОДНЯ — Поверхностные особенности Великих равнин

Горные секции Великих равнин сформировались задолго до того, как остальные области были очерчены эрозией. Поднятие Блэк-Хилс и Центрального техасского поднятия началось, когда внутренняя часть континента была поднята и последнее меловое море отступило, 65–70 миллионов лет назад. Они возвышались над окружающими равнинами задолго до того, как у их подножия начали накапливаться какие-либо отложения из далеких Скалистых гор. В южном Колорадо и северном Нью-Мексико расплавленная порода внедрилась в осадочные слои между 22 и 26 миллионами лет назад. Испанские пики были сформированы в это время из горячей магмы, которая куполообразно подняла поверхностные слои, но не прорвала их; с тех пор магма остыла, затвердела и была обнажена эрозией. В других местах магма достигла поверхности, образуя вулканы, трещины и базальтовые потоки. Большая толща базальтовых потоков накопилась на Ратон-Меса и Меса-де-Майя между 8 и 2 миллионами лет назад. Вулканизм продолжался периодически, и огромный шлаковый конус горы Капулин был создан в результате взрывного извержения всего 10 000–4 000 лет назад. Большинство этих вулканических масс сформировались до того, как началось основное врезание рек. Другие магматические интрузии и вулканические области в северных Великих равнинах аналогичным образом сформировались до того, как реки врезались в поверхность.

Чтобы изучить происхождение современного ландшафта и форм рельефа, типичных для различных секций Великих равнин, удобно начать с Блэк-Хилс, Центрального техасского поднятия и секции Ратон просто потому, что они сформировались первыми — они существовали до того, как были очерчены другие секции.

БЛЭК-ХИЛС

Блэк-Хилс — это огромная эллиптически куполообразная область на северо-западе Южной Дакоты и северо-востоке Вайоминга, длиной около 125 миль и шириной 65 миль (рис. 10). Рапид-Сити, штат Южная Дакота, находится на плато Миссури у восточного края Блэк-Хилс. Поднятие привело к тому, что эрозия удалила перекрывающий покров морских осадочных пород и обнажила гранитные и метаморфические породы, образующие ядро купола. Пики центральной части Блэк-Хилс в настоящее время находятся на 3000–4000 футов выше окружающих равнин. Харни-Пик с высотой 7242 фута является самой высокой точкой Южной Дакоты. Эти центральные шпили и пики вырезаны из гранита и других магматических и метаморфических пород, образующих ядро поднятия. Головы четырех наших великих президентов высечены из этого гранита в Национальном мемориале горы Рашмор. Трещины в породах контролировали процессы выветривания, которые повлияли на окончательное формирование многих из этих форм рельефа. Близко расположенные трещины создали шпили района Нидлс, а широко расставленные трещины привели к образованию округлых форм гранита, которые можно увидеть возле озера Силван (рис. 11).

Морские осадочные породы, окружающие древние коренные породы, образуют четко выраженные пояса. Прилегающие к древним коренным породам и полностью окружающие их палеозойские известняки образуют Известняковое плато (рис. 10). Эти наклонные слои имеют крутые эрозионные уступы, обращенные к центральной части Блэк-Хилс. Пещеры Уинд-Кейв и Джуэл-Кейв были образованы грунтовыми водами, растворяющими эти известняки вдоль трещин. Эти пещеры достаточно впечатляющи, чтобы быть объявленными национальным парком и национальным памятником соответственно. Окружает Известняковое плато непрерывная долина, прорезанная в мягких триасовых сланцах. Эту долину называют «Рейстрек» (гоночная трасса) из-за ее непрерывности и «Красной долиной» из-за ее цвета. Окружает Красную долину внешний гребневидный хребет (хогбэк), образованный наклонными слоями песчаника Дакота, которые довольно тверды и устойчивы к эрозии. Реки, текущие из центральной части Блэк-Хилс, проходят через хогбэк Дакоты в узких ущельях.

Рисунок 10. — Схема поднятия Блэк-Хилс, составленная А. Н. Стралером (Strahler and Strahler, 1978). Использовано с разрешения.

