Earth Science

admin

Lesson Objectives

  • Discuss the different erosional features formed by alpine glaciers.
  • Describe the processes by which glaciers change the underlying rocks.
  • Discuss the particles deposited by glaciers as they advance and recede.
  • Describe the landforms created by glacial deposits.

Vocabulary

  • alpine (valley) glacier
  • continental glacier
  • end moraine
  • glacial erratic
  • glacial striations
  • glacial till
  • glaciers
  • ground moraine
  • hanging valley
  • lateral moraine
  • medial moraine
  • moraine
  • plucking
  • terminal moraine
  • varve

Introduction

Glaciers cover about 10% of the land surface near Earth’s poles and they are also found in high mountains. During the Ice Ages, glaciers covered as much as 30% of Earth. Zo’n 600 tot 800 miljoen jaar geleden was volgens geologen bijna de hele aarde bedekt met sneeuw en ijs. Wetenschappers gebruiken de sporen van erosie en afzetting die door gletsjers zijn achtergelaten als een soort speurwerk om erachter te komen waar het ijs zich ooit bevond.

Vorming en beweging van gletsjers

Gletsjers zijn vaste ijsmassa’s die zich uiterst langzaam langs het landoppervlak verplaatsen (onderstaande figuur). Gletsjerijs erodeert en vormt het onderliggende gesteente. Gletsjers zetten ook sedimenten af in karakteristieke landvormen. De twee soorten gletsjers zijn:

  • Continentale gletsjers zijn grote ijskappen die een relatief vlakke bodem bedekken. Deze gletsjers stromen naar buiten van waar de grootste hoeveelheid sneeuw en ijs zich ophoopt.
  • Alpiene of dalgletsjers stromen bergafwaarts door bergen langs bestaande valleien.

Een satellietfoto van gletsjers in de Himalaya met enkele kenmerken gelabeld.

Glaciale Erosie

Gletsjers eroderen het onderliggende gesteente door afslijting en plukken. Gletsjersmeltwater sijpelt in scheuren van het onderliggende gesteente, het water bevriest en duwt stukken gesteente naar buiten. Het gesteente wordt vervolgens weggerukt en meegevoerd door het stromende ijs van de bewegende gletsjer (onderstaande figuur). Door het gewicht van het ijs eroverheen kunnen deze rotsen diep in het onderliggende gesteente krassen en lange, parallelle groeven in het gesteente maken, die gletsjerstrepen worden genoemd.

Gletsjerstrepen geven de richting aan waarin een gletsjer is gegaan.

Gletsjers in de bergen laten unieke erosie-kenmerken achter. Als een gletsjer een V-vormig rivierdal doorsnijdt, stoot de gletsjer rotsen aan de zijkanten en de bodem uit. Hierdoor wordt de vallei breder en worden de wanden steiler, waardoor een ‘U’-vormige vallei ontstaat (onderstaande figuur).

Een U-vormige vallei in Glacier National Park.

Kleinere zijgletsjers monden, net als zijriviertjes, in hun eigen ondiepere ‘U’-vormige valleien uit in de hoofdgletsjer. Een hangend dal ontstaat waar de hoofdgletsjer een zijgletsjer afsnijdt en een klif vormt. De stromen storten zich over de klif en vormen watervallen (onderstaande figuur).

Yosemite Valley staat bekend om de watervallen die zich vanuit hangende valleien storten.

Hoog op een berg, waar een gletsjer ontspringt, worden rotsen van de dalwanden weggetrokken. Sommige van de resulterende erosie kenmerken worden getoond:

(a) Een komvormig keteldal in Glacier National Park werd uitgesleten door gletsjers. (b) Uit het smeltwater dat in het keteldal opgesloten zit, vormt zich een meer op grote hoogte, een zogeheten tarn. (c) Meerdere keteldalen van gletsjers die vanaf een bergtop in verschillende richtingen stromen, laten een hoorn met scherpe kanten achter, zoals de Matterhorn in Zwitserland. (d) Wanneer gletsjers langs tegenovergestelde zijden van een berg naar beneden glijden, vormt zich tussen hen in een scherpe rand, die arête wordt genoemd.

Een roche moutonée ontstaat wanneer een gletsjer de opwaartse zijde van het gesteente gladstrijkt en het gesteente van de neerwaartse zijde wegplukt.

Gletseleigenschappen

Als gletsjers stromen, maakt mechanische verwering gesteente op de dalwanden los, dat als puin op de gletsjer valt. Gletsjers kunnen gesteenten van allerlei afmetingen met zich meedragen, van reusachtige rotsblokken tot slib (zie onderstaande figuur). Deze rotsen kunnen vele kilometers lang en gedurende vele jaren worden meegevoerd. Rotsen van een ander type of met een andere oorsprong dan het omliggende gesteente zijn gletsjerafzettingen. Smeltende gletsjers slaan alle grote en kleine brokken gesteente die ze met zich meedragen op een hoop. Deze ongesorteerde afzettingen van gesteente worden glacial till genoemd.

