Geologia Appalachów
Geologia Appalachów sięga ponad 480 milionów lat temu. Spojrzenie na skały odsłonięte w dzisiejszych Appalachach ujawnia wydłużone pasy pofałdowanych i uskoków morskich skał osadowych , skał wulkanicznych i odłamków starożytnego dna oceanu – mocne dowody na to, że skały te zostały zdeformowane podczas zderzenia płyt . Narodziny pasm Appalachów oznaczają pierwszą z kilku budowli górskich zderzenia płyt, których kulminacją była budowa superkontynentu Pangea z Appalachami i sąsiednimi górami Antyatlasu (obecnie w Maroku) w pobliżu centrum. Te pasma górskie prawdopodobnie kiedyś osiągały wzniesienia podobne do Alp i Gór Skalistych , zanim uległy erozji.
Historia geologiczna
Era paleozoiczna
W najwcześniejszej części ery paleozoicznej kontynent, który później stał się Ameryką Północną, leżał okrakiem na równiku . Region Appalachów był pasywnym marginesem płyty , podobnie jak dzisiejsza prowincja Atlantic Coastal Plain . W tym okresie region był okresowo zanurzany pod płytkimi morzami. Grube warstwy osadów i skał węglanowych osadzały się na dnie płytkiego morza, gdy region był zanurzony. Kiedy morza się cofnęły, dominowały osady lądowe i erozja.
W okresie środkowego ordowiku (około 458-470 milionów lat temu) zmiana ruchów płyt przygotowała grunt pod pierwsze paleozoiczne wydarzenie związane z budową gór ( orogeneza taconiczna ) w Ameryce Północnej. Niegdyś spokojny pasywny brzeg Appalachów zmienił się w bardzo aktywną granicę płyt , gdy sąsiednia płyta oceaniczna , Japetus , zderzyła się i zaczęła tonąć pod północnoamerykańskim kratonem . Wraz z utworzeniem tej nowej subdukcji narodzili się pierwsi Appalachowie.
Wulkany rosły wzdłuż krawędzi kontynentu , zbiegając się z początkiem subdukcji. Uskoki naporu wypiętrzone i wypaczone starsze skały osadowe zalegające na pasywnym brzegu. Gdy góry się wznosiły, erozja zaczęła je niszczyć. Strumienie niosły gruz skalny w dół zbocza i osadzały się na pobliskich nizinach .
To był dopiero pierwszy z serii kolizji płyt budujących góry, które przyczyniły się do powstania Appalachów. Budowa gór trwała okresowo przez następne 250 milionów lat ( orogenie kaledońskie , akadyjskie , ouachita , hercyńskie i allegańskie ). Kontynent po kontynencie został wepchnięty i przyszyty do północnoamerykańskiego kratonu, gdy superkontynent Pangean zaczął nabierać kształtu. Mikropłytki , mniejsze kawałki skorupy, zbyt małe, by można je było nazwać kontynentami, zostały wciągnięte jedna po drugiej, aby połączyć się z rosnącą masą.
Około 300 milionów lat temu ( okres pensylwański ) Afryka zbliżała się do północnoamerykańskiego kratonu. Pas kolizji rozprzestrzenił się na Ozark - Ouachita i przez obszar Marathon Mountains w Teksasie. Kolizje kontynentalne podniosły łańcuch Appalachów-Ouachita do wyniosłego pasma górskiego na skalę dzisiejszych Himalajów . Ogromna większość Pangei została ukończona pod koniec ery paleozoicznej ( perm ), kiedy Afryka ( Gondwana ) zaorał aglomerację kontynentalną, z górami Appalachów-Ouachita w pobliżu środka.
Era mezozoiczna i później
Pangea zaczęła się rozpadać około 220 milionów lat temu, we wczesnej erze mezozoicznej (późny trias ). Gdy Pangea rozpadła się, narodził się nowy pasywny margines tektoniczny, a siły, które stworzyły Appalachy, Ouachita i Maraton, zostały unieruchomione. Panowały wietrzenie i erozja, a góry zaczęły się ścierać.
