Carolina bays

Carolina-vikarna är elliptiska till cirkulära fördjupningar koncentrerade längs Atlantkusten inom kustnära New York, New Jersey, Delaware, Maryland, Virginia, North Carolina, South Carolina, Georgia och norra Florida. I Maryland kallas de Maryland bassänger . Inom Delmarvahalvön kallas de och andra kustdammar även för Delmarva-vikar .

Namnet "Carolina bay" tillskrivs ibland skrifterna av den engelske upptäcktsresanden John Lawson som utforskade North Carolina, South Carolina och Georgia under tidigt 1700-tal. Denna tillskrivning är dock inte korrekt. Lawson beskrev att han besökte ett träsk som innehöll vikträd, men det finns inget som tyder på att han ville döpa träsket med ordet "vik". Vidare sa Lawson att detta träsk hade branta marginaler och att han kunde se berg i väster från träskets närhet. Således verkar det mer troligt att detta träsk var en fördjupning mellan dynerna bland Carolina Sandhills , snarare än en Carolina-vik. Ändå finns bukträd i vissa Carolina-vikar.

Den tidigaste vetenskapliga beskrivningen av Carolina-vikar är av Glenn (1895), som använde termen "vik" (som han beskrev som "sjöliknande vidder") för att referera till dessa särdrag nära staden Darlington, South Carolina. Glenn (1895) satte citattecken runt ordet "bay" men han använde inte frasen "Carolina bay". En efterföljande publikation av Melton och Schriever (1933) använde frasen: The Carolina "Bays" (med citattecken runt ordet "Bays"). Senare publicerade MacCarthy (1937) en artikel med titeln "The Carolina Bays" och han använde denna fras genom hela publikationen (utan citattecken och med stort "B" för ordet "Bays").

Geografisk utsträckning

Carolina bays finns i den amerikanska Atlantkustslätten från New York till norra Florida. I Maryland kallas de Maryland bassänger . Inom Delmarvahalvön kallas de och andra kustdammar även för Delmarva-vikar .

Geomorfologi

Carolina-vikarna varierar i storlek från ett till flera tusen hektar. Cirka 500 000 av dem finns i det klassiska området av Atlantkustslätten, många i grupper i en nordväst-sydöstlig riktning. I allmänhet har den sydöstra änden en högre kant som består av vit sand.

Orientering

Enligt publicerade artiklar och monografier roterar orienteringen av Carolinavikarnas långa axlar systematiskt norrut längs Atlantkustslätten från norra Georgia till norra Virginia; den genomsnittliga trenden för de långa axlarna i Carolina Bays varierar från N16°W i östra centrala Georgia till N22°W i södra South Carolina, N39°W i norra South Carolina, N49°W i North Carolina och N64°W i Virginia . Inom denna del av Atlantkustslätten varierar orienteringen av de långa axlarna i Carolina-vikarna med 10 till 15 grader. Om de långa axlarna för dessa Carolina-vikar, mätt av Johnson (1942), projiceras västerut, då konvergerar de i området sydöstra Indiana och sydvästra Ohio .

Vid den norra änden av utbredningen av Carolina-vikar inom Delmarva-halvön och New Jersey skiftar den genomsnittliga orienteringen av de långa axlarna abrupt med omkring 112 grader till N48°E. Längre norrut blir de långa axlarnas orientering i bästa fall distinkt bimodal och uppvisar två starkt divergerande riktningar och i värsta fall helt slumpmässiga och saknar någon föredragen riktning. Platta 3 av Rasmussen och Slaughter, som återges som figur 51 av Kacrovowski, illustrerar den oorganiserade karaktären av orienteringarna av de långa axlarna i Carolina-vikarna i Somerset , Wicomico och Worcester , Maryland.

I den södra änden av deras utbredning är Carolina-vikarna i södra Georgia och norra Florida ungefär cirkulära till formen. I detta område har de en svag nordlig orientering.

LIDAR höjdbild av 300 kvadrat miles (800 km 2 ) av Carolina bays i Robeson County, NC

Stratigrafisk inställning

De flesta Carolina-vikar består av några meter sand och (eller) lera som vilar på en inkonformitet ovanför ett hårdare underlag som inte visar tecken på deformation eller annan störning. Sammansättningen och åldern på detta hårdare substrat varierar från plats till plats.

