פרובינציית אגן ורכס

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
"פרובינציית אגן ורכס" (22) גובלת באזורים הפיזיוגרפיים רכסי החוף הפסיפי (Pacific Coast Ranges‏, 23, מערב), רמת קולומביה (20, צפון), רמת קולורדו (21, מזרח), הרי הרוקי (18, מזרח), המישורים הגדולים (13, דרום מזרח) ופרובינציית הגבול הפסיפי (Pacific Border province‏, 24, דרום מערב) ובאזורים פיזיוגרפיים נוספים במקסיקו.
אזורי משנה הם האגן הגדול (Great Basin‏, 22a), מדבר סונורה (Sonoran Desert‏, 22b), שקע סלטון (Salton Trough‏, 22c), הרמה המקסיקנית (Mexican Altiplano‏, 22d) וקטע סקרמנטו (Sacramento section‏, 22e)

פרובינציית אגן ורכסאנגלית: Basin and Range Province) היא אזור פיזיוגרפי נרחב בארצות הברית ובמקסיקו המוגדר על ידי מונח טופוגרפי ייחודי - טופוגרפית אגן ורכס. טופוגרפיה זו מאופיינת בשינויים חדים בגובה פני השטח כששושלות הרים צרות מתחלפות לסירוגין בעמקים שטוחים או באגנים צחיחים. האזור משתרע על מרבית מערב ארצות הברית וצפון מערב מקסיקו, רובו מדברי, והוא נחלק לכמה אזורים אקולוגיים. הפיזיוגרפיה של הפרובינציה היא תוצאה של כוחות מתיחה טקטוניים שהחלו לפעול באזור לפני כ-17 מיליון שנים, בתחילת תקופת המיוקן.

הגאולוג קלרנס דטון השווה את רכסי ההרים הצרים המקבילים הרבים המאפיינים את הטופוגרפיה הייחודית של אגן ורכס ל"צבא של זחלים הצועד לעבר מקסיקו". אמרה ידועה זו יכולה לסייע לדמיין את המראה הכללי של האזור. יש החושבים בטעות ש"האגן הגדול" הוא כינוי נוסף לאזור הפיזיוגרפי של פרובינציית אגן ורכס, ולא היא. האגן הגדול הוא אזור משנה שלה המוגדר על ידי התכונות ההידרולוגיות הייחודיות שלו (ניקוז פנימי).

גאוגרפיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

נוף במדבר מוהאבי, דרום מערב נבדה

תיאור[עריכת קוד מקור | עריכה]

פרובינציית אגן ורכס משתרעת על שטח של קרוב ל-800,000 קמ"ר במערבה של אמריקה הצפונית. בפרובינציה כלול כל שטחה של מדינת נבדה, מערב יוטה, דרום מזרח קליפורניה, וחלקים מאריזונה וצפון מערב מקסיקו. צורתה כשל משולש הפוך שבסיסו בארצות הברית בצפון וקודקודו במקסיקו בדרום. בארצות הברית היא גובלת במערב במתלול ההעתקים של הרי סיירה נבדה, במזרח גובלת פרובינציית אגן ורכס בהעתק ווסאטץ' (Wasatch Fault), ברמת קולורדו ובבקע הריו גרנדה, סך הכל כ-800 קילומטרים. פרובינציית אגן ורכס משתרעת צפונה עד לרמת קולומביה והרחק דרומה עד לחגורה הגעשית הטרנס-מקסיקנית (Eje Volcánico Transversal) במקסיקו, אם כי גבולותיה הדרומיים של פרובינציית אגן ורכס שנויים במחלוקת.‏[1] על סמך העדויות משערים כי חלקה הדרומי והפחות מוכר של פרובינציית אגן ורכס גובל במזרח בחזית הדחיקה הלרמידית של הרי סיירה מאדרה אוריינטל (Sierra Madre Oriental), ובמערב במפרץ קליפורניה ובחצי האי קליפורניה. במרכז החלק הדרומי ביותר של פרובינציית אגן ורכס שוכנת שושלת ההרים, שבה בולטת פחות תופעת ההעתקים, של הסיירה מאדרה אוקסידנטל (Sierra Madre °Ccidental). הפרובינציה מתחלקת לאזורי המשנה שגבולותיהם משורטטים באיור למעלה משמאל:

הנוף הטיפוסי הוא של שושלות הרים צרות מתחלפות לסירוגין בעמקים שטחים או אגנים צחיחים שכיוונם הכללי הוא מצפון לדרום. גובה האגנים נע בין 1,200 ל-1,500 מטרים מעל פני הים בעוד שגובה שושלות ההרים נע בממוצע בין 900 ל-1,500 מטרים מעל לאגנים. המקום הנמוך ביותר בפרובינציה (שהוא גם המקום הנמוך ביותר ביבשת אמריקה הצפונית) הוא עמק המוות, 86 מטרים מתחת לפני הים. מערבית לו מצויה פסגת טלסקופ (Telescope Peak) ברכס פאנאמינט (Panamint Range) שגובהה 3,368 מטרים.‏[2]

אקלים והידרולוגיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

האגמים הקרים (Cold lakes) היקוות בקרקס קרחוני בצפון מזרח נבדה

הפרשי הטמפרטורות בין היום ללילה, כצפוי מאזור מדברי, קיצוניים. כך למשל ביולי הטמפרטורה המקסימלית הממוצעת בעיירה בישופ בקליפורניה היא 36°C והיא יורדת ל-11°C בלילה. ההפרש בין היום ללילה קטן בחורף ונע בדצמבר בין 6°C- ל-3°C-. הגורם החשוב ביותר בקביעת הטמפרטורה הוא הגובה, והיא יורדת בממוצע ביותר מ-8°C לכל קילומטר גובה. ההבדל בגובה שבין קרקעית האגנים לפסגות ההרים שיכול להגיע ל-3,000 מטרים מתורגם להבדל של 25°C. משום כך מזג האוויר באגנים בחורף הוא נוח (בעמק המוות נעות הטמפרטורות בדצמבר בין 19°C ל-4°C) בעוד שבהרים בגובה 3,000 מטרים הוא קר מאוד (בהרי וייט נעות הטמפרטורות בדצמבר בין 0°C ל-13°C-), והוא בלתי נסבל באגנים בקיץ (בעמק המוות נעות הטמפרטורות ביולי בין 30°C ל-46°C) והוא נוח בהרים (בהרי וייט נעות הטמפרטורות ביולי בין 3°C ל-19°C).‏[3]

פרובינציית אגן ורכס היא ברובה מדבר צל גשם. הרי סיירה נבדה שבמערב המגיעים לגבהים שמעל ל-4,000 מטרים חוסמים את ענני הגשם המגיעים מאוקיינוס השקט ועקב כך מקבלים מרבית האזורים (תלוי בגובהם) פחות מ-250 מ"מ גשם בשנה. כך לדוגמה הממוצע השנתי בעמק המוות הוא 60 מ"מ בלבד, בעמק אוואנס (Owens Valley) בין 130 ל-180 מ"מ לשנה, העמקים צפונית לעיירה בישופ בקליפורניה השוכנים בגובה שמעל ל-1,000 מטרים מקבלים בין 200 ל-350 מ"מ לשנה, בעוד שבהרים הממוצע גבוה יותר. בהרי וייט (White Mountains) נמדדו בין 330 ל-480 מ"מ. להשוואה, באותו גובה בהרי סיירה נבדה מגיעה כמות המשקעים השנתית למעל ל-1,500 מ"מ. מרבית המשקעים (כ-70%) יורדת בין נובמבר לאפריל, אבל סופת רעמים קיציות מתרחשות מדי פעם, וגורמת לשיטפונות רציניים שעיצבו את פני הנוף. התופעה רווחת ברכס פאנאמינט והשיטפונות שם גרמו ליצירת הקניונים העמוקים והצרים.‏[3]

האקלים הצחיח מאפשר מעט מאוד נחלים. מי הגשמים המעטים שיורדים בפרובינציה יחד עם מי פשרת השלגים מפסגות ההרים הגבוהות באביב מחלחלים לקרקע, או מתנקזים לאגנים הנמוכים תוך יצירת אגמים פלוביאליים (pluvial lake - אגם ללא ניקוז) המכונים פלאיה (playas). מרביתם קצרי ימים והם מתנדפים בחום הקיץ, למעט מעט אגמים, דוגמת ימת המלח הגדולה ביוטה ואגם פירמיד (Pyramid Lake) בנבדה.‏[2] האזור הגאוגרפי שממנו אין מוצא של נחלים לים מכונה האגן הגדול. שטחו כ-500,000 קמ"ר והוא כולל את מרבית נבדה, חלק גדול מיוטה וחלקים מאיידהו, קליפורניה ואורגון. כמות המים המעטה היא הסיבה שהניקוז הוא פנימי. בעבר, כמו למשל בעידן הקרח האחרון ,ירדו באזור מספיק מים שפילסו את דרכם מחוץ לשטח האגן הגדול.‏[4]

צמחייה[עריכת קוד מקור | עריכה]

