Морская пещера - Sea cave

Формирование морской пещеры по разлому на Остров Санта-Крус, Калифорния, Соединенные Штаты

А морская пещера, также известный как прибрежная пещера, это тип пещера сформированный главным образом волна действие море. Основной процесс - эрозия. Морские пещеры встречаются по всему миру, активно формируясь вдоль современных береговых линий и реликт морские пещеры на бывших берегах. Некоторые из самых больших пещер в мире, покрытых волнами, находятся на побережье Норвегии, но сейчас они находятся на высоте 100 футов или более над нынешним уровнем моря.[1] Их все еще можно было бы классифицировать как прибрежные пещеры. Напротив, в таких местах, как Таиланд Бухта Пханг Нга пещеры, образовавшиеся в известняке, были затоплены поднимающимся морем и теперь подвержены литоральной эрозии, что представляет собой новую фазу их расширения.

Некоторые из самых известных морских пещер - европейские. Пещера Фингала, на острове Staffa в Шотландии - это просторная пещера длиной около 70 м, образованная столбчатым базальтом. В Голубой грот из Капри хотя и меньше по размеру, но славится кажущейся люминесцентностью воды, которую дает свет, проходящий через подводные отверстия. Римляне построили лестницу сзади и теперь уже разрушенный туннель на поверхность. Греческие острова также известны разнообразием и красотой своих морских пещер. Многочисленные морские пещеры были обследованный в Англии, Шотландии и во Франции, особенно на побережье Нормандии. До 2013 года самые большие известные морские пещеры были обнаружены вдоль западного побережья Соединенных Штатов, Гавайских островов и Шетландских островов. В 2013 году было объявлено об открытии и обследовании самой большой морской пещеры в мире.[2] Пещера Матаинака - расположен на побережье Отаго в Новая Зеландия с Южный остров - оказался самым протяженным в мире при длине 1,5 км. Также в 2013 году Кроссли сообщил о недавно обследованном комплексе, охватывающем чуть более километра при обследовании на Bethells Beach на Северном острове Новой Зеландии.[3]

Формирование

Обрушение морской пещеры

Прибрежные пещеры можно найти в самых разных вмещающих породах, начиная от осадочный к метаморфический к огненный, но пещеры в последнем обычно больше из-за большей прочности вмещающей породы. Однако есть некоторые заметные исключения, о которых говорится ниже.

Чтобы образовалась морская пещера, вмещающая порода должна сначала содержать слабую зону. В метаморфических или магматических породах это обычно либо разлом, как и в пещерах Нормандские острова Калифорнии, или дамба как в больших морских пещерах Кауаи, Гавайи С Побережье На Пали.[4][5] В осадочных породах это может быть расслоение плоскости напластования или контакт слоев разной твердости. Последние также могут встречаться в магматических породах, например, в пещерах на Остров Санта-Крус, Калифорния, где волны атаковали контакт между андезитовый базальт и агломерат.[6]

Движущей силой в развитии прибрежных пещер является волновое воздействие. Эрозия продолжается повсюду, где волны ударяют по скалистым берегам, но там, где морские скалы содержат зоны ослабления, порода удаляется с большей скоростью вдоль этих зон. Когда море проникает в образованные таким образом трещины, они начинают расширяться и углубляться из-за огромной силы, оказываемой в замкнутом пространстве, не только за счет прямого воздействия прибоя и любых частиц породы, которые он несет, но и за счет сжатия воздуха внутри. . Дыхательные пути (частично затопленные пещеры, которые выбрасывают большие брызги морской воды по мере отступления волн и допускают быстрое повторное расширение сжатого внутри воздуха) свидетельствуют об этом процессе. К гидравлической силе волн добавляется абразивная сила взвешенного песка и породы. Большинство стен морских пещер имеют неправильную форму и коренастые, что отражает эрозионный процесс, при котором порода ломается по частям. Однако в некоторых пещерах есть участки, где стены округлены и сглажены, обычно полы из булыжника, и возникают в результате вихревого движения этих булыжников в зоне прибоя.