Stratigrafiska relationer mellan några Carolina-vikar och fält av eoliska sanddyner i floddalar tyder på att Carolina-vikar bildades episodiskt under olika tidpunkter på olika platser. Till exempel:

På vissa ställen är Carolina-vikar infällda i fält av eoliska dyner i älvdalar, och därför måste dessa Carolina-vikar vara yngre än de underliggande eoliska dynerna. Ett sådant exempel är Dukes Pond, som är en Carolina-vik som är inbäddad i eoliska sanddyner i Ohoopee-flodens dal (Tattnall County, Georgia). Dessa eoliska sanddyner har gett ett optiskt stimulerat luminescensdatum på ~23 600 år, och därför måste denna Carolina Bay vara yngre än detta OSL-datum. Ett annat exempel är Bear Swamp, som är en Carolina-vik som är inbäddad i eoliska sanddyner i dalen av Great Pee Dee River (Marion County, South Carolina).
På andra ställen är Carolinavikarna överlagrade av eoliska sanddyner som nu är vegeterade, och därför måste dessa Carolinavikar vara äldre än de överliggande eoliska dynerna. Ett sådant exempel är Big Bay, som är en Carolina-vik som täcks av eoliska sanddyner i dalen av Wateree River (Sumter County, South Carolina). Dessa eoliska sanddyner vid Big Bay har daterats med optiskt stimulerade luminescenstekniker till 29 600 ± 2 400 till 33 200 ± 2 800 BP, och därför måste denna Carolina-vik vara äldre än dessa datum.

Stratigrafi inom Carolina-vikarna och sandryggarna

Kärnor tagna inom flera Carolina-vikar har avslöjat en stratigrafi av några meter sand och (eller) lera som vilar på en inkonformitet ovanför ett hårdare underlag. Carolina-vikar för vilka stratigrafin har beskrivits i detalj inkluderar Lake Mattamuskeet (Hyde County, North Carolina), Wilson's Bay (Johnston County, North Carolina), Herndon Bay (Robeson County, North Carolina), Big Bay (Sumter County, South Carolina) Carolina), Flamingo Bay (Aiken County, South Carolina) och Duke's Pond (Tattnall County, Georgia).

Lake Mattamuskeet (Hyde County, North Carolina): Kärnor inifrån denna Carolina-vik avslöjade en 0,3–1,2 m tjock enhet av sand och siltig sand (lakustrina avlagringar och paleosoler) som vilar på en inkonformitet ovanför en ostörd enhet av grå lera och sandig lera (med marina skal och hålor) av Pleistocen ålder. Kärnor från de intilliggande sandkanterna avslöjade en 2,6–2,9 m tjock enhet av silt, sandslam och siltig sand (tolkat som paleosoler, strandlinje, löss och eoliska avlagringar) som vilar på en inkonformitet ovanför en ostörd enhet av grå lera och sandig sand. lera (med marina skal och hålor) av Pleistocen ålder (samma enhet som påträffades i kärnor från Carolinabukten). Träkol och trä från en västerländsk sandkant (närmare viken) gav radiokolålder på ~5 760 och 1 270 år före nutid (BP). Organiskt sediment och träkol från en östlig sandkant (längre från viken) gav radiokolålder från ~7 750 till 2 780 år BP.

Wilson's Bay (Johnston County, North Carolina): Kärnor och skruvar inifrån denna Carolina-vik avslöjade en 1,5–3,2 m tjock enhet av sand, sandig silt och siltig sand (lakustrina avlagringar) som vilar på en inkonformitet ovanför en ostörd enhet av saprolit (vittrad felsisk gnejs). Dessa lakustrinavlagringar gav en radiokolålder på ~21 920 år BP. Kärnor och skruvar från de intilliggande sandkanterna avslöjade en 1,5–4,0 m tjock enhet av lerig sand, sand och grus som vilar på en inkonformitet ovanför en ostörd enhet av saprolit/vittrad felsisk gnejs (samma enhet som påträffades i kärnor inifrån Carolina-bukten). Organiskt material i viken gav en ålder på ~21 920 radiokolår BP.