Dakota Sandstone hogback Limestone plateau Belle Fourche River Spearfish Bear Butte Sundance Red Valley Rapid City Red Valley Hot Springs Cheyenne River Edgemont Mt. Rushmore National Monument Jewel Cave National Monument Wind Cave National Park

Рисунок 11. — Трещиноватый гранит, округленный выветриванием у озера Силван, в центральной части Блэк-Хилс, Южная Дакота.

Таким образом, Блэк-Хилс — это поднятая область, которая была глубоко, но дифференцированно прорезана реками, что создало ее основные очертания. Эти очертания были изменены главным образом выветриванием древних коренных пород и растворением известняка Известнякового плато.

ЦЕНТРАЛЬНОЕ ТЕХАССКОЕ ПОДНЯТИЕ

Куполообразные породы Центрального техасского поднятия образуют топографию, отличную от топографии Блэк-Хилс. Эрозия широкого поднятого купола здесь обнажила ядро из древних гранитов, гнейсов и сланцев, как и в Блэк-Хилс, но в Центральном техасском поднятии эрозия создала топографический бассейн, а не высокие пики и шпили на древних породах центральной области. Низкая поверхность плато, расчлененная на округлые хребты и узкие долины, полого наклоняется на восток от края центральной области к уступу в зоне разломов Балконес, который определяет восточный край Великих равнин здесь. К северо-западу от центрального бассейна река Колорадо течет в широкой низменности длиной около 100 миль, но северный край поднятия, образующий водораздел между реками Бразос и Колорадо, представляет собой серию столовых гор (мез), сложенных из более устойчивого песчаника и известняка.

Режущее действие рек, измененное или контролируемое отчасти различиями в твердости слоев горных пород, стало причиной формирования рельефа Центрального техасского поднятия. Выветривание древних коренных пород размягчило их достаточно, чтобы позволить более глубокую эрозию центральной области, а растворение известняка грунтовыми водами сформировало такие объекты, как пещеры Лонгхорн, в 11 милях к юго-западу от Бернета, штат Техас.

СЕКЦИЯ РАТОН

Вулканизм характеризует секцию Ратон. Вулканические породы, образующие пики, столовые горы и конусы, бронировали более древние осадочные породы и защищали их от эрозии, которая глубоко врезалась в прилегающее Колорадское предгорье на севере и долину Пекос на юге. Южный край секции Ратон отмечен впечатляющим обращенным на юг уступом, прорезанным в почти горизонтально залегающем песчанике Дакота. Этот уступ — Канадский уступ, к северу от реки Канадиан. На север на протяжении около 100 миль ландшафт представляет собой почти плоское плато, прорезанное в меловых породах, увенчанное кое-где молодыми вулканическими жерлами, конусами и лавовыми полями. Гора Капулин — это шлаковый конус возрастом всего 10 000–4 000 лет (рис. 12). Возле границы Нью-Мексико и Колорадо огромные груды лавы извергались от 8 до 2 миллионов лет назад на более древнюю, более высокую поверхность поверх либо формации Огаллала миоценового возраста, либо формации Пойзон-Каньон палеоценового возраста. (См. таблицу 1.) Эти лавовые потоки образовали устойчивую «шапку», которая защищала подстилающую породу от эрозии, в то время как вся окружающая порода была смыта. Результатом являются высокие, плоские столовые горы, такие как Ратон-Меса и Меса-де-Майя (рис. 13), которые сейчас образуют водораздел между реками Арканзас и Канадиан. У Фишерс-Пик, на западном конце Ратон-Меса, около 800 футов базальтовых потоков покоятся на формации Пойзон-Каньон на высоте около 8800 футов. Дальше на восток, на Меса-де-Майя, около 400 футов базальтовых потоков перекрывают формацию Огаллала на высотах, варьирующихся от примерно 6500 футов на западном конце до примерно 5200 футов на восточном конце, примерно в 35 милях к востоку. Огаллала здесь покоится на меловом песчанике Дакота и формации Пургатоир, так как формация Пойзон-Каньон была удалена эрозией вдоль гребня локального поднятия до того, как была отложена Огаллала.

Рисунок 12. — Национальный памятник Капулин-Волкейно на северо-востоке Нью-Мексико. Этот огромный шлаковый конус, извергавшийся от 4000 до 10 000 лет назад, возвышается более чем на 1000 футов над своим основанием. Фотография Р. Д. Миллера, Геологическая служба США.

