home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Mania / abacus-multimedia-mania.iso / dp / 0100 / 01000.txt next >
Text File  |  1993-07-27  |  21KB  |  351 lines

  1. $Unique_ID{bob01000}
  2. $Pretitle{}
  3. $Title{Glacier Bay
  4. Post-Glacier Plant Succession}
  5. $Subtitle{}
  6. $Author{Kirk, Ruth}
  7. $Affiliation{National Park Service;U.S. Department Of The Interior}
  8. $Subject{ice
  9. glacier
  10. inlet
  11. spruce
  12. forest
  13. high
  14. alder
  15. bay
  16. plant
  17. plants
  18. see
  19. pictures
  20. see
  21. figures
  22. }
  23. $Date{1983}
  24. $Log{See Harebells & Fireweed*0100001.scf
  25. See Lituya Glacier*0100002.scf
  26. }
  27. Title:       Glacier Bay
  28. Book:        Part II: Of Time And Ice
  29. Author:      Kirk, Ruth
  30. Affiliation: National Park Service;U.S. Department Of The Interior
  31. Date:        1983
  32.  
  33. Post-Glacier Plant Succession
  34.  
  35. In Muir Inlet
  36.  
  37.      A photograph taken in the 1890's shows an excursion steamer at the Muir
  38. ice front and, perched close by on a completely barren moraine, the one-room
  39. cabin where John Muir hosted Harry Reid's research party.  Today the cabin is
  40. just an overgrown heap of chimney stones and from the place where the photo
  41. was taken you can't even see out through the alder and spruce.  As for the
  42. glacier snout, it's now 40 kilometers (25 miles) away. Just as glaciologists
  43. find these inlets ideal for pinpointing the coming and going of ice, botanists
  44. revel in the chance to document the plants' green conquest of denuded
  45. landscapes retreating glaciers leave behind.
  46.  
  47. [See Harebells & Fireweed: Harebells (front) and fireweed push up their colors
  48. from streamside rock rubble tumbled like fist-sized gems by past torrents of
  49. glacial meltwater.]
  50.  
  51.      My husband, Louis, and I were at the Muir snout this afternoon with Chess
  52. Lyons, aboard our small sloop, Taku.  At 7 meters (23 feet) long, Taku is
  53. outclassed by some icebergs we sailed among.  We brought the sloop to Juneau
  54. by ferry and then sailed and motored to Glacier Bay.  Louis is a skilled
  55. sailor so enamored of the sea that I suspect saltwater, not blood, flows in
  56. his veins.  Our friend Chess has no sailing background but his career as
  57. naturalist with British Columbia Provincial Parks - he is now retired - and
  58. maker of nature films has given him abundant outdoor experience.  I am adept
  59. in the galley, less so in the cockpit, yet enthusiastic about life afloat,
  60. whether aboard Growler last month or now Taku.  We ate today's lunch while
  61. sailing up the inlet, wind flicking salad from our bowls.  Even without sails
  62. raised, Taku heeled ten degrees.  With sails, we traveled faster than Taku's
  63. rated hull speed of seven knots.
  64.  
  65.      Yesterday we motored to the head of Wachusett Inlet, a Muir tributary.
  66. The lower part of Wachusett Inlet, longest free of glacier ice, is green with
  67. vegetation while utter barrenness still characterizes the newly ice-free upper
  68. reaches.  At the head of the inlet we hiked to the divide separating Wachusett
  69. from Queen Inlet.  This took us backward through vegetation's green
  70. chronology: The lower the slope, the more recent the plants.  Hiking at first
  71. was like crossing a desert alluvial fan except that we found no plants.  Even
  72. in Death Valley you can't take a dozen steps without coming on greenery.  Here
  73. was nothing but sand and rock.  The land is virgin, newly released from the
  74. ice.
  75.  
  76.      A bit higher I finally noticed a plant, a single fireweed half a finger
  77. high.  Soon other fireweed plants and equally tiny willows were present.
  78. Upslope the plants gradually got taller and the willow even had branches.  We
  79. added scouring rush to the species list we were keeping, then dryas.  The
  80. dryas stood a centimeter (0.4 inches) high, each plant having six leaves.  I
  81. kept the lens cap on my camera because the plants were so widespread and puny
  82. that footsteps kicked up dust.
