Жағажайлық құрылымдардың пайда болуы және геологиялық процестері

Кіріспе

Жағалаудың пайда болу түрі

Көтерілген жағалау, жағалау террасасы немесе биік жағалау – теңіздік шығу тегі бар, көбінесе толқын әрекеті аймағынан көтерілген ескі абразиялық платформа (кейде "баспалдақ" деп аталады), салыстырмалы түрде тегіс, көлденең немесе аз ғана еңіске ие бет. Осылайша, ол қалыптасқан кезеңіне байланысты қазіргі теңіз деңгейінен жоғары немесе төмен орналасады. Құрлыққа қарай бағытталған жағы тік көтерілетін еңіспен, ал теңізге қарай бағытталған жағы тік төмендейтін еңіспен шектелген.

Әлем бойынша тектоникалық жағалаудың көтерілуі және төртіншілік дәуірдегі теңіз деңгейінің өзгеруі теңіз террасаларының тізбектерінің қалыптасуына әкелді, олардың көпшілігі теңіз изотоптық кезеңдерімен (MIS) сәйкес келетін жеке мұз аралық кезеңдерде пайда болған. Теңіз террасасы көбінесе жағалау бұрышын немесе ішкі жиегін сақтайды, бұл теңіз абразиялық платформасы мен оған байланысты палео теңіз жартасы арасындағы еңістің өзгеруін көрсетеді. Жағалау бұрышы трангрессияның ең жоғары жағалау сызығын, демек палео теңіз деңгейін көрсетеді.

Морфология

Теңіз террасасының платформасы бұрынғы тасқын диапазонына байланысты 1°–5° аралығындағы еңіске ие, көбінесе сызықтық немесе ойыс профильге ие. Оның ені әртүрлі, шамамен дейін жетеді және солтүстік және оңтүстік жарты шарлар арасында айырмашылықтар байқалады. Платформаны шектеуші жар беттерінің тіктеп тұруы теңіз және құрлықтағы процестердің салыстырмалы рөліне байланысты өзгеруі мүмкін. Бұрынғы жағалаудың (толқынмен кесілу/абразия) платформасы мен көтеріліп келе жатқан жар бетінің қиылысында платформа көбінесе жағалау бұрышын немесе ішкі жиекті (қайырманы) сақтайды, ол теңіздің ең жоғары көтерілген кездегі орналасқан жерін және демек, палео теңіз деңгейін көрсетеді. Көлденеңге жақын платформалар әдетте төмен су деңгейінің жарымен аяқталады және осы платформалардың пайда болуының себебі тасқын белсенділігі деп есептеледі. Жылдам көтерілу жылдамдығы жоғары (> 1 мм/жыл) аймақтардағы теңіз террасалары көбінесе жеке мұз аралық кезеңдермен немесе сатылармен байланыстырылады, ал көтерілу жылдамдығы баяу аймақтарда теңіз деңгейінің ауа райына ұшырағаннан кейін қайта оралатын сатылары бар полициклдік текті болуы мүмкін.

Құрылу

Қазіргі кезде теңіз террасаларының мұз аралық кезеңдердің жекелеген жоғары деңгейлерінде, теңіз изотоптық сатыларымен (МИС) сәйкес келіп, қалыптасатыны жиі айтылады.