К востоку от пояса взброшенных осадочных слоев, образующих хогбэки (гребневидные хребты) у подножия Скалистых гор, слоистые породы в бассейне Ратон во многих местах были прорваны магматическими телами, два крупнейших из которых образуют Испанские пики (рис. 14) к юго-западу от Уолсенбурга, штат Колорадо. Эти две вершины сформированы магматическими телами, которые внедрились 26–22 миллиона лет назад и с тех пор обнажились в результате удаления эрозией перекрывающих слоев осадочных пород. От Испанских пиков радиально расходятся сотни даек — почти вертикальных пластин магматической породы, заполнивших трещины, расходящиеся от центров внедрения. Эрозия осадочных слоев привела к тому, что многие из этих даек остались в виде заметных вертикальных стен из магматической породы, возвышающихся над окружающей поверхностью земли. Некоторые из этих даек к северу от Тринидада, штат Колорадо, простираются на восток примерно на 25 миль, почти до реки Пекос.

Рисунок 13. — Меса-де-Майя, увенчанная лавой, к востоку от Тринидада, штат Колорадо. Испанские пики видны слева вдали. Меса возвышается примерно на 1000 футов над окружающей местностью. Фотография Р. Б. Тейлора, Геологическая служба США.

Северная граница секции Ратон проводится довольно условно по северному пределу области, пронизанной магматическими дайками. Восточная граница секции Ратон проходит по восточной окраине лавовых покровов Меса-де-Майя и прилегающих столовых гор, где увенчанные лавой останцы формации Огаллала отделены от формации Огаллала на Хай-Плейнс (Высоких равнинах) лишь каньоном Карризо-Крик.

ХАЙ-ПЛЕЙНС (ВЫСОКИЕ РАВНИНЫ)

К концу накопления отложений формации Огаллала, около 5 миллионов лет назад, Великие равнины, за исключением поднятых и вулканических областей, представляли собой обширную, полого наклоненную равнину, которая местами простиралась от подножия гор на восток за пределы современной реки Миссури. Региональное поднятие западной части континента вынудило реки врезаться вглубь; земля вблизи гор была размыта реками Миссури, Платт, Арканзас и Пекос, а восточная граница равнин была подточена более мелкими водотоками. Однако большая центральная часть равнины сохранилась, по существу, нетронутой и не затронутой реками, как малоизмененный остаток поверхности осадконакопления 5-миллионной давности. Этот сохранившийся остаток поднятой поверхности, перекрытый формацией Огаллала, и есть Хай-Плейнс. Только в одном месте эта древняя поверхность все еще доходит до гор — на так называемом «Гэнгпланке» к западу от Шайенна, штат Вайоминг (рис. 15). Местами, как, например, у национального памятника Скоттс-Блафф, штат Небраска (рис. 16), небольшие фрагменты этой поверхности были изолированы от Хай-Плейнс в результате эрозии и теперь возвышаются над окружающей местностью в виде останцов.

Рисунок 14. — Испанские пики, юго-западнее Уолсенбурга, штат Колорадо. Магматические породы и множество радиально расходящихся даек, обнаженных эрозией. Фотография Р. Б. Тейлора, Геологическая служба США.

Рисунок 15. — Вид на восток в сторону Шайенна на «Гэнгпланк». Межштатная автомагистраль 80 и железная дорога Юнион Пасифик следуют по Гэнгпланку от Хай-Плейнс вдали к докембрийским породам (древнее 570 млн лет) гор Ларами на переднем плане. Фотография Р. Д. Миллера, Геологическая служба США.

Рисунок 16. — Вид с воздуха на национальный памятник Скоттс-Блафф, штат Небраска. Останцы на южной стороне долины реки Норт-Платт, изолированные эрозией от Хай-Плейнс на заднем плане. Самый высокий останец возвышается примерно на 800 футов над дном долины.

Хай-Плейнс простирается на юг от уступа Пайн-Ридж, недалеко от границы Южной Дакоты и Небраски (рис. 3), до плато Эдвардс в Техасе. Реки Платт, Арканзас и Канейдиан прорезали Хай-Плейнс. Часть Хай-Плейнс к югу от реки Канейдиан называется Южными Высокими равнинами, или Льяно-Эстакадо (огражденная равнина). Происхождение этого названия неясно, но предполагается, что термин Льяно-Эстакадо был применен ранними путешественниками, поскольку эта часть Хай-Плейнс настолько плоская и лишена ориентиров, что первопроходцам приходилось устанавливать ряды кольев, чтобы иметь возможность найти обратный путь.

