
Георадар помогает разгадать тайну дыры в дюне
Mt. Лысый, в восточной части национального озера Индиана-Дюнс, является крупнейшей действующей дюной на южном побережье озера Мичиган и популярным местом отдыха среди местных жителей и туристов (рис. 1). В июле 2013 года шестилетний мальчик, гуляя по дюне, упал в яму, которая внезапно открылась под ним. Он находился в ловушке на несколько часов на глубине более 6 м под поверхностью, пока спасатели не выкопали его, чтобы спасти его (рис. 3). Впоследствии, поскольку ни процесс образования, ни степень и значение опасности, представляемой этой дырой, не были известны, гора Балди была закрыта для пешеходного движения в 2 году и остается таковой по сей день.
Рисунок 1: Расположение горы Балди
Рисунок 2: Спасение мальчика, застрявшего в дыре в дюне (Arizona Daily Star)
Чтобы понять развитие этих пустот, Геологическая служба Индианы провела исследование архитектуры дюны. 1 и факультет геологических наук Университета Индианы 2 с использованием георадара и твердоземельных сердечников. Георадар PulseEKKO PRO с центральными частотами 50 и 100 МГц и система Noggin 250 МГц (Рисунок 3) использовались для сбора данных по линиям, перпендикулярным береговой линии и продольным направлению переноса наносов через дюну (Рисунок 4). Поскольку у дюны большой рельеф местности, для восстановления истинной геометрии различных слоев и объектов потребовалось скорректировать георадарные линии с учетом изменений высот при постобработке.
Рисунок 3: PulseEKKO PRO с антеннами 100 МГц (слева) и Noggin SmartCart с (справа)
Рисунок 4: Для исследования были собраны три 250-метровые и тридцать три 80-метровые георадарные линии.
Данные георадарных разрезов и кернов были использованы для определения четырех основных стратиграфических горизонтов. К ним относятся верхняя и нижняя дюны, разделенные палеопочвой (древним почвенным горизонтом), образовавшейся на вершине нижней дюны (рис. 5). Верхняя дюна образовалась в 20 веке и соответствует современной горе. Лысый; нижняя дюна образовалась через 3000-4000 лет после того, как родовое озеро Мичиган упало с пикового уровня воды в середине голоцена после отступления льда из последнего ледникового периода.
Рисунок 5: Изображение древней почвы (палеопочвы), на которой росли деревья, прежде чем они были погребены над наступающими песками дюн.
Это исследование показывает, что пустоты, закрывающие гору Болди, были, по-видимому, вызваны деревьями, укоренившимися в палеопочве, которая встречается на поверхности нижних дюн. Деревья были похоронены и погибли, как песок, составляющий гору. Лысый мигрировал на сушу в начале 20-го века.th век. Эти деревья и палеопочва сейчас медленно обнаруживаются, поскольку дюна продолжает мигрировать. При эксгумации деревья гниют на месте из-за роста грибов; это создает пустоты различного размера, глубины и ориентации, в зависимости от диаметра и плотности заглубленных стволов и ветвей деревьев. Грибок на стволах при первом закапывании, вероятно, гниет от основания до верхушки при эксгумации. Таким образом, риски открытия пустот в дюнах зависят от глубины и времени; закопанные деревья, по-видимому, должны находиться в пределах 3-5 м от поверхности, чтобы рост грибка возобновился, а время между захоронением и эксгумацией должно быть достаточно коротким, чтобы грибок не погиб при глубоком засыпании.
Яма Натана (названная в честь спасенного мальчика) видна на профилях георадара и может быть замечена как нарушенная подстилка на 80-метровом разрезе, который прошел над раскопками, чтобы найти его (Рисунок 6). Интересно, что, хотя верхние слои, очевидно, были разрушены во время раскопок, считается, что узкие сильные вертикальные отражатели под отверстием представляют собой ствол дерева, который простирается до поверхности палеопочвы и может быть причиной пустоты, в которой был похоронен Натан. Отражатели, вероятно, отражают большую влажность гниющего ствола.
Рис. 6. Профиль георадара длиной 80 метров, полученный с помощью системы Noggin 250. Указывается местонахождение «ямы Натана» и истолкованного гниющего дерева, вызвавшего ее.
Первоначально геологи были озадачены тем, какие природные силы были ответственны за создание пустот в дюнах, и задавались вопросом, был ли это какой-то новый и неизвестный процесс, который никогда не был замечен или задокументирован исследователями. Но тщательное изучение и подробные изображения с помощью георадара помогли собрать воедино историю, которая имеет смысл с известными природными процессами и раскрывает тайну дыр на горе. Лысый.
История любезно предоставлена Уильямом Монаганом1, Тодд Томпсон1, Эрин Аргилан2 и Кевин Рассел2