Себептер

Теңіз террасаларының қалыптасуын қоршаған орта жағдайларының өзгеруі және жа recent геологиялық уақыттағы тектоникалық белсенділік бақылайды. Климат жағдайларының өзгеруі евстатикалық теңіз деңгейінің тербелісіне және Жер қыртысының изостатикалық қозғалысына әкелді, әсіресе мұздық және мұз аралық кезеңдер арасындағы өзгерістерде. Эустазия процестері мұздық-эустатикалық теңіз деңгейінің өзгеруіне алып келеді, бұл мұхиттардағы су көлемінің өзгеруіне байланысты, демек жағалаудың регрессиясына және трансгрессиясына. Соңғы мұздық кезеңде мұздықтардың ең үлкен кеңдігінде теңіз деңгейі бүгінгіге қарағанда төмен болды. Теңіз деңгейінің эустатикалық өзгеруі шөгінді эустазия немесе тектоноэустазия арқылы мұхиттардың бос көлеміндегі өзгерістерге де себеп болуы мүмкін. Изостазия процестері құрлықтық қабыршақтардың және олардың жағалауларының көтерілуін қамтиды. Бүгінде мұздық изостатикалық бейімделу процесі негізінен плейстоцендік мұздық аймақтарға қатысты. Жалпы, эустатикалық теңіз террасалары мұз аралық кезеңдердің теңіз деңгейінің жеке биіктіктерінде қалыптасқан және теңіздік оттегі изотоптық кезеңдерімен (MIS) сәйкес келеді. Мұздық-изостатикалық теңіз террасалары изостатикалық көтерілудің тұрақтанған кезеңдерінде негізінен құрылған. Сондықтан, қазіргі теңіз террасаларының көпшілігі тектоникалық жағалау көтерілуі мен төртіншілік теңіз деңгейінің ауытқуының комбинациясымен қалыптасқан. Жылдам тектоникалық көтерілулер террасалардың айқын сатыларына әкелуі мүмкін, ал тегіс теңіз деңгейінің салыстырмалы өзгеруі айқын террасаларға әкелмейді, ал олардың қалыптасуы көбінесе теңіз террасалары деп аталмайды. Теңіз жартасының шегінуі абразия процесі арқылы жағалау платформасын (толқынмен кесілген/абразиялық) тудырады. Теңіз деңгейінің салыстырмалы өзгеруі регрессияға немесе трансгрессияға әкеледі және әрі қарай басқа биіктікте тағы бір террасаны (теңіз кесінді террасасы) қалыптастырады, ал жартастың бетіндегі ойыстар қысқа тұрақтарды көрсетеді. Сонымен қатар, жағалау платформалары денудация арқылы қалыптасады және теңізде салынған террасалар жағалау эрозиясымен алынып тасталған материалдардың жинақталуынан пайда болады. MISS 5e жасы шамамен 130-116 мың жылға дейін белгіленген, бірақ Гавайи және Барбадосте 134-113 мың жылға дейін, ал тектоникалық тұрақты жағалауларда 128-116 мың жылға дейін ауытқулар байқалды. Әлемдік тізбектерде жақсы өкілдік етілген ескі теңіз террасалары MIS 9 (~303–339 мың жыл) және MIS 11 (~362–423 мың жыл) кезеңдерімен байланысты. Жиынтық деректер көрсеткендей, MIS 5e, MIS 9 және MIS 11 кезеңдерінде теңіз деңгейі қазіргіге қарағанда 3 ± 3 метрге жоғары, ал MIS 7 кезеңінде қазіргіге қарағанда -1 ± 1 метрге төмен болған. Осылайша, MIS 7 (~180–240 мың жыл) теңіз террасалары нашар көрінеді және кейде жоқ. Бұл террасалардың биіктігі голоцен және соңғы плейстоцен үшін аталған палеоэустатикалық теңіз деңгейінің белгісіздіктерінен жоғары болған жағдайда, бұл белгісіздіктер жалпы интерпретацияға әсер етпейді. Сондай-ақ, мұз қабаттарының жинақталуы жерді төмендеткен тізбелерде, мұз қабаттары ерігенде жер уақыт өте келе қайтадан бейімделіп, жағажайлардың биіктігін көтереді (мұздық изостатикалық кері қайту), сондай-ақ косейсмикалық көтерілу орын алған жерлерде де осыған ұқсас жағдайлар байқалады. Соңғы жағдайда террасалар теңіз деңгейінің биіктігімен сәйкес келмейді, тіпті косейсмикалық террасалар тек голоценге ғана тән болса да.