Льяно-Эстакадо ограничен на западе уступом Мескалеро (рис. 4), а на востоке — уступом Капрок. Южная граница с плато Эдвардс выражена менее четко, но Кинг-Маунтин к северу от Мак-Кэми, штат Техас, является ограниченным уступом южным выступом Хай-Плейнс. Удивительно плоская поверхность Льяно-Эстакадо обильно изрезана карстовыми воронками и впадинами на поверхности формации Огаллала; они образовались в результате растворения известняка дождевой водой и выдувания (дефляции) оставшихся нерастворимых частиц ветром. Многие из этих суффозионно-дефляционных впадин выстроены в цепочки, что позволяет предположить, что их расположение контролируется какой-то глубинной структурой, например, пересечениями трещин в формации Огаллала.

Суффозионно-дефляционные впадины менее многочисленны к северу от реки Канейдиан, но встречаются на поверхности Хай-Плейнс к северу до реки Арканзас и вдоль восточной части Хай-Плейнс к северу от Арканзаса до Южного рукава реки Рипабликан.

Однако большую часть северных Хай-Плейнс покрывают песчаные дюны и отложения эолового ила (лёсса), которые маскируют формацию Огаллала и скрывают любые суффозионно-дефляционные впадины, которые могли образоваться. Песчаные холмы Небраски (рис. 17), крупнейшая область песчаных дюн в западном полушарии, представляют собой огромную территорию закрепленных песчаных дюн, которая простирается от реки Уайт-Ривер в Южной Дакоте на юг за реку Платт почти до реки Рипабликан в западной Небраске, но только до реки Луп в северо-восточной части Хай-Плейнс (рис. 18). Лёсс покрывает западные Хай-Плейнс к югу от песчаных холмов почти до реки Арканзас, а в восточной части — до Южного рукава реки Рипабликан. Этот обширный покров лёсса создал плодородные земли, что делает их важной частью американских пшеничных полей (рис. 19).

Рисунок 17. — Вид с воздуха на песчаные холмы Небраски к западу от Эшби, штат Небраска, вид на северо-запад.

Другие, меньшие по площади области песчаных дюн лежат к югу от долины реки Арканзас. Единственные крупные области песчаных дюн на Льяно-Эстакадо, или Южных Высоких равнинах, находятся вдоль юго-западной окраины возле Монаханса, к юго-западу от Одессы, штат Техас.

Нефть и газ присутствуют в палеозойских породах, залегающих глубоко под Хай-Плейнс. Газовые месторождения повсеместно встречаются в большей части восточной части Хай-Плейнс между реками Арканзас и Канейдиан. К югу от реки Канейдиан, в северо-восточном углу Южных Высоких равнин, возле Пампы, штат Техас, было разработано огромное нефтегазовое месторождение. Нефтяные и газовые месторождения также многочисленны в юго-западной части Южных Высоких равнин, к югу от Литтлфилда, штат Техас.

Рисунок 18. — Регион песчаных холмов Небраски. Стрелки показывают предполагаемое направление ветров, формирующих дюны. Карта из работы Райта (1970), использована с разрешения.

WYOMING Badlands National Monument Missouri River Valley JAMES RIVER LOBE MINNESOTA IOWA SOUTH DAKOTA NEBRASKA Rosebud Valentine DES MOINES LOBE NEBRASKA Ashby SANDHILLS Platte River Valley IOWA MISSOURI NEBRASKA KANSAS COLORADO Muscotah TOPEKA EXPLANATION Transverse dunes Longitudinal dunes Wind-blown sand Loess thickness (in feet)

Рисунок 19. — Малоизмененная лёссовая равнина на юго-востоке Небраски. Фотография Джуди Миллер.

Таким образом, поверхность Хай-Плейнс была мало изменена реками с момента окончания накопления отложений формации Огаллала. Она была поднята в результате регионального поднятия, изрезана в результате растворения и дефляции, а большие ее части были покрыты нанесенными ветром песком и илом. Здесь проводилось бурение на нефть и газ, а также велось интенсивное сельское хозяйство, но это все еще геологическая редкость — сохранившаяся поверхность земли возрастом 5 миллионов лет.

