Кіріспе
Солтүстік Американың Атлантика жағалауында шоғырланған эллипстік депрессиялар – Каролина шығанақтары. Каролина шығанақтары – АҚШ-тың шығыс жағалауында, Нью-Йорк, Нью-Джерси, Делавэр, Мэриленд, Вирджиния, Солтүстік Каролина, Оңтүстік Каролина, Джорджия және Флориданың солтүстік бөлігінде шоғырланған эллипстік немесе дөңгелек пішінді депрессиялар. Мэриленд штатында оларды Мэриленд алаптары деп атайды. "Каролина шығанағы" атауы кейде 18 ғасырдың басында Солтүстік Каролина, Оңтүстік Каролина және Джорджияны зерттеген ағылшын саяхатшысы Джон Лоусонның жазбаларымен байланыстырылады. Алайда, бұл дұрыс емес. Лоусон лавр ағаштары бар батпақтық жерді сипаттаған, бірақ ол осы батпақты "шығанақ" деп атағысы келгенін көрсететін ешқандай дәлел жоқ. Сонымен қатар, Лоусон бұл батпақтың жартасты беткейлері бар екенін және батпақтан батысқа қарай таулар көрінетінін айтқан. Осылайша, бұл батпақ Каролина шығанағы емес, Каролина құмды төбелері арасындағы құмдық депрессия болғанға ұқсайды. Дегенмен, кейбір Каролина шығанақтарында лавр ағаштары кездеседі. Каролина шығанақтарын алғашқы ғылыми тұрғыдан сипаттаған Гленн (1895), бұл нысандарды Оңтүстік Каролина штатының Дарлингтон қаласының жанында "көл тәрізді кеңістіктер" деп атады. Гленн (1895) "көл" сөзін тырнақшаға алған, бірақ "Каролина шығанағы" тіркесін қолданбаған. Мелтон мен Шривердің (1933) кейінгі жарияланымдарында "Каролина "Бейс" ("Бейс" сөзі тырнақшаға алынған) тіркесі қолданылған. Кейін Маккарти (1937) "Каролина шығанақтары" атты мақала жариялап, осы тіркесті жарияланымның барлық бөлігінде қолданды (тырнақшасыз және "Бейс" сөзі үлкен әріппен жазылған).
Carolina bays are elliptical to circular depressions concentrated along the East Coast of the United States within coastal New York, New Jersey, Delaware, Maryland, Virginia, North Carolina, South Carolina, Georgia, and north Florida. In Maryland, they are called Maryland basins. The name "Carolina bay" is sometimes attributed to the writings of the English explorer John Lawson who explored North Carolina, South Carolina, and Georgia during the early 18th century. This attribution, however, is not correct. Lawson described visiting a swamp that contained bay trees, but there is no indication that he wanted to name the swamp with the word "bay". Furthermore, Lawson said that this swamp had steep margins and that he could see mountains to the west from the vicinity of the swamp. Thus, it seems more likely that this swamp was an inter dune depression among the Carolina Sandhills, rather than a Carolina bay. Nevertheless, bay trees are present in some Carolina bays. The earliest scientific description of Carolina bays is by Glenn (1895), who used the term 'bay' (which he described as "lake like expanses") to refer to these features near the town of Darlington, South Carolina. Glenn (1895) put quotation marks around the word "bay" but he did not use the phrase "Carolina bay." A subsequent publication by Melton and Schriever (1933) used the phrase: The Carolina "Bays" (with quotation marks around the word "Bays"). Later, MacCarthy (1937) published a paper entitled "The Carolina Bays" and he used this phrase throughout the publication (without quotation marks, and with a capital "B" for the word "Bays").