The formation of marine terraces is controlled by changes in environmental conditions and by tectonic activity during recent geological times. Changes in climatic conditions have led to eustatic sea level oscillations and isostatic movements of the Earth's crust, especially with the changes between glacial and interglacial periods. Processes of eustasy lead to glacioeustatic sea level fluctuations due to changes of the water volume in the oceans, and hence to regressions and transgressions of the shoreline. At times of maximum glacial extent during the last glacial period, the sea level was about lower compared to today. Eustatic sea level changes can also be caused by changes in the void volume of the oceans, either through sedimento eustasy or tectono eustasy. Processes of isostasy involve the uplift of continental crusts along with their shorelines. Today, the process of glacial isostatic adjustment mainly applies to Pleistocene glaciated areas. In general, eustatic marine terraces were formed during separate sea level highstands of interglacial stages and can be correlated to marine oxygen isotopic stages (MIS). Glacioisostatic marine terraces were mainly created during stillstands of the isostatic uplift. Hence, most of today's marine terrace sequences were formed by a combination of tectonic coastal uplift and Quaternary sea level fluctuations. Jerky tectonic uplifts can also lead to marked terrace steps while smooth relative sea level changes may not result in obvious terraces, and their formations are often not referred to as marine terraces. The retreat of the sea cliff generates a shore (wave cut/abrasion ) platform through the process of abrasion. A relative change of the sea level leads to regressions or transgressions and eventually forms another terrace (marine cut terrace) at a different altitude, while notches in the cliff face indicate short stillstands. Furthermore, shore platforms are formed by denudation and marine built terraces arise from accumulations of materials removed by shore erosion. Age of MISS 5e is arbitrarily fixed to range from 130 to 116 ka but is demonstrated to range from 134 to 113 ka in Hawaii and Barbados with a peak from 128 to 116 ka on tectonically stable coastlines. Older marine terraces well represented in worldwide sequences are those related to MIS 9 (~303–339 ka) and 11 (~362–423 ka). Compilations show that sea level was 3 ± 3 meters higher during MIS 5e, MIS 9 and 11 than during the present one and −1 ± 1 m to the present one during MIS 7. Consequently, MIS 7 (~180 240 ka) marine terraces are less pronounced and sometimes absent. When the elevations of these terraces are higher than the uncertainties in paleo eustatic sea level mentioned for the Holocene and Late Pleistocene, these uncertainties have no effect on overall interpretation. Sequence can also occur where the accumulation of ice sheets have depressed the land so that when the ice sheets melts the land readjusts with time thus raising the height of the beaches (glacio isostatic rebound) and in places where co seismic uplift occur. In the latter case, the terrace are not correlated with sea level highstand even if co seismic terrace are known only for the Holocene.

Карталау және жерді зерттеу

Морфологияны нақты түсіндіру үшін, теңіз террасаларының кең ауқымды жас анықтау, зерттеу және картографиялау жүргізіледі. Бұл стереоскопиялық әуе фотосуреттерінің интерпретациясын қамтиды (шамамен 1:10,000 – 25,000). Бұрынғы мұздықтардың соңғы шегінде теңіз террасалары олардың мөлшерімен салыстырылуы мүмкін, себебі олардың ені жағалау бойындағы мұздықтардың баяу еруіне байланысты жасқа қарай төмендейді. Биостратиграфиялық тәсіл теңіз террасасының жасын көрсетуге болатын организмдердің қалдықтарын пайдаланады. Осы мақсатта көбінесе моллюск қабықтары, форманифералар немесе тозаң қолданылады. Әсіресе моллюскалар шөгіндінің тереңдігіне байланысты ерекше қасиеттерді көрсете алады. Осылайша, оларды бұрынғы су тереңдігін бағалау үшін пайдалануға болады, мысалы, Жаңа Зеландияның Солтүстік аралында бірнеше теңіз террасаларын жас анықтау үшін қолданылған. Бұл 14C изотопын талдау арқылы, моллюск қабықтары сияқты жағалау шөгінділеріндегі жер бетіндегі биогендік материалдарды пайдаланады. Оңтүстік Италияда палеомагнетизм палеомагниттік жас анықтау үшін қолданылды, ал люминесценттік жас анықтау (OSЛ) Сан-Андреас жарылысы және Оңтүстік Кореядағы төртінші дәуірдегі Эупчхон жарылысы бойынша әртүрлі зерттеулерде қолданылды. Соңғы он жылдықта теңіз террасаларының жас анықтау мүмкіндігі жер бетіндегі космогендік нуклидтер әдісінің пайда болуымен, әсіресе 10Be және 26Al космогендік изотоптарының қолдануы арқылы жақсартылды. Бұл изотоптар беткі қабаттың ғарыштық сәулелерге қанша уақыт ұшырағанын тіркеп алады. Бұл ұшырау жасы теңіз террасасының теңізден тасталу жасын көрсетеді. Әрбір жас анықталған терраса үшін эвстатикалық теңіз деңгейін есептеу үшін кем дегенде бір теңіз террасасына сәйкес келетін эвстатикалық теңіз деңгейінің белгілі және әрбір бөлімде көтерілу жылдамдығы негізінен тұрақты болып қала береді деп есептеледі. Осылайша, бұл белгілі бір аймақтағы тектоникалық белсенділікті бағау үшін пайдаланылуы мүмкін. Бұл көрсеткішті аймақтағы көтерілген жағалау сызықтары арасындағы тік аралықтан бағалауға болады. Сонымен қатар, эвстатикалық теңіз деңгейінің ауытқуы туралы біліммен изостатикалық көтерілу жылдамдығын бағалауға және белгілі бір аймақтар үшін теңіз деңгейінің салыстырмалы өзгеруін қайта құруға болады. Осылайша, теңіз террасалары климаттың өзгеруі және болашақ теңіз деңгейінің өзгеру трендтері туралы зерттеулерге де ақпарат береді. Теңіз террасаларының морфологиясын талдағанда, эвстазия мен изостазияның да қалыптасу процесіне әсер ететінін ескеру қажет. Осылайша, теңіз деңгейінің өзгергенін немесе тектоникалық белсенділіктің болғанын бағалауға болады.

