Pangea

Minden, ami földtudomány

Az év, amikor a Niagara elapadt

2017. október 11. 19:00 - Tranquillius

Volt egy év, amikor az amerikai oldalon lévő Niagara rendszer két vízesése lassan elapadt. A majdnem teljesen kiszáradt mederben alig csordogált némi víz. A sebesen áramló víz helyén teherautók és gépek körül sürgő mérnökök jelentek meg. Kanadából és az Egyesült Államokból csodájára jártak az antropogén eredetű jelenségnek. Mostani bejegyzésünkben megvizsgáljuk milyen földtani folyamatok okozták a Niagara vízesés időszakos elapadását.

falls_603297002213.jpgA kiszárított amerikai Niagara, balra az Egyesült Államok és a Kecske-sziget, jobb oldalt félkörívben Kanada (forrás)

Két állam és két város osztozik a Niagara-vízesésen. A településeket könnyű megjegyezni, Niagara Fallsnak hívják őket mind az amerikai, mind pedig a kanadai oldalon, az előbbi New York, az utóbbi Ontario államhoz tartozik. A Niagara vízesés tulajdonképpen három különálló vízesés összefoglaló neve, A legnagyobb vízhozamú Patkó-vízesés az 1819-ben megrajzolt harár szerint javarészt Kanadához tartozik (lásd alábbi térkép), tőle a már amerikai fennhatóság alatt álló Kecske-sziget választja el a legkisebb méretű Menyasszonyfátyol-vízesést. Tőle északra található a Luna-sziget és következik a mai cikkünk témája az Amerikai-vízesés

n2.jpg

Ahhoz, hogy pontosan megértsük miért száradt ki az Amerikai-vízesés nem csupán fél évszázadot, hanem 420 millió évet kell visszamennünk az időben. Egy természetes vízesés kialakulásához mindössze két dolog szükséges; víz és megfelelően nagy szintkülönbség. A víz meglehetősen nagy mennyiségben áll rendelkezésre az eddig utolsó jégkorszak óta. Jelenleg a Niagara-vízesés az öt nagy tó közül négynek (Huron-, Michigan-, Erie-, Felső-tó) vizét ereszti át az Ontario-tóba, vízhozama körülbelül a Duna torkolati vízhozamával (6000 m³/s) egyezne meg (hogy miért nem egyezik meg, arról később lesz szó). A szintkülönbséget pedig a középső szilur időszaki Lockport formáció ellenálló dolomit kőzete biztosítja. 

isthmus_bay.jpgA Lockport formáció nem csak a Niagara vízesésénél alkot látványos formákat (forrás)

Rétegtanilag a szilur időszak wenlocki (amerikában lockporti) korában a Nagy-tavak vidéke még valahol az Egyenlítő környékén feküdt. Egy trópusi óceánban partközeli zónájában rakódott le az a dolomitos üledék, amelyet később körülbelül 5 kilométernyi további üledék fedett be. Az üledékrétegek közül a Niagara vízesés szintkülönbségét adó Lockport dolomit a legellenállóbb az erózióval szemben. Alatta az idősebb Rochester formációnak nevezett kevésbé ellenálló alsó-szilur palákat találni.

n1.GIFA Niagara vízesés rétegtana. Jelmagyarázat fentről lefelé: dolomit; agyagos dolomit; homokkő palával, pala; homokkő (forrás)

A Lockport dolomitok enyhén megdőlt rétegei az erózióval szembeni ellenállás különbségei miatt magas peremként (ún. kuesztát képezve) szakadnak le körkörösen a Michigan-tó nyugati partjától egészen az Ontario-tó déli partvidékéig. Ezt a kuesztát a geológusok Niagara-rézsűnek nevezik (Niagara Escarpment). A Niagara-vízesés ott alakult ki, ahol a négy tó vize keresztezi ezt a rétegzett, ellenálló dolomitos kőzetből felépülő kuesztát. 

map-escarpment.gifA Lockport kueszta elhelyezkedése (forrás)

Ha a Niagara-vízesés csak ezen a kőzeten bukna keresztül akkor viszonylag lassú eróziót figyelhetnénk meg. De mivel puha palák alkotják a dolomit feküjét, a vízesés folyamatosan vágódik hátra az Erie-tó irányában. Ez egy napjainkban is zajló, igen látványos folyamat. Az erózió folyamata úgy zajlik itt, mint amikor egy kövezett utat a lefolyó csapadék alámos. Ilyen esetben a kövek alatt lévő homokot és kavicsot a lezúduló víz turbulenciája elmossa, így a nagyobb kövek elvesztik alátámasztásukat és tömbökben leomlanak. A folyamatot jól szemlélteti az 1954-ben, a Prospect Pointnál lezuhanó 185 ezer tonna kőzetről készült filmhíradó részlet: 