Pod koniec ery mezozoicznej Appalachy uległy erozji do prawie płaskiej równiny. Dopiero wypiętrzenie regionu w erze kenozoicznej ukształtowało charakterystyczną topografię teraźniejszości. Wypiętrzenie odmłodziło strumienie, które szybko zareagowały, wcinając się w starożytne podłoże skalne. Niektóre strumienie płynęły wzdłuż słabych warstw, które wyznaczają fałdy i uskoki powstałe wiele milionów lat wcześniej. Inne strumienie obniżone tak szybko, że przecinają odporne, pofałdowane skały rdzenia górskiego, rzeźbiąc kaniony w warstwach skalnych i strukturach geologicznych. Grzbiety rdzenia Appalachów reprezentują odporną na erozję skałę, która pozostała po erozji skały powyżej i obok niej.
Prowincje geologiczne
Appalachy rozciągają się na pięć prowincji geologicznych (zgodnie z definicją USGS ) : Basen Appalachów, Góry Blue Ridge , Prowincja Piemont , Prowincja Adirondack i Prowincja Nowej Anglii.
Kotlina Appalachów
Basen Appalachów to basen przedgórski zawierający paleozoiczne skały osadowe od wczesnego kambru do wczesnego permu . Z północy na południe prowincja Appalachów przecina Nowy Jork , Pensylwanię , wschodnie Ohio , Zachodnią Wirginię , zachodnią Maryland , wschodnie Kentucky , zachodnią Wirginię , wschodnie Tennessee , północno-zachodnią Georgię i północno-wschodnią Alabamę . Północny kraniec Kotliny Appalachów rozciąga się na morzu do jezior Erie i Ontario aż do granicy między Stanami Zjednoczonymi a Kanadą. Prowincja Kotliny Appalachów obejmuje obszar około 185 500 mil kwadratowych (480 000 km 2 ). Prowincja ma 1075 mil (1730 km) długości z północnego wschodu na południowy zachód i od 20 do 310 mil (30 do 500 km) szerokości z północnego zachodu na południowy wschód.
Północno-zachodnie zbocze basenu to szeroka homoklina , która opada łagodnie na południowy wschód od łuku Cincinnati . Wschodnią flankę basenu charakteryzuje złożony uskokowy i pofałdowany terran ( Appalachian Fold and Thrust Belt lub Eastern Overthrust Belt ), utworzony pod koniec paleozoiku przez orogenezę alleghańską . Skały metamorficzne i magmowe z pasa ciągu Blue Ridge, który ogranicza wschodnią część prowincji Appalachów, zostały wyrzucone na zachód na ponad 150 mil (240 km) przez skały osadowe z niższego paleozoiku.
Produkcja węgla, ropy i gazu
Basen Appalachów jest jednym z najważniejszych regionów produkujących węgiel w USA i jednym z największych na świecie. Węgiel bitumiczny z basenu Appalachów był wydobywany przez ostatnie trzy stulecia. Obecnie węgiel jest używany głównie we wschodnich Stanach Zjednoczonych lub eksportowany do wytwarzania energii elektrycznej , ale niektóre z nich nadają się do zastosowań metalurgicznych . Złoża węgla o znaczeniu gospodarczym zostały zdeponowane głównie w okresie Pensylwanii w zagęszczającym się na południowym wschodzie basenie przedgórza . Węgiel i związane z nim skały tworzą klastyk klin, który pogrubia się z północy na południe, od Pensylwanii do południowo-zachodniej i południowo-zachodniej Wirginii.
