Введение
Наводнения в Миссуле (также известные как наводнения в Спокане или наводнения Бреца) были катастрофическими паводками, периодически обрушивавшимися на восточный Вашингтон и вниз по ущелью реки Колумбия в конце последнего ледникового периода. Эти наводнения были вызваны периодическими внезапными прорывами ледяной плотины на реке Кларк-Форк, которая сформировала ледниковое озеро Миссула. После каждого прорыва воды озера устремлялись вниз по Кларк-Форк и реке Колумбия, затопляя значительную часть восточного Вашингтона и долину Уилламетт в западном Орегоне. После осушения озера лед восстанавливался, вновь образуя озеро Миссула. Эти наводнения исследуются с 1920-х годов. В период последней деглациации, последовавшей за окончанием последнего ледникового максимума, геологи оценивают, что цикл наводнений и восстановления озера длился в среднем 55 лет, и что наводнения происходили несколько раз в течение 2000-летнего периода между 15 000 и 13 000 лет назад. Гидролог Геологической службы США Джим О’Коннор и ученый из Национального музея естественных наук Испании Герардо Бенито обнаружили свидетельства по меньшей мере двадцати пяти мощных наводнений, самое большое из которых достигало расхода около 10 кубических километров в час (2,7 миллиона м³/с, что в 13 раз превышает расход реки Амазонки). Альтернативные оценки максимального расхода самого большого наводнения достигают 17 кубических километров в час. Максимальная скорость потока приближалась к 36 метрам в секунду (130 км/ч или 80 миль в час).
The Missoula floods (also known as the Spokane floods or the Bretz floods or Bretz's floods) were cataclysmic glacial lake outburst floods that swept periodically across eastern Washington and down the Columbia River Gorge at the end of the last ice age. These floods were the result of periodic sudden ruptures of the ice dam on the Clark Fork River that created Glacial Lake Missoula. After each ice dam rupture, the waters of the lake would rush down the Clark Fork and the Columbia River, flooding much of eastern Washington and the Willamette Valley in western Oregon. After the lake drained, the ice would reform, creating Glacial Lake Missoula again. These floods have been researched since the 1920s. During the last deglaciation that followed the end of the Last Glacial Maximum, geologists estimate that a cycle of flooding and reformation of the lake lasted an average of 55 years and that the floods occurred several times over the 2,000 year period between 15,000 and 13,000 years ago. U. S. Geological Survey hydrologist Jim O'Connor and Spain's Museo Nacional de Ciencias Naturales scientist Gerardo Benito have found evidence of at least twenty five massive floods, the largest discharging about 10 cubic kilometers per hour (2.7 million m³/s, 13 times that of the Amazon River). Alternate estimates for the peak flow rate of the largest flood range up to 17 cubic kilometers per hour. The maximum flow speed approached 36 meters/second (130 km/h or 80 mph).
Предложенная гипотеза о наводнении
Геолог J Harlen Bretz впервые обнаружил свидетельства катастрофических наводнений, которые он назвал наводнениями Спокан, в 1920-х годах. Он исследовал канализованные скалистые равнины в Восточном Вашингтоне, ущелье реки Колумбия и долину Вилламетт в Орегоне. Летом 1922 года и в течение следующих семи лет Бретц проводил полевые исследования на плато реки Колумбия. Он интересовался необычными эрозионными формами в этом районе с 1910 года, после того как увидел недавно опубликованную топографическую карту водопада Потхоулз. Бретц ввёл термин "Channeled Scablands" в 1923 году для обозначения территории вблизи Гранд-Кули, где массивная эрозия прорезала базальтовые отложения. В 1923 году Бретц опубликовал статью, в которой утверждал, что канализованные скалистые равнины в Восточном Вашингтоне были вызваны мощнейшим наводнением в далеком прошлом. Взгляд Бреца, который рассматривался как аргумент в пользу катастрофического объяснения геологии, противоречил господствующей теории униформизма, и его взгляды поначалу игнорировались. Геологическое общество Вашингтона, округ Колумбия, пригласило молодого Бреца представить свои ранее опубликованные исследования на заседании 12 января 1927 года, где другие геологи представили конкурирующие теории. Другой геолог на этом заседании, J. T. Pardee, работал с Бретцем и располагал данными о древнем ледниковом озере, которые подтверждали теории Бреца. Бретц защищал свои теории, что положило начало 40-летней ожесточённой дискуссии о происхождении Скабландов. Парди и Бретц продолжали свои исследования в течение следующих 30 лет, собирая и анализируя доказательства, которые привели их к определению озера Миссула как источника наводнения Спокан и создателя канализованных скалистых равнин. После изучения каньона реки Флэтхед Парди оценил, что для перемещения самых крупных валунов, сдвинутых наводнением, потребовался бы поток воды объёмом более чем в 400 кубических километров. Он оценил, что расход воды был больше, чем суммарный расход всех рек мира. Более поздние оценки показывают, что расход воды был в десять раз больше, чем суммарный расход всех современных рек. Этот процесс известен как прорыв ледникового озера, и есть свидетельства того, что в далеком прошлом произошло множество подобных событий.
