Начиная с восточного подножия Скалистых гор на среднем западе США, драматический ландшафт Высоких равнин простирается на несколько штатов США. Опускаясь всего на несколько сотен метров на протяжении более 500 километров, эти равнины имеют очень пологий уклон, а почти плоские поверхности демонстрируют уникальные экосистемы, что делает их геологической и экологической аномалией.
В Высоких Равнинах есть сотни тысяч небольших эфемерных озер, известных как плейяс, которые наполняются дождевой водой только в сезон дождей и полностью пересыхают в засушливые периоды. Озера обеспечивают важную среду обитания для размножения, отдыха и зимовки миллионов птиц, а также обеспечивают подпитку резервуара подземных вод, известного как водоносный горизонт Огаллала. Площадью 450 000 квадратных километров это самый большой водоносный горизонт в Северной Америке. Без этих ресурсов подземных вод сельское хозяйство в этом засушливом регионе было бы практически невозможно.
Ни в коем случае не геологическая скважина
В последнее время геологи уделяли мало внимания Высоким равнинам. «Для альпийских геологов, привыкших работать в высоких горах, этот регион слишком плоский и считается неинтересным», - посмеиваясь, говорит Шон Уиллетт, профессор геологии в Швейцарской высшей технической школе Цюриха. Случайно он и двое его коллег из Университета Невады заинтересовались этим регионом, когда заметили «особые узоры ручьев», пересекающих Высокие равнины. Теперь они опубликовали свою реконструкцию необычной геологической истории региона в «Nature».
Высокие равнины образовались 20 миллионов лет назад. Земные ученые недавно обнаружили зону необычайно горячего материала в мантии Земли, которая создает волну подъема, медленно перемещающуюся с запада на восток под континентальной плитой. Эта волна сначала подняла плато Колорадо, затем Скалистые горы и, наконец, сами равнины. Это привело к более крутому уклону гор к равнинам, что ускорило эрозию. В течение 15 миллионов лет массивный поток наносов лился с гор, вниз по долинам рек и на равнины.
Осадки, переносимые реками, отлагались, образуя огромные аллювиальные конусы выноса у подножия гор. Гравий и крупнозернистый песок полностью заполнили речные долины и всю более древнюю топографию, фактически заново замостив ландшафт, сформировав пологие склоны современных высоких равнин.
Озера с известняковым герметиком
Поскольку аллювиальные конусы выноса имеют очень низкий уклон, рекам, текущим по его поверхности, не хватает эрозионной силы. Поверхность этих равнин запечатана песком, илом и глиной, что позволяет дождевой воде оставаться в раковинах и образовывать озера. Химические процессы со временем привели к обызвествлению дна озера и почвы, образовав известняковые слои толщиной до 10 метров. Наконец, по мере старения в известняке образовались трещины, позволяющие воде просачиваться и питать резервуар подземных вод огромной площади и объема, расположенный в гравии, сброшенном с гор.
Поток наносов, наконец, остановился около трех-пяти миллионов лет назад. С тех пор поверхности Высоких равнин изменились очень мало (за исключением воздействия человека). «Это сохранившийся древний ландшафт», - говорит Уиллетт.
Реки, текущие со Скалистых гор, тем не менее, искали новые пути и углублялись в недра по краям доисторических аллювиальных конусов выноса. Этот неумолимый процесс продолжается до сих пор: реки продолжают размывать аллювиальные конусы выноса, что проявляется в образовании откосов и бесплодных земель с дендритными узорами ручьев и рек, врезающихся в плато Высоких равнин.«То, что мы наблюдаем сегодня, - это переходный ландшафт», - отмечает профессор ETH. «Пройдет пять или десять миллионов лет, прежде чем Высокие равнины полностью разрушятся».
Неудержимый распад аллювиальных вееров
Виллет не видит непосредственной угрозы запасам подземных вод. Однако люди должны знать, что силы, разрушающие Высокие равнины, несут ответственность за то, где сегодня находятся грунтовые воды и где возможно сельское хозяйство.
В мире нет ничего лучше, чем Высокие Равнины. Есть, конечно, гигантские аллювиальные равнины и в Южной Америке, и в части Гималаев, расположенной в Индии. «Но Высокие равнины бездействовали почти пять миллионов лет, в то время как другие крупные аллювиальные конусы все еще находятся в процессе формирования», - говорит исследователь.