Остров Акун базальт морская пещера

Настоящие прибрежные пещеры не следует путать с внутренними пещерами, которые были пересечены и обнажены, когда линия морского обрыва размывается, или с пустотами растворения, образовавшимися в прибрежной зоне на тропических островах. В некоторых регионах, например Залив Халонг, Вьетнам, пещеры в карбонатных породах обнаружены в прибрежных зонах и расширены литоральными процессами, но первоначально образовались в результате растворения. Такие пещеры получили название гибридных пещер.[7]

Дождевая вода также может влиять на формирование морских пещер. Углекислые и органические кислоты, вымываемые из почвы, могут способствовать ослаблению породы в трещинах. Как в растворных пещерах, маленькие образования может развиваться в морских пещерах.

Камеры морских пещер иногда обрушиваются, оставляя «прибрежный провал». Они могут быть довольно большими, например Орегон "Дьявольская чаша для битья" или "Королевская баня" на побережье На Пали. На небольших полуостровах или мысах часто есть пещеры, которые полностью прорезают их, так как они подвержены атакам с обеих сторон, а обрушение туннеля морской пещеры может оставить отдельно стоящий "морской стек " Вдоль побережья. Калифорнийский остров Анакапа считается, что таким процессом были разделены на три островка.

Жизнь в морских пещерах также может способствовать их увеличению. Например, морские ежи пробурить себе путь в породу и в течение последующих поколений могут удалить значительную часть коренных пород с этажей и нижних стен.

Факторы, влияющие на размер

Большинство морских пещер невелики по сравнению с другими типами. Подборка исследований морских пещер по состоянию на июль 2014 г. ( Длинные морские пещеры мира ) показывает 2 более 1000 метров, 6 более 400 метров, девять более 300 метров, 25 более 200 метров и 108 более 100 метров в длину. В Норвегии несколько, по-видимому, реликтовых морских пещер превышают 300 метров в длину. Несомненно, существует множество других крупных морских пещер, но они не были исследованы из-за их удаленности и / или неблагоприятных морских условий.

Несколько факторов способствуют развитию относительно больших морских пещер. Сам по себе характер зоны слабости, безусловно, является фактором, хотя его трудно определить количественно. Более часто наблюдаемый фактор - это положение входа в пещеру относительно преобладающих морских условий. В Остров Санта-Крус, крупнейшие пещеры сталкиваются с преобладающими условиями северо-западного волнения - фактор, который также затрудняет их исследование. Пещеры в хорошо защищенных бухтах, защищенных от господствующих морей и ветров, как правило, меньше по размеру, как и пещеры в районах, где море обычно более спокойное.

Изучение морской пещеры

Также важен тип вмещающей породы. Большинство крупных морских пещер на западном побережье США и на Гавайях построены из базальта.[8] сильная вмещающая порода по сравнению с осадочной породой. Базальтовые пещеры могут глубоко проникать в скалы, где большая часть поверхности относительно медленно размывается. В более слабых породах эрозия вдоль более слабой зоны может не намного превосходить эрозию скалы. Однако самая большая в мире морская пещера образовалась в сильно трещиноватом песчанике Кавершам (Barth, 2013), что изменило наше представление о том, какие вмещающие породы могут образовывать большие морские пещеры.

Время - еще один фактор. Активная прибрежная зона изменяется в течение геологического времени в результате взаимодействия между изменением уровня моря и региональным поднятием. Рецидивирующий ледниковые периоды вовремя Плейстоцен изменили уровень моря в вертикальном диапазоне около 200 метров. Значительные морские пещеры сформировались в Калифорнийские Нормандские острова которые сейчас полностью затоплены из-за повышения уровня моря за последние 12 000 лет. В регионах с устойчивым поднятием постоянная литоральная эрозия может привести к возникновению морских пещер большой высоты - Раскрашенная пещера имеет высоту почти 40 м у входа. На норвежском побережье есть огромные морские пещеры, поднятые на 30 и более метров над уровнем моря. Датирование отложений в самом большом из них (Халвикшулен в Осене, длина 340 м) показывает, что он формировался в течение как минимум миллиона лет.[9] Это вполне может быть самая длинная пещера в мире с высеченной волной. Самая большая пещера по объему - пещера Рикорико в Острова бедных рыцарей в Новой Зеландии площадью 221494 м3.[10]

Наконец, пещеры большего размера имеют тенденцию быть более сложными. Безусловно, большинство морских пещер состоит из одного прохода или камеры. Те, которые образовались на разломах, обычно имеют каньоноподобные или угловые проходы, которые очень прямые. В пещере Тюлень-Каньон на острове Санта-Крус входной свет все еще виден из задней части пещеры в 189 м от входа. Напротив, пещеры, образованные вдоль горизонтальных плоскостей напластования, имеют тенденцию быть шире с меньшей высотой потолка. В некоторых районах морские пещеры могут иметь сухие верхние уровни, поднятые над активной литоральной зоной в результате регионального подъема.