Поводки
Вода, вырвавшись из ущелья реки Колумбия, снова задерживалась в сужении шириной около 2 км недалеко от Каламы, штат Вашингтон. Некоторые временные озера поднимались на высоту более 122 метров, затапливая долину Уилламет до Юджина, штат Орегон, и далее. Плывущие айсберги с ледниковыми валунами и следы эрозии служат свидетельством этих событий. Осадочные отложения, сформировавшиеся на дне озер в результате наводнений, способствовали плодородию долин Уилламет и Колумбия. Ледниковые отложения, перекрытые вековыми отложениями, переносимыми ветром (лессом), создали крутые дюны с южным уклоном по всей долине Колумбия, что является идеальными условиями для развития садов и виноградников на более высоких широтах. После анализа и дискуссий геологи теперь полагают, что произошло 40 или более отдельных наводнений, хотя точный источник воды все еще остается предметом споров. Пиковый расход воды оценивается в 27 кубических километров в час.
Гипотеза о многократном наводнении
Гипотеза о многократных наводнениях была впервые предложена Р. Б. Уэйттом-младшим в 1980 году. Уэйтт утверждал, что произошла последовательность из 40 или более наводнений. Предложение Уэйтта основывалось главным образом на анализе отложений на дне ледниковых озер в Нинемайл-Крик и на отложениях наводнений в каньоне Берлингэм. Его наиболее убедительным аргументом в пользу отдельных наводнений было то, что отложения Туше от двух последовательных наводнений были разделены двумя слоями вулканического пепла (тефры), а пепел отделен тонким слоем пыли, поднятой ветром, расположенным тонким слоем между слоями осадков на десять ритмитов ниже вершины отложений Туше. Два слоя вулканического пепла разделены взвешенным невулканическим илом. Тефра – это пепел горы Сент-Хеленс, выпавший в восточном Вашингтоне. По аналогии, поскольку в каньоне Берлингэм было обнаружено 40 слоев с сопоставимыми характеристиками, Уэйтт утверждал, что все они могут считаться имеющими сходное время разделения при осаждении. Группа геологов во главе с Шоу изучила осадочные последовательности отложений Туше и пришла к выводу, что эти последовательности не обязательно указывают на множественные наводнения, разделенные десятилетиями или веками. Скорее, они предположили, что осадконакопление в бассейне ледникового озера Миссула было результатом глетчерских всплесков (jökulhlaups), стекающих в озеро Миссула из Британской Колумбии, расположенной к северу. Кроме того, группа Шоу предположила, что палеодолины могли частично образоваться из-за огромного подледникового резервуара, простиравшегося на большую часть центральной Британской Колумбии, в частности, включая Роки-Маунтин-Тренч, который мог вытекать по нескольким руслам, включая одно через озеро Миссула. Этот сброс, если бы он произошел одновременно с прорывом ледяной плотины озера Миссула, обеспечил бы значительно больший объем воды. Кроме того, Шоу и его команда предположили, что ритмичные отложения Туше являются результатом нескольких импульсов или порывов в пределах одного крупного наводнения. В комментарии к анализу Комацу, Брайан Атвотер и его коллеги отметили, что существует значительное количество доказательств в пользу множественных крупных наводнений, включая свидетельства трещин высыхания и норок животных в нижних слоях, которые были заполнены осадками от более поздних наводнений. Кроме того, были обнаружены свидетельства многократных потоков наводнений по притокам ледникового озера Колумбия, охватывающих многие века. Они также указали на то, что точка сброса из озера Колумбия менялась со временем: изначально поток шел через плато Уотервилл в Мозес-Кули, но позже, когда Оканагонский ледник заблокировал этот путь, был размыт Гранд-Кули, чтобы обеспечить сброс там в качестве существенно более низкого выхода. Анализ Комацу не оценивает влияние значительной эрозии, наблюдаемой в этом бассейне во время наводнения или наводнений, хотя предположение о том, что гидравлику наводнения можно смоделировать, используя современную топографию, является областью, требующей дальнейшего изучения. Более ранние узкие сужения в таких местах, как Валлула Геп и через ущелье Колумбия, должны были создавать большее сопротивление потоку и, соответственно, более высокие наводнения.
Современное понимание
Датировка предложенной Уэйттом последовательности формирования слоев в результате наводнений подтверждается последующими палеомагнитными исследованиями, которые указывают на интервал в 30–40 лет между отложениями пепла горы Сент-Хеленс и, следовательно, между отдельными наводнениями, однако не исключают возможности интервала до 60 лет.