For exact interpretations of the morphology, extensive datings, surveying and mapping of marine terraces is applied. This includes stereoscopic aerial photographic interpretation (ca. 1 : 10,000 – 25,000 At the terminus advance of former glaciers marine terraces can be correlated by their size, as their width decreases with age due to the slowly thawing glaciers along the coastline. The biostratigraphic approach uses remains of organisms which can indicate the age of a marine terrace. For that, often mollusc shells, foraminifera or pollen are used. Especially Mollusca can show specific properties depending on their depth of sedimentation. Thus, they can be used to estimate former water depths. which has been used, for example, on the North Island of New Zealand to date several marine terraces. It utilizes terrestrial biogenic materials in coastal sediments, such as mollusc shells, by analyzing the 14C isotope. In a study in southern Italy paleomagnetism was used to carry out paleomagnetic datings and luminescence dating (OSL) was used in different studies on the San Andreas Fault and on the Quaternary Eupcheon Fault in South Korea. In the last decade, the dating of marine terraces has been enhanced since the arrival of terrestrial cosmogenic nuclides method, and particularly through the use of 10Be and 26Al cosmogenic isotopes produced on site. These isotopes record the duration of surface exposure to cosmic rays. This exposure age reflects the age of abandonment of a marine terrace by the sea. In order to calculate the eustatic sea level for each dated terrace, it is assumed that the eustatic sea level position corresponding to at least one marine terrace is known and that the uplift rate has remained essentially constant in each section. and thus may be used to estimate the tectonic activity in a certain region. This figure can be estimated from the vertical offset between raised shorelines in the area. Furthermore, with the knowledge of eustatic sea level fluctuations, the speed of isostatic uplift can be estimated and eventually the change of relative sea levels for certain regions can be reconstructed. Thus, marine terraces also provide information for the research on climate change and trends in future sea level changes. When analyzing the morphology of marine terraces, it must be considered, that both eustasy and isostasy can have an influence on the formation process. This way can be assessed, whether there were changes in sea level or whether tectonic activities took place.