ПЛАТО МИССУРИ

Начиная примерно с 5 миллионов лет назад, региональное поднятие западной части континента вынудило реки, которые в течение 30 миллионов лет почти непрерывно откладывали осадки на Великих равнинах, изменить свое поведение и начать врезаться в слои отложений, которые они так долго накапливали. Предшественник реки Миссури проложил путь в верховьях северных Великих равнин и развил систему притоков, которая глубоко врезалась в накопившиеся отложения у подножия гор и вынесла огромные объемы осадочного материала с Великих равнин в Гудзонов залив. К 2 миллионам лет назад реки врезались до уровня, находящегося всего в нескольких сотнях футов от их современного уровня. Этот регион, который был так тщательно расчленен рекой Миссури и ее притоками, называется плато Миссури.

Около 2 миллионов лет назад, после того как произошло значительное врезание и русла рек прочно установились, огромные ледяные щиты продвинулись на юг из Канады в Соединенные Штаты. (См. рисунок 2.) Эти континентальные ледники формировались, наступали и отступали несколько раз в течение последних 2 миллионов лет. На северной и восточной окраинах плато Миссури они наложились на возвышенность, оставив мантию ледниковых отложений, покрывающую поверхность коренных пород, и вынудив реки принять новые русла вдоль края льда. Часть плато Миссури, покрытая континентальными ледниками, теперь называется оледенелым плато Миссури. К югу от части, когда-то покрытой льдом, находится неоледенелое плато Миссури.

Доледниковый дренаж

До первоначального наступления континентальных ледяных щитов река Миссури текла на северо-восток в Канаду и далее в Гудзонов залив. Ее основные притоки, Йеллоустон и Литтл-Миссури, соединялись с Миссури на северо-западе Северной Дакоты. Реки Найф, Харт и Кэннонболл в Северной Дакоте, текущие на восток, также впадали в поток, который тек на север в Гудзонов залив.

Оледенелое плато Миссури

Когда континентальные ледяные щиты распространились на юг в северную Монтану и Дакоту, несколько изолированных областей в Монтане возвышались над окружающей равниной. В основном это области, поднятые в результате внедрения магматических тел задолго до того, как реки начали врезаться и расчленять землю. Самые северные из этих изолированных гор, Суитграсс-Хилс, были окружены льдом и стали нунатаками, или островами суши в море наступающего льда, который продвигался на юг, упираясь в горы Хайвуд близ Грейт-Фолс, горы Беар-По к югу от Хавра и горы Литтл-Рокис к востоку.

Большая часть северной части Монтаны представляет собой равнину с малым рельефом, являющуюся поверхностью почти непрерывного покрова ледниковых отложений, обычно менее 50 футов толщиной. Эта равнина была прорезана текущими на восток послеледниковыми реками Титон, Мариас и Милк.

В Северной Дакоте возвышенность на восточной стороне бассейна Уиллистон послужила барьером для наступления льда, большая часть которого была отклонена на юго-восток. Однако край ледяного щита наложился на возвышенность коренных пород, где он застаивался. Более ранние наступления продвигались дальше всего на юг; более поздние наступления останавливались к северу от современного русла реки Миссури — их максимальное положение отмечено грядами несортированных, перенесенных ледником обломков горных пород (тилла), называемыми конечными моренами. К северу от конечных морен находится характерный ландшафт с волнистой, холмистой поверхностью с тысячами замкнутых впадин между холмами, большинство из которых занято озерами. Это отложения, оставленные застойным или «мертвым» льдом, и они называются мореной мертвого льда. Волнистая возвышенность в Северной Дакоте, покрытая мореной мертвого льда и грядами конечных морен от последних ледниковых наступлений, называется Кото-дю-Миссури (рис. 20). Полого наклоненный уступ высотой в несколько сотен футов, по большей части покрытый ледниковыми отложениями (называемыми в совокупности дрифтом), отделяет Кото-дю-Миссури от более низких, почти плоских, покрытых дрифтом равнин Центральной низменности на востоке. Этот уступ, называемый уступом Миссури, практически непрерывен через штат Северная Дакота на юг в Южную Дакоту. Основание уступа Миссури является восточной границей Великих равнин в этих северных штатах.

