蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園自然地理特征

大衛(wèi)·卡爾·施耐德 著; 戴長(zhǎng)雷，楊朝暉 譯

(1.阿拉斯加大學(xué)安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龍江大學(xué) 寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園自然地理特征

大衛(wèi)·卡爾·施耐德1著; 戴長(zhǎng)雷2,3，楊朝暉1譯

(1.阿拉斯加大學(xué)安克雷奇分校，阿拉斯加州 安克雷奇 99508；2.黑龍江大學(xué) 寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080)

國(guó)家公園生態(tài)系統(tǒng)是地貌研究的重要組成部分，通過(guò)研究公園地理特征有助于進(jìn)一步了解中南阿拉斯加的地貌特征。在梳理公園所受地質(zhì)作用以及冰川作用等相關(guān)知識(shí)的前提下，對(duì)蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園自然地理特征進(jìn)行了分析。指出：(1)蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園的地質(zhì)狀況極其復(fù)雜。它跨過(guò)了好幾個(gè)氣象區(qū)和好幾條山脈，含有北美洲除格陵蘭以外的最大的冰川。蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園有幾條大斷層穿過(guò)，如德奈利斷層、圖茲楚恩達(dá)斷層、博德嶺斷層。蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園中各地質(zhì)體之間的邊界很明顯，公園的絕大部分位于楚加奇地質(zhì)體和蘭格利亞地質(zhì)的沉積巖之上。(2)這一地區(qū)早在1000萬(wàn)年前就已被冰川覆蓋，公園里還有許多重要的冰川，如馬拉斯皮納冰川、肯尼科特冰川和魯特冰川。(3)蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園存在兩個(gè)氣候區(qū)：公園的絕大部分區(qū)域?qū)儆跇O端的大陸性氣候區(qū)，南部邊緣屬于山地海洋性氣候區(qū)，夏季非常炎熱(如果有太陽(yáng)的話)，而冬季非常寒冷。

斷層；冰川；氣候；山脈；蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園

盡管蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園是美國(guó)最大的國(guó)家公園，但是，它僅是因其壯美的景觀作為德奈利國(guó)家公園的對(duì)手而逐漸被人們所發(fā)現(xiàn)的。它因其豐富多彩的歷史而遠(yuǎn)超德奈利國(guó)家公園。蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園擁有一些北美洲最高的山峰、一個(gè)活躍的火山帶、洶涌的河流、豐富的冰川，以及曾經(jīng)世界上最大的銅礦。

1 地質(zhì)特征

蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園的地質(zhì)狀況極其復(fù)雜。這里不僅是蘭格爾山和圣伊利亞斯山的家鄉(xiāng)，而且是楚加奇山的重要部分(圖1)。蘭格爾山北面的門塔斯塔山和納錯(cuò)廷山是沿著相交于門塔斯塔山口附近的側(cè)向運(yùn)動(dòng)的托特斯春達(dá)斷層(Totschunda Fault)和德奈利斷層的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的隆起。德奈利斷層是南面的蘭格利亞復(fù)合地體和北面的育空-特納納地體之間的邊界。就是在這一地區(qū)，蘭格利亞復(fù)合地體并入已存在的北美地體。

在晚侏羅紀(jì)和早白堊紀(jì)，蘭格利亞復(fù)合地體尚未并入，在它和北美洲之間的盆地里堆積的沉積物形成了格拉維納-納錯(cuò)廷帶的理石。在白堊紀(jì)隨后的時(shí)間里，這一序列被火山巖侵入和覆蓋。蘭格利亞地體是公園的核心。它起源于古生代的一個(gè)亞熱帶島弧。它出露出的基底是由火山巖、石灰?guī)r和沉積巖組成的。更為明顯的是，基底上面的尼古拉綠玉(變質(zhì)的玄武巖)為奇提松(Chitisone)石灰?guī)r所覆蓋。最頂部的是尼茲納(Nizina)石灰?guī)r。所有這些地層的年齡都在晚三疊紀(jì)。它們?yōu)樵缳_紀(jì)麥卡錫地層的頁(yè)巖所覆蓋。某些這類的巖石序列厚達(dá)成千上萬(wàn)英尺，沿著麥卡錫路就可以看到。這些巖層之上是類型不易區(qū)別的火山巖和沉積巖，最后是由蘭格爾火山群最近形成的火山沉積物[1]。

蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園是美國(guó)最大的國(guó)家公園。它跨過(guò)了好幾個(gè)氣象區(qū)和好幾條山脈，含有北美洲除格陵蘭以外最大的冰川。盡管難于接近，但是壯美的景色和難得一見(jiàn)的荒野卻使得這里值得一游。圖1 蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園里的山脈

博德嶺斷層將眾多且多樣的蘭格利亞序列從主要由中生代沉積巖組成的楚加奇地體和威廉王子地體中分隔開(kāi)來(lái)，楚加奇地體和威廉王子地體隨后又被科恩臺(tái)科特?cái)鄬臃指糸_(kāi)。這些地體是由先沖入俯沖溝后又依著北美陸殼貼附起來(lái)的沉積物所形成的。它們現(xiàn)在是形成楚加奇山諸峰的大量?jī)A斜的板狀巖石(圖2)。

公園最南端的地體是由沉積巖組成的雅庫(kù)塔特地質(zhì)體，它形成于白堊紀(jì)和第三紀(jì)。盡管雅庫(kù)塔特地質(zhì)體的絕大部分位于阿拉斯加灣的海床上，但是仍有該地體的一部分正在向阿拉斯加陸殼下方俯沖，并形成了蘭格爾火山群，所有的這些火山的年齡都不到500萬(wàn)歲并且仍舊活躍。正是這仍在持續(xù)的雅庫(kù)塔特地質(zhì)體與阿拉斯加陸殼的碰撞，使得圣伊利亞斯山迅速隆升，并且形成了北美洲一些最高的山峰[2]。

蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園中各地質(zhì)體之間的邊界很明顯。公園的絕大部分位于楚加奇地質(zhì)體和蘭格利亞地質(zhì)體的沉積巖之上。一些地方侵入的花崗巖體已暴露在地表。但是第三紀(jì)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)大規(guī)模的火山活動(dòng)，這就意味著許多這樣的巖石已被掩埋在巖漿之下。同樣道理，后吸積侵蝕已將科珀河(銅河)流域的巖石掩埋在大量的沉積物之下。

蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園有幾條大斷層穿過(guò)。德奈利斷層穿過(guò)公園的北部，在公園的西北部與圖茲楚恩達(dá)斷層合并到一起，并將門塔斯塔山和納錯(cuò)廷山夾在二者之間。公園的南部矗立著非常高的蘭格爾火山。博德嶺斷層將北部蘭格爾島弧的古生代巖石和南部楚加奇地質(zhì)體的中生代沖溝堆積的巖石區(qū)分開(kāi)來(lái)。圖2 蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園里的山脈和斷層

2 銅 礦

盡管19世紀(jì)的淘金者在這一地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一些金礦和銀礦，但是蘭格爾山區(qū)擁有最豐富的是銅礦。當(dāng)?shù)氐陌⑻丶{(Ahtna)阿薩巴斯卡人很久以前就知道并使用銅質(zhì)工具了。當(dāng)淘金者在20世紀(jì)早期到這一地區(qū)探險(xiǎn)時(shí)，他們?cè)诳夏峥铺刂苓叞l(fā)現(xiàn)了礦脈，這使得肯尼科特一下子成為世界最具活力的地方之一?？夏峥铺氐V床在1911—1938年運(yùn)營(yíng)，此后主礦體被耗盡。銅是伴生在奇提松(Chitisone)石灰?guī)r的底部的。這些銅被認(rèn)為在晚三疊紀(jì)的時(shí)候，由過(guò)熱的地下水從尼古拉綠寶石中溶解出來(lái)，并在斷層的上部和奇提松(Chitisone)石灰?guī)r曾經(jīng)的孔洞中沉積下來(lái)。純銅很難找到，但是，當(dāng)?shù)卦S多藍(lán)綠色的巖塊就是銅礦石(Cu2S)，從這些銅礦石中就可以提煉出銅來(lái)?？夏峥铺赜斜姸嘤糜阢~礦各個(gè)環(huán)節(jié)處理的工廠。

3 冰川特征

蘭格爾山、楚加奇山和圣伊利亞斯山高大的山峰抬升了來(lái)自阿拉斯加灣的潮濕空氣，使之冷卻，并在每年冬天形成大量的降雪。這些雪累積而形成冰川和冰原。很明顯這一地區(qū)早在1000萬(wàn)年前就已被冰川覆蓋，直到最近的冰期開(kāi)始之前這里一切都很好。