  83.  
  84.      The vegetation changed abruptly as we reached a high terrace that had
  85. been free of ice substantially longer than the slopes below.  The willow now
  86. reached halfway to our knees.  leathery-leaved dryas plants formed circular
  87. mats, and cushions of dark, dry moss padded spaces between alders growing as
  88. high as my shoulder.  At the divide we found Christmas tree spruce and carpets
  89. of heather.  We had walked backward through plant succession, beaching our
  90. dinghy on land born just two years ago and climbing to a surface now green,
  91. but new a century ago when Harry Reid made his glacier map and John Muir
  92. explored the inlet that bears his name.
  93.  
  94.      Plant beginnings may be no more than "black crust," a cohesive feltlike
  95. nap believed to be mostly algae.  This helps stabilize silt and hold in
  96. moisture.  Moss adds thicker, more conspicuous tufts to the covering, and
  97. windblown spores and seeds of plants from scouring rush to fireweed and
  98. willow, spruce, and alder arrive and root.  Along beaches, seeds such as those
  99. of ryegrass ride ashore on extreme high tides.  Blueberry and crowberry seeds
  100. get deposited in bird feces, the seedlings thereby benefitting from minute
  101. dots of fertilizer.  Bears and wolves and mountain goats, shaking water from
  102. their pelts, may shake out clinging seeds picked up where they last fed.
  103. Campers sweeping out tents may also contribute.  By such means, vegetation's
  104. green conquest makes its start.
  105.  
  106.      Successful growth depends in part on where the seeds happen to land.
  107. Glacier till and outwash are notoriously deficient in nitrogen and at first
  108. produce this stunted, yellowish plant growth.  Green exceptions to rule are
  109. alder and dryas.  Both solve the problem by associating with micro-organisms
  110. that draw nitrogen directly from the air.  Alder relies on molds living on its
  111. roots in nodules about the size of grain kernels or as sometimes big as
  112. walnuts.  Roots apparently interrelate with mycorrhizae, minute fungi that
  113. sheathe the roots of many plant species and stimulate growth in ways not fully
  114. understood.  The process seems to involve enzyme and nitrogen production.
  115.  
  116.      Fossil leaves, seed hairs, and pollen recovered in bogs and excavations
  117. indicate that dryas pioneered much of northern Europe and America at the close
  118. of the last Ice Age.  Their first year the plants produce single rosettes of
  119. tiny leaves.  The next year this growth triples; the third year it quadruples.
  120. Mats well over a meter (a yard) across develop after five years.  At this
  121. stage, lateral shoots rapidly fuse individual mats into massive carpets.
  122.  
  123.      Sitka alder (Alnus crispa) begins to dominate suitable sites within a
  124. couple of decades following glacier retreat.  It eventually forms dense stands
  125. that are abominably tangled and disliked by humans who are afoot.  At this
  126. stage trees are about 3 meters (10 feet) high, the limbs of individual alders
  127. growing low and wickedly interlocked.  Hike through such thickets and you find
  128. arms, legs, shoulders eyeglasses, bracelet, and backpack each caught
  129. separately and pulled in differing directions.  You can't see out.  Holding to
  130. a course is largely luck without a compass.  Brown/grizzly bear tracks thread
  131. what openings there are, then vanish.  The more you try to see where the
  132. tracks lead, the more certain it is that your noisy bashing about will startle
  133. a ptarmigan, the explosive whirr of its wings all but stopping your heart
  134. until its gravelly tobacco-tobacco-tobacco call registers an all-clear: bird,
  135. not bear.
  136.  
  137.      "Two of us after three hours of thrashing through this dreaded shrub,
  138. emerged at the point where we had set out!" lamented a recent British
  139. researcher.  But alder has its good side.  It stimulates the growth of other
  140. plants.  Its fallen leaves put as much nitrogen into the soil as alfalfa
  141. would.  Dryas similarly enriches the soil.  Alder and dryas are such
  142. successful plant pioneers and become so dominant that you'd expect them to
  143. last forever. Their growth is so dense, however, that their own progeny can't
  144. make headway. Their role is to stabilize and enrich the soil.  That done, they
  145. die out and a comparative explosion of plant diversity ensues.