Herndon Bay (Robeson County, North Carolina): Kärnor borrade i fyra olika sandryggar associerade med denna Carolina-vik avslöjade att sandryggarna är sammansatta av 2,5–4,5 m tjocka ansamlingar av fin till grov sand som vilar på en inkonformitet ovanför en ostörd enhet av svart lera av kritatiden (Black Creek Formation). Sedimentprover från sandkanter associerade med denna Carolina-vik har gett tre optiskt stimulerade luminescens (OSL) åldrar för ~36 700 år sedan; ~29 600 år sedan; och för ~27 200 år sedan.

Big Bay (Big Bay, Sumter County, South Carolina): En kärna (borrhål D1/2) som borrades i denna Carolina-vik gick igenom följande enheter: (1) Borrdjup 0 till 4,5 m = eoliskt sandark som ligger över Carolina-bukten. bukt; (2) Borrdjup 4,5 till 9,0 m = siltig sand och sandig lera med rikligt med organiskt material; och (3) Borrdjup 9,0 till 10,6 m = sandig lera av pliocen ålder (Duplin-formationen). Sedimentprover från sandkanter associerade med denna Carolina-vik har gett fyra optiskt stimulerade luminescens (OSL) åldrar för ~35 700 år sedan; ~25 200 år sedan; ~11 200 år sedan; och för ~2 100 år sedan.

Inom kärnor av ostörda sediment som återvunnits från Big Bay, North Carolina, Brook och andra dokumenterade väldefinierade pollenzoner bestående av distinkta pollensammansättningar. De hittade en stratigrafiskt konsekvent serie av pollenzoner, som ökade i ålder konsekvent med djupet från holocenstadiet till Wisconsinstadiet, tillbaka till marin isotopstadium 5

Flamingo Bay (Aiken County, South Carolina): En kärna (C1) tagen i denna Carolina-vik avslöjade en 0,94 m tjock enhet av kvartssand som vilar på en inkonformitet (paleosol) ovanför en ostörd enhet av sandig silt och lera från eocen ålder. Träkolsprover inom den 0,94 m tjocka enheten av kvartssand gav radiokolålder på ~4 500 till 2 500 år BP. En kärna (P25) tagen från intilliggande sandkant avslöjade en 1,85 m tjock enhet av kvartärsand som vilar på en inkonformitet (paleosol) ovanför en ostörd enhet av sandig silt och lera av eocen ålder (samma enhet som påträffades i kärnan C1 från inom Carolina Bay). Moore et al. (2012) rapporterade att sedimentprover från sandryggar associerade med denna Carolina-vik har gett fem OSL-åldrar för ~15 000 år sedan; ~13 100 år sedan; ~11 500 år sedan; ~9 200 år sedan; och för ~5 000 år sedan. Brooks et al. (2010) rapporterade att sedimentprover från sandryggar associerade med denna Carolina Bay gav OSL-åldrar för ~108 700 år sedan; och för ~40 300 år sedan.

Duke's Pond (Tattnall County, Georgia): Ett sedimentprov från en sandkant vid kanten av denna Carolina har gett en OSL-ålder på ~23 600 år sedan. Basala torvmossediment i denna Carolina-vik gav en ålder av ~8 600 radiokol för år sedan.

Ytterligare anteckningar om stratigrafi

I en studie av flera Carolina-vikar i North Carolina visade Gamble et al. (1977) konstaterade att borrning och kärnborrning tydde på att bädden och sedimenten under Carolina-vikarna är opåverkade. Studier av Frey, Watts och Whitehead har också dokumenterat att sedimenten som fyller Carolina-vikarna i allmänhet är ostörda. Flera kärnor har funnit att sedimenten som fyller Carolina-vikarna har distinkta och anpassade lager eller bäddar.

Dateringen av sandkanterna av ett antal Carolina-vikar med optiskt stimulerad luminescens (OSL) tekniker har gett åldrar från ~109 000 till ~2 000 år sedan, men de flesta åldrarna från sandkanterna sträcker sig från ~40 000 till ~11 000 år sedan.