Basen Appalachów ma długą historię produkcji ropy i gazu. Odkrycie ropy naftowej w 1859 roku w Drake Well w hrabstwie Venango w Pensylwanii zapoczątkowało przemysł naftowy i gazowy w basenie Appalachów. Odkrycie dobrze otworzyło płodny trend pól naftowych i gazowych, produkujących ze zbiorników piaskowca górnego dewonu, Missisipii i Pensylwanii, które rozciągają się od południowego Nowego Jorku, przez zachodnią Pensylwanię, środkową Wirginię Zachodnią i wschodnie Ohio, po wschodnie Kentucky.
Drugi główny trend wydobycia ropy i gazu w Basenie Appalachów rozpoczął się wraz z odkryciem w 1885 r. ropy i gazu w dolnosylurskich zbiornikach z piaskowca Clintona w hrabstwie Knox w stanie Ohio . Pod koniec lat osiemdziesiątych XIX wieku i na początku XX wieku trend rozciągał się zarówno na północ, jak i na południe przez środkowo-wschodnie Ohio i obejmował kilka hrabstw w zachodnim Nowym Jorku, gdzie odkryto gaz w piaskowcach dolnosylurskiej grupy Medina. Około 1900 roku odkryto duże złoża ropy naftowej w zbiornikach węglanowych syluru i dewonu we wschodnio-środkowej części Kentucky. Ważne odkrycia gazu z dolnego dewonu Oriskany Sandstone w hrabstwie Cambridge w stanie Ohio w 1924 r .; hrabstwo Schuyler w stanie Nowy Jork w 1930 r.; i hrabstwo Kanawha w Zachodniej Wirginii w 1936 roku otworzyło główny trend produkcji gazu w częściach Nowego Jorku, Pensylwanii, Maryland, Ohio, Wirginii Zachodniej, Kentucky i Wirginii. Kolejny boom wiertniczy w Basenie Appalachów miał miejsce w latach 60. XX wieku w hrabstwie Morrow w stanie Ohio , gdzie odkryto ropę naftową w części górnego kambru Dolomitu Knox .
Krystaliczne Appalachy
Prowincje Blue Ridge, Piemont, Adirondack i New England są wspólnie znane jako Krystaliczne Appalachy, ponieważ składają się z prekambryjskich i kambryjskich skał magmowych i metamorficznych.
Prowincja Blue Ridge Thrust Belt leży u podstaw części ośmiu stanów od środkowej Alabamy po południową Pensylwanię. Wzdłuż zachodniego krańca Błękitny Grzbiet przecina pofałdowany i uskokowy brzeg basenu Appalachów, tak że szeroki segment warstw paleozoicznych rozciąga się na wschód na dziesiątki mil, zakopany pod tymi subpoziomymi krystalicznymi warstwami naporu. Na powierzchni Blue Ridge składa się z górzystego lub pagórkowatego regionu, którego głównym składnikiem są góry Blue Ridge które rozciągają się od Georgii po Pensylwanię. Skały powierzchniowe składają się głównie z rdzenia krystalicznych skał metamorficznych lub magmowych o średniej lub wysokiej randze, które ze względu na swoją doskonałą odporność na wietrzenie i erozję zwykle wznoszą się ponad sąsiednie obszary skał metamorficznych i osadowych o niskim stopniu złośliwości. Prowincja jest ograniczona od północy i zachodu przez warstwy paleozoiczne Prowincji Basenu Appalachów, a od południa przez kredowe i młodsze skały osadowe Równiny Przybrzeżnej Zatoki Perskiej. Od wschodu graniczy z metamorficznymi i osadowymi skałami prowincji Piemont.
Prowincje Adirondack i Nowa Anglia obejmują skały magmowe osadowe, meta-osadowe i plutoniczne, głównie z epoki kambru i ordowiku, podobne litologicznie do skał w prowincjach Blue Ridge i Piemont na południu. Wypiętrzone, prawie okrągłe góry Adirondack składają się z rdzenia starożytnych skał prekambryjskich, które są otoczone odwróconymi skałami osadowymi kambru i ordowiku.