馬拉斯皮納冰川位于公園之內(nèi)。它的面積與羅德島州相當(dāng)，厚度有半英里，體量龐大。公園里還有許多其他重要的冰川。如果分別從麥卡錫和肯尼科特出發(fā)的話，很早就能到達(dá)肯尼科特冰川和魯特(Root)冰川。零距離接觸的時(shí)候它們顯得異常龐大。除了科珀河(銅河)低地以外，整個(gè)的南部邊緣都是冰川。

在末次冰期，冰川堵塞了科珀河(銅河)流經(jīng)楚加奇山的通道，許多低地被堰塞形成的阿特納冰川湖所淹沒(méi)。沿著麥卡錫路可以看到當(dāng)年在湖底沉積的薄層狀的泥沙。當(dāng)堵塞出口的冰川最終融化后，湖水沿著科珀河(銅河)河谷以大洪水的形式宣泄下來(lái)，沖走了沿途所有的泥沙，并將下面部分基巖刮走[3]。

肯尼科特河每年都會(huì)發(fā)生規(guī)模較小的突發(fā)洪水。因此，越過(guò)這條河到達(dá)麥卡錫的唯一辦法就是走人行天橋。1981年，原來(lái)的橋被一次突發(fā)型洪水沖跑了。它發(fā)洪水的起因是肯尼科特冰川堵塞了無(wú)冰的山谷通道。到了夏天的時(shí)候，匯集到山谷的融雪水越聚越多，到最后，出口處的冰川冰被浮起，山谷里的水迅速地從冰下宣泄出去。這種突發(fā)型洪水會(huì)在七月初到八月中旬發(fā)生。

4 氣候與氣象特征

蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園存在兩個(gè)氣候區(qū)：公園的絕大部分區(qū)域?qū)儆跇O端的大陸性氣候，南部邊緣屬于山地海洋性氣候。盡管公園與阿拉斯加灣非常接近，而且它的邊界濱臨馬拉斯皮納冰川，但是高大的楚加奇山阻擋住了從南方吹來(lái)的濕汽，在山的北面形成一個(gè)雨幕區(qū)。雨幕的存在使得公園里的絕大部分地區(qū)不能像沿海地區(qū)一樣形成數(shù)量豐富的降水。楚加奇山北方干燥的空氣也使得這些空氣的冷熱變化更為迅速，從而導(dǎo)致夏季非常炎熱(如果有太陽(yáng)的話)，而冬季非常寒冷。

楚加奇山和圣伊利亞斯山無(wú)數(shù)的高峰將來(lái)自阿拉斯加海灣的水汽捕獲，并在山的北面形成一個(gè)雨幕區(qū)。但是更為高大的蘭格爾山又將空中剩余的水汽擰了出來(lái)，并在公園的北面造成一個(gè)新的雨幕區(qū)。公園里濱海地區(qū)的氣溫較高，而北部?jī)?nèi)陸地區(qū)要冷得多。

蘭格爾山非常高，空氣被迫爬升，冷卻的氣團(tuán)在山坡上形成了降水。盡管這一過(guò)程使得當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了冰川，但是，絕大部分雨雪還是降落在楚加奇山濱海地區(qū)[4]。

公園里絕大部分地區(qū)海拔很高，這使得本地比緯度相同海拔較低的地區(qū)更為涼爽，如蘇西特納河谷區(qū)。這也帶來(lái)了相對(duì)較短促的夏季和相對(duì)較長(zhǎng)的冬季。奇提納的海拔約為700英尺，而麥卡錫的海拔為1700英尺。盡管公園里海拔較高的地區(qū)是由冰川和苔原主導(dǎo)的，但是在寬闊的河谷區(qū)還是長(zhǎng)滿了寒帶森林。北方雨林從濱海地區(qū)延伸到一些氣溫較高、降水較多的山谷。

表1列出了位于蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園中心位置的麥卡錫鎮(zhèn)的部分氣象數(shù)據(jù)。在海拔更高的地方和濱海地區(qū)，同類的數(shù)據(jù)會(huì)有巨大的差異。