Radiokoldatum har erhållits från organiskt material som samlats in från de ostörda sedimenten som fyller Carolina-vikarna av Bliley och Burney, Mixon och Pilkey, Thom och Kaczorowski. Vissa radiokoldateringar erhållna från organiskt material i ostörda sediment är äldre än 14 000 BP radiokol. Radiokoldatumen sträcker sig från 27 700 ±2 600 till 440 ± 50 radiokolår BP. Vissa kärnor har innehållit organiskt material som var för gammalt för att dateras med radiokolmetoder, vilket resulterat i "större än" datum. Till exempel har prover från några Carolina-vikar daterats till mer än 38 000 till 49 550 radiokolår BP. I de fall där flera radiokoldatum har bestämts från en enda kärna, är de flesta radiokoldatum typiskt konsekventa när det gäller deras stratigrafiska position i en kärna, och ackumuleringshastigheter som bara beräknas utifrån dem är sällan anomala. Med tanke på arten av radiokoldatering förekommer disharmoniska datum ibland även i ostörda avlagringar, när flera prover daterades. Enstaka disharmoniska datum i sig är meningslösa som en indikator på störning. Den intakta interna stratigrafin av Carolinabuktens sediment, som indikeras av paleosoler och pollenzoner (t.ex. Big Bay) motbevisar sådana argument.

Som diskuterats av Gaiser, är radiokoldatum rapporterade från vilken Carolina bay som helst minimidatum för deras bildande. Radiokoldatum representerar bara tider då organiskt material ackumulerats och bevarats i Carolina bays. Vid andra tillfällen kan daterbart organiskt material antingen inte ha bevarats som sediment ackumulerat inom dem, eller äldre organiskt material kan ha förstörts när vikarna torkade ut. Under tider när grundvattenytan var under botten av en Carolina-vik (t.ex. möjligen under glaciationsperioder när havsnivån var 130 meter (400 fot) under nuvarande), kunde organiskt material ha förstörts av oxidation och vittring. Dessutom, under sådana tider, kunde eoliska processer ha eroderat alla befintliga sediment på botten av Carolina-vikarna. Det finns några som menar att det äldsta radiokoldatumet från en Carolinavik endast indikerar den tidpunkt då grundvattenytan steg tillräckligt högt för att en permanent sjö eller träsk skulle kunna existera inom den. Denna tolkning kan dock bero på arten av det överliggande sedimentet. Till exempel kan eoliska processer begrava och bevara organiskt material, och därmed kan bevarandet av organiskt material ske oberoende av grundvattennivåns beteende.

Ekologisk betydelse och biologisk mångfald

Woods Bay State Park , South Carolina , vinterskymning

Vikarna har många olika vegetativa strukturer, baserat på fördjupningsdjupet, storleken, hydrologin och underytan. Många är sumpiga; några av de större är (eller var före avvattningen) sjöar; 14 kvadratkilometer (36 km 2 ) Lake Waccamaw är ett odränerat exempel. Vissa vikar är övervägande öppet vatten med stor spridd dammcypress , medan andra är sammansatta av tjocka, buskiga områden ( pocosiner ), med vegetation som växer på flytande torvmattor. Vikarna är särskilt rika på biologisk mångfald , inklusive några sällsynta och/eller hotade arter . Arter som frodas i vikens livsmiljöer inkluderar fåglar , såsom trästorkar , hägrar , hägrar och andra flyttfåglar , däggdjur såsom rådjur , svartbjörnar , tvättbjörnar , skunkar och opossums . Andra invånare inkluderar trollsländor , gröna anoler och gröna lövgrodor .

Vikarna innehåller träd som svart tuggummi , skallig cypress , dammcypress, sweet bay , loblolly bay , red bay , sweet gum , lönn , magnolia , damm tall och buskar som fetterbush , clethra, sumac , button bush , zenobia, och gallbär . Växter som är vanliga i Carolina vikar är näckrosor , näckrosor och olika gräs . Flera köttätande växter bor i Carolina-vikar, inklusive bladderwort , butterwort , kannaväxt och soldagg .

Vissa vikar har modifierats kraftigt av mänskliga aktiviteter inklusive jordbruk , motorvägsbyggande och konstruktion av bostadsbyggande och golfbanor . Till exempel, Carvers Bay, en stor vik i Georgetown County, South Carolina , användes som en bombövningsområde under andra världskriget . Den har dränerats och används idag mest för trädodling . Andra används för grönsaks- eller åkergrödor med dränering . En studie av vikar belägna på Delmarva-halvön uppskattade att 70 % helt eller delvis hade omvandlats till jordbruk.