פרחים ופירות של Larrea tridentata, צולם בעמק המוות

כיוון שהצמחייה מותאמת לטמפרטורה ולכמות המשקעים, ואלו נקבעים בעיקר על פי הגובה, מחולקים מיני הצמחים לאזורים על פי הגובה. במקומות הנמוכים ביותר, קרקעית האגנים, בולטים בנוף שיחים מהמין Larrea tridentata (באנגלית Creosote bush) ממשפחת הזוגניים, מין הנפוץ גם ברחבי מדבר מוהאבי. חורש פתוח של עצי יהושע, גם הוא מין המזוהה עם מדבר מוהאבי, גדל גם צפונה יותר בגבהים שבין 1,000 ל-1,500 מטרים. חבורת הצומח הנפוצה ביותר מכונה Great Basin sage scrub ("חבורת שיחי המרווה של האגן הגדול") שמחליפה את חבורת הצומח של ה-Larrea tridentata החל מגבהים של 1,000 מטרים ומעלה. הצמח השולט בחבורה זו הוא Artemisia tridentata, מין של לענה. מין זה נפוץ גם מתחת לחופה של עצי הערער והאורנים מתת-הסוג Ducampopinus (באנגלית pinyon) הגדלים בחורש פתוח בגבהים שבין 1,500 ל-3,000 מטרים. מעל גובה זה גדלים עצי אורן בודדים מהמינים Pinus flexili (באנגלית Limber Pine) ואורן האיצטרובל הזיפני (Pinus longaeva באנגלית Bristlecone Pine) המצטיינים באורך חייהם. בייחוד מצטיין בכך המין האחרון שעצים ממנו חיים אלפי שנים, כולל העץ העתיק ביותר בעולם, מתושלח, שבהרי וייט, שגילו (נכון ל-2013) הוא 4,845 שנים. בגלל תנאי הסביבה גם עצים מתים אינם נרקבים, ותוך שימוש בתיארוך באמצעות טבעות עצים יכלו מדענים ללמוד על תנאי הסביבה של העצים במשך כ-8,000 השנים האחרונות.‏[3]

גאולוגיה[עריכת קוד מקור | עריכה]

שרטוט סכמתי של היווצרות הורסטים וגראבנים

באופן כללי מקובל שטופוגרפיית אגן ורכס היא תוצאה של התמתחות והידקקות הליתוספירה, הבנויה מקרום כדור הארץ ומחלקה העליון של המעטפת העליונה. סביבות התמתחות כדוגמת אגן ורכס מאופיינות על ידי העתק ליסטרי נורמלי,‏[5] העתקים אנכיים שהופכים בעומק לאנכיים. ההעתקים הנורמלים מתחברים בעומק, ויוצרים גאומטריה של הורסטים וגראבנים. כאשר הורסט מתייחס לגוש שהורם עקב ההעתק, וגראבן לגוש ששקע עקב ההעתק.

עובי הקרום בפרובינציית אגן ורכס היא בין 30 ל-35 קילומטרים‏[6] והוא דומה לעובי קרום יבשתי שעבר התארכות במקומות אחרים בעולם. הקרום יחד עם חלקה העליון של המעטפת העליונה מרכיבים את הליתוספירה. עובי בסיס הליתוספירה מתחת לפרובינציית אגן ורכס מוערך בכ-70-60 קילומטרים.‏[7] הדעות חלוקות בנוגע למידת ההתארכות של האזור, עם זאת, ההערכה החציונית היא של כ-100% התארכות אופקית.‏[4] סך כל ההעתקה האופקית של פרובינציית אגן ורכס משתנה בין 60 ל-300 קילומטרים החל מתחילת הפעלת כוח המתיחה בתחילת המיוקן כשמידת ההתארכות בחלקה הדרומי של הפרובינציה גדולה יותר מאשר בצפונה. קיימות עדויות שההתארכות החלה בדרום פרובינציית אגן ורכס, ובהדרגה התפשטה צפונה.

טקטוניקה[עריכת קוד מקור | עריכה]