Рисунок 20. — Основная морена на Кото-дю-Миссури, северо-запад Северной Дакоты. Фотография Р. М. Линдвалла, Геологическая служба США.

Наступающий край льда блокировал одну за другой текущие на север реки региона, отклоняя их на восток вдоль края льда. Шонкин-Сэг, к северу от гор Хайвуд близ Грейт-Фолс, штат Монтана, — это заброшенное русло отвода реки Миссури, занятое в то время, когда край льда стоял близко к северным склонам Хайвуд. Большая часть современного русла реки Миссури от Грейт-Фолс, штат Монтана, до Канзас-Сити, штат Миссури, была сформирована как приледниковый канал, и текущая на восток часть реки Литтл-Миссури в Северной Дакоте сформировалась таким же образом. Эти долины были прорезаны в течение последних 2 миллионов лет.

Текущая на север часть реки Литтл-Миссури и текущие на восток русла рек Найф, Харт и Кэннонболл в Северной Дакоте по большей части являются более старыми, доледниковыми руслами. Река Литтл-Миссури была перегорожена льдом, и ее воды во время максимального стояния льда образовали огромное озеро, но отложения этого ледникового озера немногочисленны и не оставили следа в ландшафте.

Долина текущей на восток, ледниково-отклоненной части реки Литтл-Миссури, однако, заметно отличается от долины текущей на север доледниковой реки. Она намного уже и имеет более крутые стены, чем старая долина. Поскольку она моложе, она мало изменена, за исключением огромных оползней, которые затронули обе стены долины. Огромные ротационные оползневые блоки в Северном секторе национального мемориального парка Теодора Рузвельта являются одними из лучших примеров оползней типа «слэмп» (оползень-оседание), которые можно увидеть где-либо (рис. 21).

Таяние льда на фронте ледников обеспечивало большие объемы талых вод, которые текли по покрытой тиллом поверхности перед ледником по мере его отступания к Канаде. Эти талые воды выбирали множество путей, чтобы соединиться с ледниково-отклоненной рекой Миссури, и эти извилистые каналы талых вод петляют по морене мертвого льда и более старой, менее холмистой основной морене между Кото-дю-Миссури и рекой Миссури. Местами осадки, переносимые потоками талых вод, откладывались у стены льда, образуя небольшой холм из стратифицированного дрифта, называемый камом. Потоки, текущие в туннелях под льдом, формировали извилистые, похожие на гряды отложения, называемые озами, а местами отложения талых вод образуют широкие плоские области, называемые зандровыми равнинами.

Рисунок 21. — Ротационные блоки оползня-оседания в огромном оползне, Северный сектор национального мемориального парка Теодора Рузвельта, Северная Дакота. Обратите внимание, что слоистость формации Форт-Юнион в скалах на горизонте, где возник оползень, является горизонтальной.

Таким образом, это довольно ограниченное разнообразие форм рельефа характеризует ландшафт оледенелого плато Миссури. Сами формы рельефа свидетельствуют об их ледниковом происхождении и о великих наступлениях континентальных ледяных щитов. Это местность, прорезанная реками, которая была изменена континентальными ледниками и почти полностью покрыта толстым одеялом перенесенных и отложенных ледником обломков горных пород, местами толщиной в сотни футов. Последующая деятельность рек не сильно изменила ландшафт.

Неоледенелое плато Миссури

За пределами пределов, достигнутых льдом континентальных ледников, неоледенелое плато Миссури демонстрирует наибольшее разнообразие форм рельефа среди всех секций Великих равнин. В западной Монтане многие небольшие горные массивы возвышаются над общим уровнем плато, включая горы Хайвуд, Беар-По и Литтл-Рокис вблизи границы оледенелой области, а также горы Джудит, Биг-Сноуи, Биг-Белт, Литтл-Белт, Касл и Крейзи дальше на юг (рис. 22). Многие из них, такие как горы Крейзи, Касл, Джудит и Биг-Сноуи, представляют собой области, поднятые крупными, глубоко залегающими интрузивными магматическими телами, называемыми штоками, которые были обнажены в результате последующей эрозии сводчатых перекрывающих слоев осадочных пород. Некоторые, такие как горы Хайвуд и Беар-По, преимущественно состоят из нагромождений лавовых потоков, хотя в горах Беар-По связанные с ними интрузивные тела магматических пород составляют часть гор. Горы Биг-Белт и Литтл-Белт были сформированы грибовидными интрузивными магматическими телами, называемыми лакколитами, которые распространились и образовали купола между слоями осадочных пород. Ряд магматических тел также прорывает породы плато Миссури вокруг периферии Блэк-Хилс. Башня Дьявола, первый объект, получивший статус национального памятника, является самым известным из этих магматических образований (рис. 23).