I South Carolina utsågs Woods Bay , på länslinjen Sumter - Florence nära Olanta , till en delstatspark för att bevara den så mycket som möjligt i dess naturliga tillstånd. Dessutom Bennett's Bay , nära Manning , i Clarendon County, South Carolina , ett utsett Heritage Preserve.

En annan vik i Bamberg County, South Carolina ägs av South Carolina Native Plant Society , som har utvecklat ett 52 tunnland (210 000 m 2 ) bevara kallat Lisa Matthews Memorial Bay , som försöker bevara och utöka den federalt hotade vildblomman Oxypolis canbyi (Canby's Dropwort) i viken. Höglandet som omger bukten håller på att återställas från en loblolly tallplantage till den ursprungliga longleaf tallen . Inkluderat i långlövsrestaureringen är restaureringen av trådgräs ( Aristida beyrichiana ) som en viktig undervåningsväxt. Dess brandfarlighet hjälper till med periodisk förbränning, vilket är nödvändigt för Canbys droppört och många av de andra arterna som är unika för miljön.

Tolkningar (ursprungsteorier)

Mer än ett dussin vikar visas på detta foto i sydöstra North Carolina . Flera röjs och dräneras för jordbruk.

De flesta geologer idag tolkar Carolina-vikarna som relikt geomorfologiska egenskaper som utvecklats via olika eoliska och lakustrina processer. Flera bevislinjer, t.ex. radiokoldatering , optiskt stimulerad luminescensdatering och palynologi , indikerar att Carolina-vikarna före starten av holocenen . Fossilt pollen som återvunnits från kärnor av ostört sediment som tagits från olika Carolina-vikar i North Carolina av Frey, Watts och Whitehead dokumenterar närvaron av fulla glaciala pollenzoner i sedimenten som fyller några Carolina-vikar. Utbudet av datum kan tolkas som att Carolina-vikar antingen skapades episodiskt under de senaste tiotusentals åren eller skapades vid tidpunkten för över hundra tusen år sedan och har sedan dess modifierats episodiskt.

Relikt termokarst sjöar

Nyligen utfört arbete av US Geological Survey har tolkat Carolina-vikarna som relikt termokarstsjöar som har modifierats av eoliska och lakustrina processer. Moderna termokarstsjöar är vanliga idag runt Barrow (Alaska), och dessa sjöars långaxlar är sneda mot den rådande vindriktningen. Dessa sjöar utvecklas genom upptining av frusen mark, med efterföljande modifiering av vind och vågor. Sålunda innebär tolkningen av Carolina-vikarna som relikt termokarstsjöar att frusen mark en gång sträckte sig så långt söderut som Carolinavikarna. Denna tolkning överensstämmer med de optiskt stimulerade luminescensdatumen, vilket tyder på att Carolina-vikarna är reliktdrag som bildades när klimatet var kallare, torrare och blåsigare.

Kvartärgeologer och geomorfologer hävdar att egenskaperna hos Carolina-vikarna lätt kan förklaras av kända terrestra processer och upprepade modifieringar av eoliska och lakustrina processer. Kvartärgeologer och geomorfologer har också funnit en överensstämmelse i tiden mellan när aktiv modifiering av kanterna på Carolina-vikarna oftast förekom och när intilliggande sanddyner var aktiva under Wisconsin-glaciationen mellan 15 000 och 40 000 år (sent Wisconsin) och 70 000 till 80 000 år BP (tidigt Wisconsin).