Een groot rotsblok dat door een gletsjer is gevallen, is een glacial erratic.

Glacial till wordt in verschillende soorten afzettingen gevonden. Lineaire rotsafzettingen worden morenen genoemd. Geologen bestuderen morenen om erachter te komen hoe ver gletsjers zich hebben uitgestrekt en hoe lang het heeft geduurd voordat ze zijn weggesmolten. Morenen worden genoemd naar hun ligging ten opzichte van de gletsjer:

  • Laterale morenen vormen zich aan de randen van de gletsjer als materiaal op de gletsjer valt door erosie van de dalwanden.
  • Mediale morenen vormen zich waar de laterale morenen van twee zijgletsjers samenkomen in het midden van een grotere gletsjer (onderstaande figuur).

De lange, donkere lijnen zijn mediale en laterale morenen.

  • Sediment van onder de gletsjer wordt een grondmorene nadat de gletsjer is gesmolten. Grondmorene draagt in veel streken bij aan de vruchtbaarheid van de getransporteerde grond.
  • Eindmorenen zijn lange bergkammen van kali die achterblijven op het verste punt dat de gletsjer heeft bereikt.
  • Eindmorenen worden afgezet op plaatsen waar de gletsjer lang genoeg heeft stilgestaan om een rotsachtige bergkam te vormen toen deze zich terugtrok. Long Island in New York wordt gevormd door twee eindmorenen.

(a) Een esker is een kronkelende heuvelrug van zand en grind die onder een gletsjer is afgezet door een stroom smeltwater. (b) Een drumlin is een asymmetrische heuvel van sedimenten die wijst in de richting waarin het ijs zich heeft verplaatst. Meestal komen drumlins voor in groepen die drumlin fields worden genoemd.

Terwijl gletsjers ongesorteerde sedimenten storten, kan glaciaal smeltwater de sedimenten sorteren en opnieuw transporteren (onderstaande figuur).

(a) Een gesorteerde afzetting van zand en kleinere deeltjes is gelaagde stuifzandafzetting. Een breed gebied van gelaagde drift van smeltwater over een groot gebied is een outwash-vlakte. (b) Ketelmeren ontstaan als blokken ijs in glaciale till melt.

  • Probeer enkele gletsjerkenmerken te herkennen in deze video over Glacier National Park:http://www.visitmt.com/national_parks/glacier/video_series/part_3.htm.

Er zijn verschillende soorten gelaagde afzettingen die in glaciale gebieden ontstaan, maar niet direct door het ijs worden gevormd. Varves ontstaan waar meren in de winter door ijs worden bedekt. Donkere, fijnkorrelige klei zakt in de winter naar de bodem, maar het smeltende ijs in de lente brengt stromend water dat lichter gekleurd zand afzet. Elke afwisselend donkere en lichte laag vertegenwoordigt een jaar van afzetting. Als een gletsjer in een jaar meer ijs ophoopt dan er wegsmelt, gaat de gletsjer bergafwaarts. Als een gletsjer in een jaar meer smelt dan er wordt afgezet, trekt hij zich terug (onderstaande figuur).

Grinnell Glacier in Glacier National Park heeft zich in de afgelopen 70 jaar teruggetrokken.

Samenvatting van de les

  • De beweging van ijs in de vorm van gletsjers heeft onze bergachtige landoppervlakken veranderd met zijn enorme erosiekracht.
  • U-vormige valleien, hangende valleien, keteldalen, hoorns en aretes zijn door het ijs gebeeldhouwde kenmerken.
  • Het geërodeerde materiaal wordt later afgezet als grote glaciale erratics, in stuwwallen, gelaagde drift, uitgespoelde vlakten en drumlins.
  • Gletsjers zijn een zeer nuttige jaarlijkse afzetting die zich in gletsjermeren vormt.

Vragen

  1. Hoeveel van het landoppervlak van de aarde wordt tegenwoordig bedekt door gletsjers? Waar worden ze gevonden?
  2. Wat zijn de twee soorten gletsjers en hoe verschillen ze van elkaar?
  3. Wat is de vorm van een vallei die door rivieren is uitgesleten? Hoe verandert een gletsjer die vorm en wat wordt het?
  4. Welke twee verschillende kenmerken ontstaan als kleinere zijgletsjers zich bij de centrale hoofdgletsjer voegen?
  5. Hoe eroderen gletsjers het omringende gesteente?
  6. Name the erosional features that are formed by glaciers high in the mountains and describe how they form.
  7. Describe the different types of moraines formed by glaciers.
  8. Describe the difference between glacial till and stratified drift. Give an example of how each type of deposit forms.
  9. Name and describe the two asymmetrical hill shaped landforms created by glaciers.

Further Reading / Supplemental Links

  • Glacial landforms illustrated: http://www.uwsp.edu/geo/faculty/lemke/alpine_glacial_glossary/glossary.html

Points to Consider

  • What features would you look for to determine if glaciers had ever been present?
  • If glaciers had never formed, how would soil in Midwestern North America be different?
  • Can the process of erosion produce landforms that are beautiful?