Megaflooding on Earth and Mars

Half-title......Page 3
Title......Page 5
Copyright......Page 6
Contents......Page 7
Contributors......Page 10
1.2 Historical and philosophical overview......Page 13
1.3 The Great Scablands Debate......Page 14
1.4.1 Cordilleran Ice Sheet: ice-dammed lakes......Page 15
1.4.2 Laurentide Ice Sheet: ice-marginal lakes......Page 16
1.4.4 Central Asian mountain areas: ice-dammed lakes......Page 17
1.6.1 Earth......Page 18
1.7.1 Black Sea......Page 19
1.7.2 Subglacial megafloods......Page 20
References......Page 21
2.1 Introduction......Page 25
2.3 Processes of bedrock erosion......Page 26
2.4 A typology of channel-scale erosional bedforms in bedrock......Page 27
2.4.1 Concave features......Page 28
2.4.2 Convex features, undulating features and composite features......Page 31
2.5 Example of a very large bedrock channel complex: Kasei Valles, Mars......Page 35
2.5.1 Topography......Page 36
2.5.3 The time scale of outflow events in Kasei Valles......Page 38
References......Page 39
3.1 Introduction......Page 45
3.2 Geomorphological considerations......Page 46
3.3 Theoretical background to sediment transport and deposition......Page 48
3.4.1 Large-scale bars......Page 50
3.4.2 Transverse ribs, hydraulic jumps and antidunes......Page 52
3.4.3 Dunes......Page 56
References......Page 57
4.2 Subglacial lakes......Page 62
4.2.1 Grímsvötn Lake......Page 64
4.2.2 Lakes under ice cauldrons......Page 69
4.3 Marginal lakes......Page 70
4.4 Subglacial eruptions as a source of jökulhlaups......Page 71
4.4.2 Jökulhlaup from fissure swarm eruptions......Page 72
Notation......Page 73
References......Page 74
5.1 Introduction......Page 77
5.2.1 Anastomosis......Page 78
5.2.4 Fan complexes......Page 79
5.3.1 Trenched-spur buttes......Page 80
5.4 Macroscale depositional surface forms......Page 81
5.4.2 Eddy bars......Page 82
5.5.1 Sequence of erosional forms......Page 83
5.6.1 Giant current ripples (dunes)......Page 85
5.7 Palaeohydraulic implications......Page 86
References......Page 87
6.1 Introduction......Page 90
6.1.1 The megaflood controversy......Page 91
6.2.1 Transverse s-forms......Page 92
6.2.3 Non-directional s-forms......Page 96
6.3.1 Drumlins......Page 97
6.3.3 Hummocky terrain......Page 100
6.3.5 Megaripples......Page 101
6.3.6 Tunnel valleyschannels......Page 104
6.3.7 Eskers......Page 106
6.4.3 Re-entrant valleys......Page 107
6.5.1 Landscape unconformities: regional erosion surfaces......Page 108
6.6 Subglacial hydrology......Page 109
6.7 Concluding remarks......Page 111
References......Page 112
7.1 Introduction......Page 116
7.2 Dams and triggers......Page 117
7.3 Erosional processes and landforms......Page 118
7.4 Depositional processes and landforms......Page 120
7.5 Palaeohydrologic considerations......Page 121
7.6 Anatomy of a glacial lake megaflood: the glacial Lake Regina outburst......Page 122
7.8 Lake Agassiz and megaflood outflows......Page 123
7.9 Southern megaflood drainage from the Great Lakes basins......Page 127
7.10 Eastern megaflood drainage from the Great Lakes basins......Page 130
References......Page 135
8.1 Introduction......Page 140
8.2.1 Landslide dams......Page 141
8.2.2 Volcanogenic dams......Page 143
8.3.1 Moraine basins......Page 144
8.3.2 Tectonic basins......Page 146
8.3.3 Volcanic basins......Page 148
8.4.1 Dam failure......Page 149
8.4.2 Peak discharge......Page 150
8.4.3 Downstream flood behaviour......Page 156