צילום לוויין של נאס"א שבו נראית טופוגרפיית אגן ורכס טיפוסית לאורך מרכז נבדה

המנגנונים הטקטוניים האחראים להתארכות הליתוספירה בפרובינציית אגן ורכס שנויים במחלוקת, ובניסיון להסביר אותם צצו כמה תאוריות מתחרות. המאורעות העיקריים שקדמו להתארכות הליתוספירה כללו תקופה ארוכה של דחיסה בשל הפחתה של לוח פרלון מתחת לחוף המערבי של הלוח הצפון-אמריקאי היבשתי שעוררה התעבות של הקרום. מרבית תנועות הלוחות הטקטוניים הקשורות ביצירת פרובינציית אגן ורכס התרחשו בתת-תור הנאוגן שבתור השלישון, והן נמשכות עד ימינו. בתחילת תקופת המיוקן התאכל מרבית לוח פרלון והרכס המרכז אוקייני שהפריד בין לוח פרלון ללוח הפסיפי (רכס מזרח האוקיינוס השקט) התקרב לאמריקה הצפונית. באמצע המיוקן נחת הרכס המרכז אוקייני מתחת ללוח הצפון-אמריקאי ועצר את ההפחתה לאורך חלק זה של שולי האוקיינוס השקט, יחד עם זאת לוח פרלון המשיך לנחות לתוך המעטפת.‏[8] תנועה בגבול זה פיצלה את רכס מזרח האוקיינוס השקט ויצרה את העתק סן אנדראס, העתק חילוף אופקי.‏[9] כיום נע הלוח הפסיפי לצפון-מערב יחסית לאמריקה הצפונית, תצורה שגרמה למאמצי גזירה מוגברים לאורך שולי היבשת.

הפעילות הטקטונית האחראית להתארכות הפרובינציה היא נושא מורכב ושנוי במחלוקת בקהילייה של מדעי כדור הארץ. על פי התאוריה המקובלת ביותר גזירה בקרום הקשורה עם העתק סן אנדראס גרמה להעתקי מתיחה ספונטניים דומים לאלו שנראו באגן הגדול. עם זאת, תנועת הלוחות לבדה אינה מסבירה את הגובה הרב של אזור אגן ורכס. מערב ארצות הברית הוא אזור של זרימת חום גבוהה‏[10] הגורמת להנמכת הצפיפות של הליתוספירה ומעורר התרוממות איזוסטזית[11] עקב כך. אזורים ליתוספירים המאופיינים בזרמי חום גבוהים הם חלשים ועיוות כתוצאה ממתיחה יכול להתרחש לאורך אזור נרחב. משום כך מקובל שההתארכות של אגן ורכס אינה קשורה לסוג התארכות שנגרמה בשל נביעת המעטפת שייתכן שגרמה לאזורי הביקוע דוגמת הצומת המשולש של עפר.‏[12] התהליכים הגאולוגיים המגבירים את זרימת החום הם מגוונים, עם זאת, מספר חוקרים משערים שהחום שנוצר באזור ההפחתה מועבר אל הלוח העליון ככל שההפחתה נמשכת. נוזלים לאורך אזורי העתקים מעבירים את החום אנכית דרך הקרום. מודל זה הוביל לעניין גובר במערכות גאותרמיות בפרובינציית אגן ורכס, ולהבנה של ההשפעה המתמשכת של לוח פרלון שעבר הפחתה מלאה על ההתארכות של פרובינציית אגן ורכס.

מתחמי ליבה מותמרת[עריכת קוד מקור | עריכה]

בכמה מקומות בפרובינציית אגן ורכס נחשפו סלעי התשתית המותמרת על פני השטח. כמה מהם הם מתחמי ליבה מותמרת (Metamorphic Core Complex) או בראשי תיבות MCC, מושג שפותח לראשונה על בסיס מחקרים בפרובינציית אגן ורכס. מתחם ליבה מותמרת נוצר כאשר חלקו התחתון של הקרום מועלה אל פני השטח כתוצאה מהתארכות. עד שנות ה-60 של המאה ה-20 לא הובן הקשר בין מתחמי ה-MCC בפרובינציית אגן ורכס לבין התארכות הקרום. מאז זוהו תבניות עיוות דומות במתחמי ה-MCC בפרובינציית אגן ורכס מה שהוביל את הגאולוגים לבחון אותם כקבוצה של מבנים גאולוגים קשורים שנוצרו בהתארכות הקרום בקנוזואיקון. מחקר מתחמי הליבה המותמרת סיפק תובנה חשובה על תהליכי ההתארכות שהיו ביצירת פרובינציית אגן ורכס.‏[13]

געשיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

הר הגעש הרדום "בלק וולקנו" (הר הגעש השחור) בניו מקסיקו

קודם לתקופת האאוקן (מלפני ±0.2 55.8 מיליון שנים עד לפני±0.1 33.9 מיליון שנים) היה קצב ההתמזגות של לוח פרלון והלוח הצפון-אמריקאי מהיר, זווית ההפחתה הייתה שטוחה, ורוחב הלוח היה עצום. במהלך האאוקן הסתיימו כוחות הדחיסה הקשורים להפחתת לוח פרלון של האורוגנזות הלרמידית, הסבירית והנבדית. פעולות הגומלין בין הלוחות השתנו מדחיסה צולבת להעתקי חילוף, ולפני כ-40 מיליון שנים ניצתה פעילות געשית בפרובינציית אגן ורכס שבה נפלטו לבה אנדזיטית עד ריוליטית. ההשערה היא שהלוח המשיך להיות מופחת עד לפני כ-19 מיליון שנים, שאז הוא התאכל כליל והפעילות הגעשית נפסקה, בחלקה. בזלת אוליבינית מרכס מרכז אוקייני התפרצה סביב 17 מיליון שנים והחל תהליך התארכות.‏[14]