Морские пещеры могут оказаться удивительно сложными там, где сходятся многочисленные зоны слабости - часто разломы. В пещере катакомб на Остров Анакапа (Калифорния) пересекаются как минимум шесть разломов.[11] В нескольких пещерах на Калифорнийских Нормандских островах длинные проходы в трещинах открываются в большие камеры за их пределами. Это неизменно связано с пересечением второго разлома, ориентированного почти перпендикулярно такому вдоль входного прохода. Когда пещеры имеют несколько входов, они подвержены большему воздействию волн и, следовательно, могут расти относительно быстрее. Под Фогла Скерри, островком у побережья Папа Стур, на Шетландских островах, находится исключительно большая пещера.[12] Несмотря на то, что он не исследован, по оценкам, он находится почти на 500 м перехода. Пещера Матайнака в Новой Зеландии имеет 12 отдельных входов, в которые могут проникать волны, и многочисленные стыки, вдоль которых образовались пересекающиеся проходы.

Библиография

  • Баннелл, Д. И Коварик, Дж. Л. (2013). «Развитие прибрежных пещер на западном побережье США». In Lace, M.J. & Mylroie, J.E .. (ред.). Прибрежные карстовые формы рельефа. Нью-Йорк: Спрингер. ISBN  978-94-007-5015-9.

Рекомендации

  1. ^ Шёберг, Раббе (1988). «Прибрежные пещеры, указывающие на доледниковую морфологию в Норвегии». Пещерная наука, Труды Британской ассоциации пещерных исследований. 15 (3): 99–103.
  2. ^ Барт, Н. (октябрь 2013 г.). «Пещеры Кавершам, Новая Зеландия: ломая парадигму морских пещер». Новости НСС. 71 (10): 4–14.
  3. ^ Кроссли, П. (декабрь 2013 г.). "Морские пещеры Бетеллс Бич". Tomo Times (журнал спелеологического общества Новой Зеландии). 190: 8.
  4. ^ Мур, Д. (1954). «Происхождение и развитие морских пещер». Бюллетень Национального спелеологического общества. 16: 71–76.
  5. ^ Баннелл, Д. (2004). «Прибрежные пещеры». В Gunn, J. (ред.). Энциклопедия пещер и карста. Нью-Йорк: Фицрой Дирборн. ISBN  1-57958-399-7.
  6. ^ Баннелл, Д. (1988). Морские пещеры острова Санта-Крус. Санта-Барбара, Калифорния: МакНалли и Лофтин. ISBN  0-87461-076-1.
  7. ^ Mylroie, J.E. & Mylroie, J.R. (2013). «Псевдокарстовые пещеры в прибрежной среде». In Lace, M.J. & Mylroie, J.E .. (ред.). Прибрежные карстовые формы рельефа. Нью-Йорк: Спрингер. ISBN  978-94-007-5015-9.
  8. ^ Баннелл, Д. (2004). «Прибрежные пещеры». В Gunn, J. (ред.). Энциклопедия пещер и карста. Нью-Йорк: Фицрой Дирборн. ISBN  1-57958-399-7.
  9. ^ Шёберг, Раббе (1988). «Прибрежные пещеры, указывающие на доледниковую морфологию в Норвегии». Пещерная наука, Труды Британской ассоциации пещерных исследований. 15 (3): 99–103.
  10. ^ Буннелл, Д. (май 2004 г.). «Пещера Рико Рико, самая большая морская пещера Новой Зеландии в мире?». Новости НСС. 62 (5): 145–147.
  11. ^ Баннелл, Д. (1993). Морские пещеры острова Анакапа. Санта-Барбара, Калифорния: МакНалли и Лофтин. ISBN  0-87461-093-1.
  12. ^ Хэнсом Дж. Д. (2003). "Папа Стор, Шетландские острова". В мае V.J .; Hansom, J.D. (ред.). Прибрежная геоморфология Великобритании. Серия обзоров по сохранению геологической среды. 28. Объединенный комитет по охране природы, Великобритания.

внешняя ссылка