Географиялық аумағы
Каролина шығанақтары АҚШ-тың Атлант мұхиты жағалауындағы жазығында Нью-Йорктен солтүстік Флоридаға дейін кездеседі. Мэрилендте оларды Мэриленд бассейні деп атайды. Каролина шығанақтарының ұзақ осінің орташа бағыты Шығыс-орталық Джорджияда N16°W, Оңтүстік Каролинаның оңтүстігінде N22°W, Оңтүстік Каролинаның солтүстігінде N39°W, Солтүстік Каролинада N49°W және Вирджинияда N64°W дейін өзгереді. Атлант мұхиты жағалауының осы бөлігінде Каролина шығанақтарының ұзын осінің бағыты 10-15 градусқа өзгереді, бұл Kacrovowski еңбегінде 51-сурет ретінде көрсетілген. Бұл эолдық құм төбелерінен алынған оптикалық стимуляцияланған люминесценция нәтижесінде ~23 600 жылдық жас анықталды, демек, бұл Каролина шығанағы осы OSL жасынан жас болуы керек. Тағы бір мысал – Bear Swamp, ол Ұлы Пи-Ди өзенінің аңғарындағы эолдық құм төбелеріне енген Каролина шығанағы (Марион округі, Оңтүстік Каролина). Осы Каролина шығанағынан алынған өзектің сынамалары 0,3–1,2 м қалыңдықтағы құм және балшықты құм қабатын (лакустрин шөгінділер және палеосольдер) көрсетті, ол плейстоцен дәуіріне жататын сұр саз және құмды саздың (теңіз қабықтары мен илеулер бар) бұзылмаған қабатының үстіндегі сәйкессіздікке негізделген. Жақын орналасқан құмды жиектерден алынған өзектің сынамалары 2,6–2,9 м қалыңдықтағы балшық, құмды балшық және балшықты құм қабатын (палеосольдер, жағалау сызығы, лесс және эолдық шөгінділер ретінде түсіндіріледі) көрсетті, ол плейстоцен дәуіріне жататын сұр саз және құмды саздың (теңіз қабықтары мен илеулер бар) бұзылмаған қабатының үстіндегі сәйкессіздікке негізделген (Каролина шығанағынан алынған өзектің сынамаларында кездескен қабат). Батыс құмды жиектің (шығанаққа жақын) көміртегі және ағашы радиокөміртектік талдау бойынша ~5760 және 1270 жыл бұрынғы шаққа (BP) жатса, шығыс құмды жиектің (шығанақтан алыс) органикалық шөгінділері мен көміртегі ~7750-ден 2780 жыл бұрынғы шаққа (BP) дейін жатқан радиокөміртектік жас көрсетті. Уилсон шығанағы (Джонстон округі, Солтүстік Каролина): осы Каролина шығанағымен байланысты төрт құмды қырлыңнан алынған өзектің сынамалары құмды қырлыңдардың 2,5–4,5 м қалыңдықтағы ұсақтан ірі құмнан тұратын жинақталған қабаттардан тұратынын көрсетті, ол крест дәуіріне жататын қара түсті саздың бұзылмаған қабатының үстіндегі сәйкессіздікке негізделген. Осы Каролина шығанағымен байланысты құмды жиектерден алынған шөгінді үлгілері үш оптикалық стимуляцияланған люминесценция (OSL) жасын көрсетті: ~36 700 жыл бұрын, ~29 600 жыл бұрын және ~27 200 жыл бұрын. Биг Бей (Биг Бей, Самтер округі, Оңтүстік Каролина): осы Каролина шығанағымен байланысты құмды қырлыңдардан алынған шөгінді үлгілері бес OSL жасын көрсетті: ~15 000 жыл бұрын, ~13 100 жыл бұрын, ~11 500 жыл бұрын, ~9200 жыл бұрын және ~5000 жыл бұрын. Брукс және басқалар (2010). Фрейдің зерттеулері, Каролина шығанақтарының құмды жиектерін оптикалық стимуляцияланған люминесценция (OSL) әдістерімен зерттеу нәтижесінде ~109 000 жылдан ~2000 жыл бұрынғы жастар анықталды, бірақ құмды жиектердің көпшілігі ~40 000 жылдан ~11 000 жыл бұрынғы кезеңге жатады. Блили мен Берни, Миксон мен Пилки, Том және Качжоровски Каролина шығанақтарын толтыратын бұзылмаған шөгінділерден алынған органикалық заттардан радиокөміртектік жастарды алды. Каролина шығанақтарында бірнеше ет жейтін өсімдіктер өседі, оларға блядерворт, майлы шөп, құмыра гүлі және күн райы жатады. Кейбір шығанақтар егіншілік, автомобиль жолдарының құрылысы, тұрғын үйлер мен гольф алаңдарының салынуы сияқты адамның