A hátravágódás nem ma kezdődött, hanem akkor, amikor az utolsó jégpáncél is eltűnt a környékről. 12300 éve az olvadékvizek kitöltötték már a Nagy-tavak medencéjét és a felesleg átbukott a Lockport dolomitból álló kueszta legalacsonyabb pontján. Az utolsó jégkorszak végén ez az átbukás a jelenlegi vízeséstől 11,4 kilométerrel északabbra zajlott, Lewiston és Queenston városok között. Tehát ha a távolságot elosztjuk az évek számával megkapjuk a hátravágódás ütemét, ami 11400 m/12300 év = 93 cm/év. Ez egy átlagos érték, ami azt jelenti, hogy ez időszakonként volt több és volt kevesebb is. Például 600-800 évvel ezelőttig mindössze egyetlen vízesés volt a mai háromhoz képest. A hátravágódás révén ekkor ért el az erózió egy olyan széles folyószakaszt, ahol három különálló csatorna alakult ki. Amennyiben egyetlen vízesés vezeti le az összes víztömeget feltételezhetjük, hogy az erózió gyorsabb ütemű. 1905-ben Grove Karl Gilbert még 1,6 méter/év átlagos értéket mért. A hátravágódás ma is ilyen ütemben folyna, csakhogy az ember beleszólt a táj formálódásába a XX. század során.

n7.jpgA vándolró Niagara-vízesés (forrás)

Niagara Falls mellett az amerikai és kanadai oldalon felépült vízerőművek 4,4 gigawatt energiát termelnek. Ez azzal jár, hogy a Niagara folyó teljes vízhozamának felét elvezetik a turbinákhoz, azaz ez a vízmennyiség hiányzik a vízesésből. Ezt a majdnem 3000 köbméteres másodpercenkénti vízhozamot éjszakánként tovább emelik körülbelül 1500 köbméterrel. Nem túlzás tehát azt állítani, hogy a vízesést éjszakára — amikor a turisták alszanak és nem reklamálnak — egyszerűen lekapcsolják. Földrajzos szemszögből már a feles vízhozamú vízesés is csúnya szemfényvesztés, hát még az éjszakai látvány... Utóbbival csak az Amerikai-vízesés 1969-es képe versenyezhet, amikor a hatóságok az egészet "lekapcsolták". 

niagara_falls_without_water_1969.jpg

Már az 1954-es filmhíradóban is láthattuk hogyan zuhan bele egy emberek által használt kilátó a mélységbe. 1965-ben Niagara Fallsban már arról cikkeztek az újságok, hogy ha valami nem történik az egész vízesés leomolhat. Hamarosan egy országos mozgalom "Save the American Falls" indult a vízesés megmentéséért, mely 1969-re komoly eredményt ért el; közadakozásból a hadsereg mérnökei megkezdhették a víz elterelését, majd a sziklafal stabilizálását. 

A helybéliek csodájára jártak a kiszáradó medernek, de a látvány nem volt egyedi. 1848. március 30-án a niagara falls-i lakosság fura csendre ébredt; megszűnt a víz állandó zúgása. A mederben csordogáló patakocska partján vergődő halakat fogdoshattak össze, de a szemfülesebbek az 1812-es háború relikviáit is kiszedegették; puskákat, bajonetteket, tomahawkokat. Az elzáródás oka ekkor az Erie tavon szélvihar hatására kialakult jégdugó volt, melynek elolvadása után soha nem látott mennyiségű víz zúdult le a Niagarán.

niagara_falls_without_water_1969_4.jpg

1969. június 12-én a hadsereg mérnökei egy 200 méter hosszú gátat húztak fel Niagara Falls (NY) és a Kecske-sziget felső csúcsa között. A három napig épülő gát az Amerikai-vízesés vízhozamát (az összes vízhozam 10%-a) átterelte a Patkó-vízeséséhez. Az építkezés során az épülő gát alá egy kötelet húztak ki, hogy az esetleg vízbe pottyanó munkások ne raftingoljanak le az 50 m magas vízesésen. 