Көрнекті мысалдар

Көтерілген жағажайлар Оңтүстік және Солтүстік Американың Тынық мұхиты жағалауларындағы субдукция, Оңтүстік Американың Атлантика жағалауының пассивті шегі, Камчатканың Тынық мұхиты жағалауындағы, Папуа-Жаңа Гвинея, Жаңа Зеландия, Жапониядағы, Оңтүстік Қытай теңізінің жағалауының пассивті шегі, Атлантика жағалауының батысында, мысалы, Донегал шығанағы, Ирландиядағы Корк және Керри округтері; Буде, Видмут шығанағы, Крэкингтон Хейвен, Тинтегел, Корнуоллдегі Перранпорт және Сент-Айвс, Глам алқабы, Уэльстегі Говер түбегі, Пемброкшир және Кардиган шығанағы, Шотландиядағы Юра және Арран аралы, Британиядағы Финстер, Солтүстік Испаниядағы Галисия және Жаңа Шотландиядағы Этонвилл нүктесі, Кабокто провинциялық паркі ішінде орналасқан. Басқа маңызды жерлерге Жаңа Зеландияның әртүрлі жағалаулары жатады, мысалы, Веллингтон маңындағы Туракири баслығы әлемдегі ең жақсы және ең мұқият зерттелген мысалдардың бірі болып табылады. Сондай-ақ, Жаңа Зеландиядағы Кук бұғазының бойында Тунг Пойнттегі соңғы төрттік кезеңнен бастап жоғары көтерілген теңіз террасаларының анық тізбегі бар. Онда соңғы мұз аралық кезеңнен жақсы сақталған төменгі терраса, соңғыдан кейінгі мұз аралық кезеңнен едәуір эрозияға ұшыраған жоғарғы терраса және одан да жоғары терраса бар, ол дерлік толығымен ыдыраған. Ханс Дженни Мендосино және Сонома округтерінің теңіз террасаларындағы пигмей ормандарын зерттеуімен танымал. Солт Пойнт штаттық паркінің теңіз террасасының «экологиялық баспалдағы» Сан-Андреас жарылысымен де байланысты. Оңтүстік Американың жағалауларында теңіз террасалары кездеседі, онда ең биік террасалар пластиналар шегі су астында қалған мұхит қырқаларының үстінде жатқан және ең жоғары және жылдам көтерілу қарқыны байқалатын жерлерде орналасқан. Жаңа Гвинеядағы Хуон түбегіндегі коралл теңіз террасалары, қазіргі теңіз деңгейінен жоғары көтеріліп, ЮНЕСКО-ның әлемдік мұра нысандарының алдын ала тізіміне «Хуон террасалары – Өткенге қарай саты» деген атпен енген. Басқа да маңызды мысалдарға кейбір Филиппин аралдарындағы және Солтүстік Африканың Жерорта теңізі жағалауында, әсіресе Тунистегі теңіз террасалары жатады.

Raised beaches are found in a wide variety of coast and geodynamical background such as subduction on the Pacific coasts of South and North America, passive margin of the Atlantic coast of South America, collision context on the Pacific coast of Kamchatka, Papua New Guinea, New Zealand, Japan, passive margin of the South China Sea coast, on west facing Atlantic coasts, such as Donegal Bay, County Cork and County Kerry in Ireland; Bude, Widemouth Bay, Crackington Haven, Tintagel, Perranporth and St Ives in Cornwall, the Vale of Glamorgan, Gower Peninsula, Pembrokeshire and Cardigan Bay in Wales, Jura and the Isle of Arran in Scotland, Finistère in Brittany and Galicia in Northern Spain and at Squally Point in Eatonville, Nova Scotia within the Cape Chignecto Provincial Park. Other important sites include various coasts of New Zealand, e. g. Turakirae Head near Wellington being one of the world's best and most thoroughly studied examples. Also along the Cook Strait in New Zealand, there is a well defined sequence of uplifted marine terraces from the late Quaternary at Tongue Point. It features a well preserved lower terrace from the last interglacial, a widely eroded higher terrace from the penultimate interglacial and another still higher terrace, which is nearly completely decayed. Hans Jenny famously researched the pygmy forests of the Mendocino and Sonoma county marine terraces. The marine terrace's "ecological staircase" of Salt Point State Park is also bound by the San Andreas Fault. Along the coasts of South America marine terraces are present, where the highest ones are situated where plate margins lie above subducted oceanic ridges and the highest and most rapid rates of uplift occur. The coral marine terraces at Huon Peninsula, New Guinea, which extend over and rise over above present sea level are currently on UNESCO's tentative list for world heritage sites under the name Houn Terraces Stairway to the Past. Other considerable examples include marine terraces rising up to on some Philippine Islands and along the Mediterranean Coast of North Africa, especially in Tunisia, rising up to .

Жағалау географиясы

Көтерілуді су тасқынының іздері арқылы да анықтауға болады. Іздер көбінесе теңіз деңгейінде орналасқандай бейнеленеді; бірақ іздердің түрлері, теңіз деңгейінде тыныш жағдайда пайда болған толқын іздерінен бастап, күрделі жағдайда теңіз деңгейінен жоғарырақ пайда болған серфинг іздеріне дейін үздіксіз тізбек құрайды. Жоғарыда айтылғандай, голоцен дәуірінде теңіз деңгейі кем дегенде бір рет көтерілген, сондықтан кейбір іздердің пайда болуында тектоникалық факторлар болмауы мүмкін.