шаруашылық қызметінен қатты өзгерген. Мысалы, Оңтүстік Каролина штатының Джорджтаун округінде орналасқан Карверс шығанағы Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде бомбалау оқу полигоны ретінде пайдаланылған. Ол кептіріліп, қазіргі күні көбінесе ағаш шаруашылығы үшін қолданылады. Басқалары дренаждық жүйемен көкөніс немесе далалық дақылдар өсіруге пайдаланылады. Дельмарва түбегіндегі шығанақтарды зерттеуде 70%-ы толық немесе ішінара ауыл шаруашылығына айналдырылған деп есептелді. Оңтүстік Каролинада Оланта маңындағы Самтер Флоренс округінің шекарасында орналасқан Вудс-Бей шығанағы табиғи күйінде сақтау үшін мемлекеттік парк ретінде тағайындалды. Сондай-ақ, Маннингге жақын, Кларендон округі, Оңтүстік Каролинадағы 66 Беннетт шығанағы мұралық қорыққа айналды. Оңтүстік Каролинаның Бамберг округіндегі тағы бір шығанақ Оңтүстік Каролинаның жергілікті өсімдіктер қоғамына тиесілі, ол Лиза Мэтьюс есімімен аталатын қорықты дамытып келеді, ол шығанақтағы федералды түрде қорғалатын жабайы гүл – Оксиполис канби (Кенбидің құлап кетуі) өсімдігін сақтауға және көбейтуге тырысады. Бұрынғы лоблолли қарағайлары егілген жерлер қайта қалпына келтіріліп, түпнұсқадағы ұзын жапырақты қарағайлар өсіп жатыр. Ұзын жапырақты қарағайларды қалпына келтіруге wiregrass (Aristida beyrichiana) өсімдігінің қалпына келтірілуі де кіреді, ол өртке оңай тұтанатындықтан, Canby's Dropwort және осы ортаға тән көптеген басқа түрлер үшін қажетті периодты өртеуге көмектеседі.
The dating of the sand rims of a number of Carolina bays by optically stimulated luminescence (OSL) techniques has yielded ages ranging from ~109,000 to ~2,000 years ago, but most ages from the sand rims range from ~40,000 to ~11,000 years ago. Radiocarbon dates have been obtained from organic matter collected from the undisturbed sediments filling Carolina bays by Bliley and Burney, Mixon and Pilkey, Thom, and Kaczorowski. Several carnivorous plants inhabit Carolina bays, including bladderwort, butterwort, pitcher plant, and sundew. Some bays have been greatly modified by human activities including farming, highway building, and construction of housing developments and golf courses. For example, Carvers Bay, a large bay in Georgetown County, South Carolina, was used as a bombing practice range during World War II. It has been drained and is mostly used for tree farming today. Others are used for vegetable or field crops with drainage. A study of bays located on the Delmarva peninsula estimated that 70% had been partially or fully converted to agriculture. In South Carolina, Woods Bay, on the Sumter Florence county line near Olanta, was designated a state park to preserve it as much as possible in its natural state. Also, 66 Bennett's Bay, near Manning, in Clarendon County, South Carolina, is a designated Heritage Preserve. Another bay in Bamberg County, South Carolina is owned by the South Carolina Native Plant Society, which has been developing a preserve called the Lisa Matthews Memorial Bay, which is trying to preserve and increase the federally endangered wildflower Oxypolis canbyi (Canby's Dropwort) in the bay. The uplands area surrounding the bay is being restored from a loblolly pine plantation to the original longleaf pine. Included in the longleaf restoration is the restoration of wiregrass (Aristida beyrichiana) as a key understory plant. Its flammability aids in periodic burning, which is necessary for Canby's Dropwort and many of the other species unique to the environment.