משאבי טבע[עריכת קוד מקור | עריכה]

בנוסף לכמויות קטנות של נפט שנתגלו בנבדה[15] יש בפרובינציה זהב וכסף,‏[16] נחושת[17] ומינרלים תעשייתיים בין השאר: בריט, אשלג, פוספטים, גבס, זאוליט, וולאסטוניט וגארנט.‏[18]

לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • Baldridge, W. Scott, Geology of the American Southwest: A Journey Through Two Billion Years of Plate Tectonic History, Cambridge University Press, 2004. ISBN 0-521-01666-5
  • Plummer, McGeary, Carlson, Physical Geology, Eight Edition Boston: McGraw-Hill, 1999, pages 321, 513, 514 ISBN 0-697-37404-1
  • W. P. Schellart, D. R. Stegman, R. J. Farrington, J. Freeman, and L. Moresi (16 July 2010). "Cenozoic Tectonics of Western North America Controlled by Evolving Width of Farallon Slab". Science 329 (5989): 316–319. doi:10.1126/science.1190366. PMID 20647465. 
  • Dickinson, William R. "Geotectonic Evolution of the Great Basin". Geosphere, December 2006. p. 353–368.
  • Dickinson, William R. "The Basin and Range Province as a Composite Extensional Domain". International Geology Review, Vol. 22, 2002, p. 1–38.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הר טימפנוגוס ביוטה בגבול המזרחי של הפרובינציה
Magnify-clip.png
הר טימפנוגוס ביוטה בגבול המזרחי של הפרובינציה

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Henry, C., & Aranda-Gomez, J. (1992). The real southern Basin and Range: Mid- to late Cenozoic extension in Mexico, Geology, 20701-704
  2. ^ 2.0 2.1 Amanda Briney, Basin and Range
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Joel Michaelsen, Basin and Range (Transierra) Region Physical Geography
  4. ^ 4.0 4.1 Geologic Provinces of the United States: Basin and Range Province (USGS)
  5. ^ באנגלית listric normal fault כשכוח המתיחה מתחיל אנכי והופך בהדרגה לאופקי, התוצאה אגן מצד אחד ורכסים משני הצדדים. מקור המילה ליסטרי מיוונית - ליסטרון "בצורת כף"
  6. ^ Gary S. Chulick and Walter D. Mooney, Seismic Structure of the Crust and Uppermost Mantle of North America and Adjacent °Ceanic Basins: A Synthesis עמ' 2479
  7. ^ Forsyth, D. W.; Rau, C. J.; Plank, T.; Gazel, E.; Bendersky, C., Lithosphere-Asthenosphere Boundary Beneath Regions of Recent Volcanism in the Basin and Range Province and Mojave Desert - תקציר
  8. ^ Brad Riney, Plate Tectonics
  9. ^ "Digital Geology of Idaho." Basin and Range Province – Tertiary Extension. N.p., n.d. Web. 5 Dec 2010.
  10. ^ David D. Blackwell, Heat flow in the northern Basin And Range Province
  11. ^ אִיזוֹסְטַזְיָה היא מונח שהציע קלרנס דטון לשווי המשקל הכללי בתוך קרום כדור הארץ, כשהגושים הקלים יותר מתרוממים יותר מגושים סמוכים בעלי צפיפות גבוהה יותר.
  12. ^ צומת המפגש של שלושה לוחות טקטוניים - לוח ערב ממזרח ושני תת-לוחות של הלוח האפריקאי: הלוח הנובי ממערב והלוח הסומלי מדרום היוצר את משולש עפר
  13. ^ Rystrom, V. L., Metamorphic Core Complexes
  14. ^ McKee, E. H. (1971), Tertiary Igneous Chronology of the Great Basin of Western United States–Implications for Tectonic Models
  15. ^ National Petroleum Assessment Western Basin and Range Province
  16. ^ Gold and Silver Deposits of the Basin and Range Province Western U.S.A
  17. ^ Southern Basin and Range
  18. ^ Industrial Minerals in the Basin and Range Region