Physikalische Geologie

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Die Veränderung des Meeresspiegels ist seit Milliarden von Jahren ein Merkmal der Erde und hat wichtige Auswirkungen auf Küstenprozesse und sowohl Erosions- als auch Ablagerungsmerkmale. Es gibt drei Hauptmechanismen der Veränderung des Meeresspiegels, wie unten beschrieben.

Eustatische Veränderungen des Meeresspiegels sind globale Veränderungen des Meeresspiegels, die entweder auf Veränderungen des Volumens des Gletschereises an Land oder auf Veränderungen der Form des Meeresbodens durch plattentektonische Prozesse zurückzuführen sind. Beispielsweise ändern Änderungen der Ausbreitungsrate im mittleren Ozean die Form des Meeresbodens in der Nähe der Grate, was sich auf den Meeresspiegel auswirkt.

In den letzten 20.000 Jahren gab es aufgrund der Gletscherschmelze einen Anstieg des eustatischen Meeresspiegels um etwa 125 m. Der größte Teil davon fand vor 15.000 bis 7.500 Jahren während der großen Schmelzphase der nordamerikanischen und eurasischen Eisschilde statt (Abbildung 17.25). Vor etwa 7.500 Jahren nahm die Rate der Gletscherschmelze und des Anstiegs des Meeresspiegels dramatisch ab, und seit dieser Zeit liegt die durchschnittliche Rate in der Größenordnung von 0,7 mm / Jahr. Der anthropogene Klimawandel führte ab 1870 zu einem beschleunigten Anstieg des Meeresspiegels. Seit dieser Zeit betrug die durchschnittliche Rate 1,1 mm / Jahr, stieg jedoch allmählich an. Seit 1992 beträgt die durchschnittliche Rate 3,2 mm / Jahr.

Isostatische Meeresspiegeländerungen sind lokale Veränderungen, die durch Absinken oder Anheben der Kruste verursacht werden, die entweder mit Änderungen der Eismenge auf dem Land oder mit Wachstum oder Erosion von Bergen zusammenhängen.

Fast ganz Kanada und Teile des Nordens der Vereinigten Staaten waren auf dem Höhepunkt der letzten Vereisung mit dicken Eisschilden bedeckt. Nach dem Schmelzen dieses Eises hat sich die kontinentale Kruste in vielen Gebieten isostatisch erholt. Dies reicht von mehreren hundert Metern Rebound im zentralen Teil des Laurentide-Eisschildes (um die Hudson Bay) bis zu 100 m bis 200 m in den peripheren Teilen des Laurentide- und Cordilleran-Eisschildes – an Orten wie Vancouver Island und der Festlandküste von BC. Mit anderen Worten, obwohl der globale Meeresspiegel während der letzten Vereisung etwa 130 m niedriger war, waren die vergletscherten Regionen an den meisten Orten mindestens so stark und an Orten, an denen das Eis am dicksten war, mehr als das.

Es gibt Hinweise auf einen isostatischen Rückprall entlang der Südwestküste von Vancouver Island, wo eine Reihe von Bächen als 5 m hohe Wasserfälle in den Ozean gelangen, wie in Abbildung 17.26 gezeigt.

Abbildung 17.26 Dieser Bach liegt an der Südwestküste von Vancouver Island in der Nähe von Sooke. Wie viele andere Bäche entlang dieser Küste floss es früher direkt in den Ozean, aber das Land wurde durch postglaziale isostatische Rebounds angehoben.

Tektonische Veränderungen des Meeresspiegels sind lokale Veränderungen, die durch tektonische Prozesse verursacht werden. Die Subduktion der Juan de Fuca-Platte unter British Columbia erzeugt eine tektonische Hebung (etwa 1 mm / Jahr) entlang des westlichen Randes von Vancouver Island, obwohl ein Großteil dieser Hebung wahrscheinlich umgekehrt wird, wenn das nächste große Erdbeben in der Subduktionszone eintritt.

Küstenlinien in Gebieten, in denen es in der geologisch jüngsten Vergangenheit einen Anstieg des Meeresspiegels gegeben hat, sind üblicherweise durch Flussmündungen und Fjorde gekennzeichnet. Howe Sound, nördlich von Vancouver, ist ein Beispiel für einen Fjord (Abbildung 17.27). Dieses Tal war während der letzten Vereisung mit Eis gefüllt, und seitdem steigt der Meeresspiegel hier netto an. Küstenlinien in Gebieten, in denen in der geologisch jüngsten Vergangenheit ein Netto-Meeresspiegelabfall zu verzeichnen war, sind durch hochgezogene Wellenschnittplattformen (oder Flusstäler, wie in Abbildung 17.26 dargestellt) gekennzeichnet. Gehobene Strandlinien sind ein weiteres Produkt des relativen Meeresspiegelabfalls, obwohl diese in Gebieten mit kräftiger Vegetation schwer zu erkennen sind. Sie sind im hohen Norden Kanadas relativ verbreitet.

Abbildung 17.27 Howe Sound, nördlich von Vancouver, ist ein Fjord mit gut definierten Gletschererosionsmerkmalen.

Übung 17.4 Ein Holozän emporgehobenes Ufer

Die blaugrauen Sedimente auf dem Foto enthalten Meeresfossilien aus dem frühen Holozän (vor ~ 12.500 Jahren). Erklären Sie die Rolle, die schmelzendes Eis bei der Anhebung dieses Materials 60 m über dem Meeresspiegel gespielt haben könnte. Ist diese Änderung ein Ergebnis der isostatischen oder eustatischen relativen Meeresspiegeländerung?

Frühholozäne marine Sedimente in 60 m Höhe auf Gabriola Island, BC