表1 麥卡錫鎮(zhèn)氣象統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

5 結(jié) 論

蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園是美國(guó)最大的國(guó)家公園。它跨過(guò)了好幾個(gè)氣象區(qū)和好幾條山脈，擁有一些北美洲最高的山峰、一個(gè)活躍的火山帶、洶涌的河流、豐富的冰川，以及曾經(jīng)世界最大的銅礦。

(1)蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園的地質(zhì)狀況極其復(fù)雜。含有北美洲除格陵蘭以外的最大的冰川；蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園有幾條大斷層穿過(guò)，如德奈利斷層、圖茲楚恩達(dá)斷層、博德嶺斷層；蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園中各地質(zhì)體之間的邊界很明顯，公園的絕大部分位于楚加奇地質(zhì)體和蘭格利亞地質(zhì)體的沉積巖之上。

(2)這一地區(qū)早在1000萬(wàn)年前就已被冰川覆蓋，公園里還有許多重要的冰川，如馬拉斯皮納冰川、肯尼科特冰川和魯特冰川。

(3)蘭格爾-圣伊利亞斯國(guó)家公園存在兩個(gè)氣候區(qū)：公園的絕大部分區(qū)域?qū)儆跇O端的大陸性氣候，南部邊緣屬于山地海洋性氣候，夏季非常炎熱(如果有太陽(yáng)的話)，而冬季非常寒冷。

[1] Richter, Donald H, Rosenkrans, et al. Guide to the Volcanoes of the Western Wrangell Mountains, Alaska-Wrangell-St. Elias National Park and Preserve[R]. Washington: U.S. Geological Survey, 1995.

[2] Winkler, Gary R. A Geologic Guide to Wrangell-Saint Elias National Park and Preserve, Alaska: A tectonic collage of northbound terranes[R]. Washington: U.S. Geological Survey, 2000.

[3] Wilson, Frederic H, Weber, et al. Prehistoric Alaska——The Land in Rennick,Penny,(ed.).Prehistoric Alaska[J]. Alaska Geographic,1994,21(4):6-23.

[4] Mann, Daniel H, Crowell, et al. Holocene Geologic and Climatic History around the Gulf of Alaska[J]. Arctic Anthropology,1998,35(1):112-131.

Physical geographic characteristics of Wrangell-Saint Elias National Park

Written by David K.Snyder1; Translated by DAI Changlei2,3, YANG Zhaohui1

(1.UniversityofAlaska-Anchorage,Anchorage99508,USA;2.InstituteofGroundwaterinColdRegion,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China;3.SchoolofHydraulic&Electric-power,HeilongjiangUniversity,Harbin150080,China)

The ecological system of National Park is the important part of landscape research. Studying the geographic characteristics of park can help further understand its landscape views. The paper analyzes the physical geographic characteristics of Wrangell-Saint Elias National Park on the basis of combing the geologic forces and glacial forces which affect the park under the premise of knowledge. It points out: ①The park has an extremely complicated geologic situation. It crosses several climatic zones and mountains ranges and contains the largest glaciers in North America outside of Greenland. Several major faults pass through the park. For example, the Denali Fault, the Totschunda Fault and the Border Ranges Ranges Fault. The borders of the various terranes that make up the park are visible here. Most of the park lies on sedimentary rock of the Chugach and Wrangellian Terranes; ②There is evidence that this area was glaciated as early as 10 million years ago. There are many significant glaciers in the park. For example, Malaspina Glacier, Kennicott and Root Glaciers; ③Two climatic regions are present in Wrangell-Saint Elias National Park: the extreme continental climate of most of the park, and a mountainous maritime climate along its southern edge. There are very warm days in summer (if it’s sunny) and extremely cold days in winter here.

fault; glacier; climate; mountains; Wrangell-Saint Elias National Park

中科院寒旱所凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目(SKLFSE201310)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(1202171)

大衛(wèi)·卡爾·施耐德(1969-)，男，美國(guó)阿拉斯加州安克雷奇市人，助理教授，主要從事自然地理及地理信息系統(tǒng)方向的科研和教學(xué)工作。

譯者簡(jiǎn)介：戴長(zhǎng)雷(1978-)，男，山東鄆城人，教授，主要從事寒區(qū)地下水及國(guó)際河流方向的教學(xué)及科研工作。E-mail：daichanglei@126.com。

P931.4

A

2096-0506(2017)05-0016-05