article-1338793-niagara1.jpg

Miután a robajló víztömeg egy csordogáló erecskévé változott a munkások birtokba vehették az Amerikai-csatornát. Egyik első dolguk volt, hogy egy biztonsági kerítést építsenek a sziklaperemre, nehogy úgy járjanak, mint az a férfi és nő, akiknek a holttestét a sziklafal tövében találták meg. Erre már csak azért is szükség volt, mert 1969 nyarán rengeteg turista kereste fel az elapadt vízesését, akik közül sokan a víztől és moszattól csúszós köveken egészen a peremig kimerészkedtek. Az eredeti tervek szerint a turistákat ráengedték volna a kiszáradt mederre, hiszen az életben egy ilyen alkalom adódik, vagy annyi se. Végül a tervet elvetették, mert akadályozták volna a munkálatokat. A Dry Falls-nak átkeresztelt Amerikai vízesés ebben az évben több látogatót vonzott, mint a megnövekedett vízhozamú Patkó-vízesés a kanadai oldalon.

article-1338793niagara.jpg

Komoly fenyegetést jelentett a fal állékonyságára a Rochester formáció paláinak kiszáradása. A nap és szél együttes hatásának kitett porladó kőzet nedvességtartalmát egy 243 méter hosszú vízvezetékkel és porlasztókkal biztosították. 

A mederben eközben nagy nyomású vízsugárral és homokmarókkal lemarták a csúszós algát és moszatot a kőzet felszínéről, hogy megkezdődhessenek a fúrások. A kőzet áteresztő képességének vizsgálata céljából 60 méter mély lyukakat fúrtak. A kőzetmintákat a legkülönfélébb geológiai, geofizikai és geokémiai vizsgálatoknak vetették alá. A kőzetek repedéseibe kékre színezett vizet eresztettek, hogy feltárják a szikla belsejében rejtőző repedéseket és szivárgásokat. 

niagara_falls_without_water_1969_5.jpg

A 1,5 millió dolláros projektnek része volt az is, hogy kezdeni kellene valamit a sziklafal tövében az omlásokból felhalmozódott 358 ezer tonnányi sziklával. Ezek ugyanis hasznosak voltak, hiszen megtámasztották a sziklafalat, másrészt a potenciális vízesés-magasságot is csökkentették, körülbelül a felére. Azt gondolták, egy sziklák nélküli "magasabb" és látványosabb vízesés talán még nagyobb vonzerőt jelenthetne a turistáknak. 1973-ban a vízesés két oldalán élők között kiosztottak 220 ezer tájékoztató brosúrát és benne egy szavazólapot, amelyen véleményt lehetett nyilvánítani, hogy 1, eltávolítsák a törmeléket 2, megnöveljék az Amerikai-vízesés vízhozamát 3, mindent hagyjanak a régiben. 

niagara_falls_without_water_1969_6.jpg

A visszaküldött szavazólapok elsöprő többsége a 3. verziót támogatta, így a turisták ma is gyönyörködhetnek az 1931-es, az 1954-es és az 1959-es omlások emlékében. 

falls-169950547.jpg

1969. november 25-én helyi idő szerint 10:05-kor ért véget a Dry Falls története, megnyitották a medret elzáró gátat. A víztömeget fokozatosan eresztették rá a sziklafalra, nehogy a hirtelen megnövekedő nyomás omlást idézzen elő. Az Amerikai-vízesés hamarosan visszanyerte eredeti szépségét és vízhozamát.  

Ajánlott és felhasznált irodalom

  • https://rarehistoricalphotos.com/niagara-falls-without-water-1969/
  • http://www.dailymail.co.uk/news/article-1338793/Niagara-Falls-ran-dry-Photos-moment-iconic-waterfall-came-standstilll.html#ixzz4uHYjOg69
  • http://hudsonvalleygeologist.blogspot.hu/2015/05/turning-off-niagara.html
  • http://hudsonvalleygeologist.blogspot.hu/2015/05/niagara-falls-erosion-part-i.html
  • http://hudsonvalleygeologist.blogspot.hu/2015/05/niagara-falls-erosion-part-ii.html
  • https://www.wired.com/2016/01/new-york-is-going-to-turn-off-niagara-falls-heres-how/
  • http://www.niagarafrontier.com/dewater.html
  • https://www.youtube.com/watch?v=SH8lsTO9Lsk
  • http://www.nysam.org/lockport/
24 komment
Címkék: erózió Niagara

A bejegyzés trackback címe:

http://pangea.blog.hu/api/trackback/id/tr4312917001

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Shish Yakoo 2017.10.13. 07:13:39

Ha a Niagara Falls nem működik, az csak Niagara Fals.