Dessutom har kvartära geologer och geomorfologer funnit att orienteringen av Carolina-vikarna överensstämmer med de vindmönster som fanns under Wisconsin-glaciationen, som rekonstruerade från orienteringen av paraboliska sanddyner i floddalar. Inom Atlantkustslätten är orienteringen av de långa axlarna i Carolina-vikarna och den antagna rörelseriktningen för intilliggande sanddyner, där de finns, i allmänhet sneda mot varandra. I södra Georgia och norra Florida matchas orienteringen av en antagen väst till östlig rörelseriktning för Pleistocene sanddyner. Norrut från norra Georgia till Virginia skiftar den genomsnittliga antagna rörelseriktningen för pleistocena paraboliska sanddyner systematiskt tillsammans med den genomsnittliga orienteringen av de långa axlarna i Carolina-vikarna så att de ligger snett mot dem. På Delmarvahalvön motsvarar 112-gradersförskjutningen i den genomsnittliga trenden för de långa axlarna också en förskjutning i den genomsnittliga antagna rörelseriktningen för pleistocena paraboliska sanddyner så att deras rörelseriktning också är snett mot långaxlarna, vilket är fallet i resten av Atlantkustslätten.

Alternativa tolkningar

Alternativa tolkningar av Carolina-vikar som inte längre ses positivt av de flesta geologer inkluderar:

  1. verkan av havsströmmar när området låg under havet ;
  2. uppkomsten av grundvatten vid en senare tidpunkt;
  3. bildandet av kiselplastisk karst genom lösning av material under ytan under låga havsnivåer;
  4. utomjordiska nedslagshypoteser: En meteoritnedslagshypotes föreslogs för Carolina bays i en publikation från 1933 av Melton och Schriever. Geologer fastställde dock senare att fördjupningarna är för grunda och att de saknar bevis för nedslagsegenskaper. Rapporter om magnetiska anomalier visar inte konsistens över platserna, och det finns inga meteoritfragment, splittrade kottar eller plana deformationsegenskaper . Icke desto mindre föreslogs ett utomjordiskt nedslagsursprung för Carolina-vikar igen i samband med Younger Dryas nedslagshypotes och teorin att Carolina-vikarna skapades av en komet med låg densitet som exploderade ovanför eller träffade Laurentide -isen för cirka 12 900 år sedan. Denna teori har dock misskrediterats av OSL-datering av kanterna på Carolina-vikarna, paleomiljöregister som erhållits från kärnor av Carolinabuktens sediment och annan forskning relaterad till Laurentide-isen. En annan ny teori föreslår ett ursprung för Carolina-vikarna, istället från en annan nedslagshändelse som antas ha inträffat i Michigan för mer än 700 000 år sedan. Enligt denna teori är Carolina-vikarna "ytedefekter i en filt av ballistiskt avsatta sönderslagna sedimentära skikt (sand), genererade vid tidpunkten för placeringen av den energiska tömningen av ånginneslutningar." Enligt denna teori tolkas Carolina-vikarna som att de har orsakats av utstötningar orsakade av en utomjordisk påverkan, och rotation av jorden under tiden för utstötningsflygning skulle ha systematiskt förskjutna orienteringar, i överensstämmelse med en nedslagshändelse centrerad i Michigan. Denna tolkning av Carolinavikarna är dock oförenlig med de rikliga kärn- och skruvdata som inte har avslöjat några tecken på att Carolinabuktens sediment har störts eller deformerats. Dessutom har geologer inte hittat några bevis för att en sådan påverkan har inträffat i Michigan.

Liknande landformer i Mexikanska golfens kustslätt

Andra landformsänkor, inte allmänt accepterade som Carolina-vikar, finns i den nordliga Mexikanska golfen kustslätten i södra Mississippi och Alabama , där de är kända som antingen Grady-dammar eller Citronelle-dammar . De är också kända under en mängd olika namn som pocks , pock marks , bagols , lacs ronds och naturliga dammar. Dessa särdrag i södra Mississippi och Alabama är elliptiska till ungefär cirkulära till formen. Mätningen av de långa axlarna för 200 elliptiska Grady / Citronelle-dammar i sydvästra Baldwin County, Alabama fann en mycket distinkt orientering tätt samlad omkring N25°V.

Odränerade fördjupningar, cirkulär till oval form och uppvisar ett brett spektrum av yta och djup, är också ett inslag i Mexikanska golfens kustslätten i Texas och sydvästra Louisiana. Dessa fördjupningar varierar i storlek från 0,25 till 2 miles (0,40 till 3,22 km) i diameter. Inom Harris County, Texas, omsluter upphöjda fälgar, som är cirka 2 fot (0,61 m) höga, delvis dessa fördjupningar.

Se även


Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Carolina_bays&oldid=1134992150 "