Рисунок 22. — Горы Хайвуд, вид из гор Литтл-Белт, Монтана. Фотография И. Дж. Виткинда, Геологическая служба США.

Поднятие и вулканизм, сформировавшие эти горы, произошли до того, как реки начали врезаться и расчленять Великие равнины. Горы были сильно расчленены до наступления Великого ледникового периода, когда альпийские ледники сформировались в горах Касл и Крейзи и текли вниз по некоторым из прорезанных реками долин. Альпийские ледниковые формы рельефа, такие как кары в высокогорных частях гор и измененные ледником U-образные долины (рис. 24), являются впечатляющим свидетельством этого оледенения.

Рисунок 23. — Национальный памятник Башня Дьявола, Вайоминг. Магматическое интрузивное тело, обнаженное эрозией. Фотография Ф. У. Остервальда, Геологическая служба США.

Река Миссури и ее притоки — реки Сан, Смит, Джудит, Масселшелл и Йеллоустон в Монтане и река Литтл-Миссури в Северной Дакоте — врезались в плато Миссури, прорезали широкие поверхности возвышенностей на многих уровнях и создали замкнутые долины с дном, окаймленным остатками террас древних пойм. Местами высокие останцы, являющиеся остатками бывших водоразделов, возвышаются над возвышенностями. Крупные озера также образовались в большинстве этих долин притоков из-за перегораживания континентальными ледяными щитами.

Рисунок 24. — U-образная, оледенелая долина Биг-Тимбер-Крик, горы Крейзи, Монтана. Фотография У. К. Олдена, 1921 г., Геологическая служба США.

К западу от Блэк-Хилс, в Вайоминге, реки Тонг и Паудер прорезали бассейн Паудер-Ривер и создали схожие формы рельефа (рис. 25). Текущие на восток притоки реки Миссури — реки Найф, Харт и Кэннонболл в Северной Дакоте и реки Гранд, Моро, Белль-Фурш, Шайенн, Бэд и Уайт-Ривер в Южной Дакоте — аналогичным образом сформировали ландшафт.

Большинство этих рек текут в широких, старых долинах, заложенных более 2 миллионов лет назад, до первого наступления континентальных ледяных щитов. Некоторые из этих долин были расширены за счет отступания стен долины в результате развития бедлендов. Бедленды формируются в результате режущего действия ручьев и мелких потоков, стекающих по крутому склону из мягкого, мелкозернистого материала, состоящего в основном из глины и ила. Сложное изрезание тысячами мелких потоков воды создает характерный округлый и изрезанный оврагами рельеф, который мы называем бедлендом. Национальный памятник Бедленд в Южной Дакоте (рис. 26) был создан на замечательном ландшафте бедлендов, прорезанном в группе Уайт-Ривер вдоль северной стены долины реки Уайт-Ривер, а Южный сектор национального мемориального парка Теодора Рузвельта находится в красочных бедлендах реки Литтл-Миссури, сформированных на формации Форт-Юнион (рис. 27).

Река Уайт-Ривер также прорезала крутой уступ вдоль своей южной стены, который называется уступом Пайн-Ридж. Этот уступ определяет границу между плато Миссури и Хай-Плейнс в этом месте.

Рисунок 25. — Вид на северо-восток через угольную шахту Декерс и реку Тонг в бассейне Паудер-Ривер, юго-восточная Монтана. Типичный ландшафт неоледенелого плато Миссури. Небольшие столовые горы с обрывистыми уступами на перекрывающем слое устойчивого песчаника, подобные тем, что на переднем плане, являются обычным явлением. Угольная шахта имеет ширину около 1 мили. Фотография Р. Б. Тейлора, Геологическая служба США.