8.5 Erosional and depositional features from natural dam failures......Page 157
Acknowledgements......Page 159
References......Page 175
9.1 Introduction......Page 184
9.2 Outflow channels that emerged from the chasmata or other large basins......Page 186
9.2.1 Simud and Tiu Valles......Page 187
9.2.2 Ares Vallis......Page 190
9.2.3 Kasei Valles......Page 191
9.2.4 Maja Valles......Page 194
9.3.1 Ravi Vallis......Page 228
9.3.2 Shalbatana Vallis......Page 230
9.3.3 Allegheny Vallis and Walla Walla Vallis......Page 231
9.3.4 Elaver Vallis......Page 232
References......Page 235
10.2.1 Issues related to dating of Amazonian-aged channels......Page 238
10.2.2 Channel ages......Page 239
10.3.1 Mangala Valles......Page 240
10.3.2 Marte Vallis......Page 242
10.3.4 Athabasca Valles......Page 243
10.4.1 Volcanic......Page 245
10.4.2 Tectonic......Page 246
10.5 Thermal and mechanical aspects of water release......Page 247
10.6 Summary and implications......Page 248
References......Page 249
11.1 Introduction......Page 253
11.2 Peak discharge from damburst floods on Mars......Page 254
11.3.1 Ares and Mawrth Valles......Page 255
11.3.2 Kasei Valles......Page 257
11.4.1 Uzboi–Ladon–Morava system......Page 258
11.4.2 Ma’adim Vallis......Page 262
11.5 Conclusions......Page 264
References......Page 265
12.1 Introduction......Page 269
12.3 The nature of jökulhlaup flooding......Page 270
12.4.2 Channel bars......Page 271
12.4.4 Flood bedforms......Page 273
12.4.5 Ice blocks and kettle holes......Page 274
12.4.6 Rip-up clasts......Page 275
12.5.1 Study area......Page 276
12.5.3 Results......Page 277
12.5.4 Interpretation......Page 278
12.5.5 Implications of the Skeiðarársandur jökulhlaup bar GPR survey......Page 280
12.7 Conclusions......Page 281
References......Page 282
13.1 Introduction......Page 287
13.3.1 Geology......Page 288
13.3.2 System morphology......Page 290
13.3.3 Morphology of giant bars......Page 291
13.4 Sediment characteristics of the giant bars......Page 292
13.4.2 Facies associations (sequences) and architecture of selected giant bars......Page 293
Kezek-Jala bar......Page 295
Little Jaloman bar......Page 298
13.5.1 Facies formation......Page 302
13.5.3 Differences......Page 305
Acknowledgements......Page 306
References......Page 307
14.1 Introduction......Page 309
14.3 Dynamics of subaerial jökulhlaups......Page 310
14.4 Numerical formulation......Page 312
14.5.1 Katla......Page 313
14.6 Discussion......Page 314
References......Page 315
15.1 Introduction, background and rationale......Page 317
15.4 Methodology......Page 318
15.5.1 Boulder clusters......Page 320
15.5.3 Two-dimensional hydrodynamic modelling......Page 325
15.6 Discussion......Page 327
15.7 Conclusions......Page 330
References......Page 331
16.2 Water sources......Page 334
16.3 Water ascent to the surface......Page 335
16.4 Water release at the surface......Page 337
16.5.1 Basic relationships governing water flow......Page 339
16.5.3  Water flow speeds and predicted discharge estimates......Page 341
16.5.4  Subcritical or supercritical flows?......Page 343
16.5.5  Bed erosion......Page 344
16.5.6  Water volumes and event durations......Page 345
16.6.1  Water evaporation and consequent heat loss......Page 346
16.6.2  Thermal consequences of cryosphere erosion......Page 347
16.6.3  Influence of ice formation and sediment load on rheology......Page 348
16.7 Closing summary......Page 349
Notation......Page 350
References......Page 351
Index......Page 356