Letícia · http://erolenduletenergia.blog.hu/ 2017.10.13. 07:27:52

Ngyon érdekes! Régen olvastam ilyen összeszedett cikket, köszi!

gigabursch 2017.10.13. 08:13:07

"A legnagyobb vízhozamú Patkó-vízesés az 1819-ben megrajzolt harár szerint javarészt Kanadához tartozik (lásd alábbi térkép), tőle a már amerikai fennhatóság alatt álló Kecske-sziget választja el a legkisebb méretű Menyasszonyfátyol-vízesést. Tőle északra található a Luna-sziget és következik a mai cikkünk témája az Amerikai-vízesés. "

Nem találom a térképen (de még a kugli mepen sem) a Luna szigetet és a Menyasszonyfátyol vízesést.

Kapok segítséget?

Amúgy jól tették, hogy az omladék ottmaradt, mert jelentősen lassítja az eróziót.

Tke 2017.10.13. 08:34:19

Jó és nagyon érdekes poszt. Köszönöm szépen.

lezlidzsi84 2017.10.13. 08:35:13

@gigabursch: A sziget a térképen alig vehető ki, tulajdonképpen az American Falls déli részén lévő sziklapad, az utolsó képen a vízesés távolabbi, kisebbik részét elválasztó "sötét folt".
en.wikipedia.org/wiki/Luna_Island

Tranquillius 2017.10.13. 08:52:43

@gigabursch: A legutolsó képen lehet a legjobban látni, az American Falls összefüggő vízfüggönyétől közvetlenül jobbra.

herr general 2017.10.13. 09:14:44

https://www.google.hu/maps/place/Luna+Island/@43.083555,-79.07095,211m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x89d343049c87f6b3:0x571a5472fcc50976!8m2!3d43.0835505!4d-79.0704677

Womb Raider 2017.10.13. 09:33:17

@Shish Yakoo: :))))))))
Gyerekként mindig arról álmodoztam, hogy ha csak egy napra is, de eltűnik a víz a Dunából, vagy a Balatonból és lehet menni kincseket keresni.
Egyébként hihetetlen mennyire jellegtelen az egész ojjektum víz hiányában. Mint a recski kőbánya:)

octy 2017.10.13. 10:00:54

Érdekes volt.
Köszi!

lutria 2017.10.13. 14:21:51

Azért nekem hiányzik az írásból hogy konkrétan hogyan akadályozták meg a további omlásokat,hogyan stabilizálták a sziklafalat.

Womb Raider 2017.10.13. 14:36:42

@lutria:
"....
Kőmives Kelemenné mikor hazamene,
Őt szépen megfogták, bédobták a tűzbe…
"

tompus 2017.10.14. 12:20:07

Sikerült úgy meghúzni a határt, hogy a Kecske-sziget csücske Kanadához tartozzon?

Tranquillius 2017.10.14. 23:52:01

@lutria: Sehogy.
Bár tervben volt, de mivel a 3. opció nyert a szavazáson, így hagyták békében a vízesést.

geegee · http://eszakonelunk.blog.hu 2017.10.15. 00:23:14

Uhhh, bzmg, azért ez a sziklaleszakadás elég meleg pite lehetett.És hogy sikerült mindezt felvenni?Már az ötvenes években is mindenki kamerával szaladgált arrafelé? :D

Okés ez, csak egyet nem értek, hogy ha el is vezetik a sok vizet az erőműhöz, azért az a víz nem párolog el, csak meghajt néhány turbinát...Szóval mi lesz azzal a mennyiséggel?
Télleg jó és érdekes posz volt, köszönet.

Tranquillius 2017.10.15. 12:08:15

@geegee: Az a repedés nem egy nap alatt dőlt le. Sőt az is lehet, hogy szakemberek rásegítettek az omlásra, hogy mielőbb túllegyenek rajta.

Az erőműbe terelt vizet a vízesés alatt vezetik vissza a folyóba.

lutria 2017.10.15. 17:56:00

@Tranquillius: Kicsit kevered,az elzárás 1969 június-november között volt,a szavazás meg 1973-ban és arról szólt hogy csináljanak-e valamit hogy látványosabbnak,magasabbnak tűnjön a vízesés(több víz,a törmelék elkotrása).
Az elzárás meg elvileg arról szólt hogy stabilizálják a sziklákat hogy ne omoljanak le évenként ~1-2 métert,az írásban meg végülis csak annyi van hogy kutatófúrásokat végeztek hogy megismerjék a rétegződést.

Tranquillius 2017.10.15. 18:25:48

@lutria: Nyilván az első lépés a tudományos kutatás és felmérés, minden más csak ez után jön.

dtibor 2017.10.17. 09:29:16

Klassz írás.
Volt szerencsém ott sétálni (a kanadai oldalon), lenyűgöző élmény.
Remélem még eljutok oda.