Түсіндірме (түп-тұрып теориялары)
Көптеген геологтар бүгінде Каролина шығанақтарын әртүрлі эольдік және көлдік процестер арқылы қалыптасқан, қалдық геоморфологиялық нысандар деп түсіндіреді. Радиокөміртектік талдау, оптикалық стимуляцияланған люминесценциялық талдау және палинология сияқты көптеген деректер Каролина шығанақтары Голоценнің басталуына дейін пайда болғандығын көрсетеді. Фрей, Уоттс және Уайтхед Солтүстік Каролинадағы түрлі Каролина шығанақтарынан алынған бұзылмаған шөгінділердің өзегінен табылған қазба тозаңдары, кейбір Каролина шығанақтарын толтырған шөгінділерде толық мұздық тозаң аймақтарының бар екенін көрсетеді. Даталардың диапазоны Каролина шығанақтарының соңғы ондаған мың жылдар бойына эпизодты түрде қалыптасқан, немесе жүз мың жыл бұрын бір рет қалыптасып, содан бері эпизодты түрде өзгерген болуы мүмкін екенін көрсетеді.
Термокарст көлдерінің қалдықтары
Жақында АҚШ Геологиялық қызметі жүргізген зерттеулерде, Квартерлік геологтар мен геоморфологтар Каролина шығанақтарының жиектерінің белсенді түрленуінің ең көп кездесетін уақыты мен Висконсин мұздығы кезеңінде (15 000 мен 40 000 жыл – Соңғы Висконсин және 70 000 мен 80 000 жыл бұрын – Алғашқы Висконсин) жақын орналасқан құмдық төбелердің белсенділігі арасындағы уақыт сәйкестігі анықталды. Атлант жағалау жазығында Каролина шығанақтарының ұзын осьтерінің бағыты және бар болған жағдайда, жақын орналасқан құмдық төбелердің қозғалыс бағыты көбінесе бір-біріне көлбеу болып келеді. Оңтүстік Джорджия және Солтүстік Флоридада бұл бағыт, плейстоцен құмдық төбелерінің батыстан шығысқа қарай қозғалу бағытымен сәйкес келеді. Солтүстік Джорджиядан Вирджинияға қарай, плейстоцендік параболалық құмдық төбелердің қозғалыс бағытының орташа көрсеткіші жүйелі түрде өзгеріп, Каролина шығанақтарының ұзын осьтерінің орташа бағытымен бірге оларға көлбеу болып орналасады. Делмарва түбегінде ұзын осьтердің орташа бағытының 112 градусқа ауысуы, плейстоцендік параболалық құмдық төбелердің қозғалыс бағытының өзгеруімен сәйкес келеді, нәтижесінде олардың қозғалыс бағыты да ұзын осьтерге көлбеу болады, Атлант жағалауының қалған бөлігіндегідей. Олар «құрттар», «құрт іздері», «көлдер» және «табиғи тоғандар» сияқты әртүрлі атаулармен де белгілі. Оңтүстік Миссисипи және Алабамадағы бұл нысандар эллипстік немесе жуандығы шамалы дөңгелек пішінде. Алабама штатының оңтүстік-батысындағы Болдуин округіндегі 200 эллипстік Грейди / Ситронелл тоғандарының ұзын осьтерін өлшеу нәтижесінде N25°W шамасында тығыз жиналған өте анық бағыт анықталды.