  146.  
  147.      Overall, this successional drama is similar along the shorelands of all
  148. up-bay country.  First come the scattered pioneers, succeeded by a low-growing
  149. mat stage and then a thicket stage.  The two major arms of the Glacier Bay
  150. waterway differ, however, in their rates of development within these stages
  151. and in the species playing key roles.  In Muir Inlet and its tributaries alder
  152. is ubiquitous.  In the upper Tarr Inlet drainage alder thrives only in swales
  153. and draws.  Soapberry and willow approximate a thicket stage, one you can
  154. easily hike through.
  155.  
  156.      These geographic differences are surprisingly clear cut.  In Muir Inlet a
  157. land surface that has been free of ice nearly a century will host a formidable
  158. tangle of alder - or be well along toward spruce forest.  But in Tarr Inlet,
  159. dryas and willow still will dominate a surface of comparable age.  Why should
  160. Muir Inlet be ahead in its plant sequences?  Probably because it opens toward
  161. the prevailing southerly wind.  This may simplify the arrival of seeds and
  162. spores, and moderate temperatures.  Harsh Tarr Inlet conditions contrast
  163. markedly.  Ocean-born moist winds are blocked by the Fairweather mountains,
  164. which send cold, dry air draining downslope from the high peaks.
  165.  
  166.      From Growler, we regularly rowed ashore so that Emily Chase could core
  167. trees for a study, counting annual rings to find out how long it takes for a
  168. surface freed of ice to become upholstered by full forest.  In the park,
  169. Bartlett Cove, which is edged by a Little Ice Age terminal moraine, has been
  170. evolving toward forest the longest.  It melted out a bit before Captain
  171. Vancouver arrived offshore.  Its forest now is a stately mix of Sitka spruce
  172. and western hemlock.  The forest floor is thickly padded by moss and clubmoss
  173. and is studded with fern, blueberry, devil's club, and twayblade.
  174.  
  175.      On Young Island, only a few kilometers up the bay from Bartlett Cove and
  176. therefore free of ice only about two centuries, we sank ankle deep into
  177. chartreuse moss which extended from the forest floor onto the stubby lower
  178. branches of spruce.  The trunks of these trees were bigger than one person
  179. alone could encircle with outstretched arms.  The only hemlock we happened to
  180. find had a diameter less than half that of most of the spruce.  On Francis
  181. Island, spruce were mere dark pyramids barely beginning to overtop thick
  182. cottonwoods, and we saw no hemlock.  There, we pulled ourselves up steep
  183. slopes by alder and willow branches.  We had moved 30 kilometers (19 miles)
  184. up-bay from Bartlett Cove, sampling forests separated by about twelve decades
  185. of growth opportunity.
  186.  
  187.      Spruce arrive and sprout early in Glacier Bay's plant sequence, but they
  188. grow slowly at first.  A 30-to-40-year-old tree may stand only knee high yet
  189. have a trunk as thick as a man's ankle.  Its time is coming.  Eventually it
  190. dominates for a century or two, then is outnumbered by hemlock, providing
  191. events follow a classic course for plant succession here.  On the outer coast,
  192. however, not all spruce forests even wait for the ice to melt.  The forest
  193. actually grows like a green rug atop the stagnant Fairweather Glacier tongue
  194. and on remnants of the Lituya Glacier, flourishing because lowland glaciers
  195. characteristically carry heavy mineral loads.  Spruce and even good-sized
  196. hemlock stand rooted in thick soil and duff.  But they tilt drunkenly because
  197. pits form in the underlying ice and meltwater grottoes collapse.
  198.  
  199.      Muskeg is the final stage of plants' green conquest in southeast Alaska,
  200. though none exists along Glacier Bay National Park and Preserve's inner
  201. waterways.  Sufficient time has not elapsed since withdrawal of the Little Ice
  202. Age glaciers.  Muskeg represents a wondrous coming full circle, a return to
  203. openness though not to barrenness.  It develops as forest soil deteriorates
  204. after 500 to 1,000 years, building a hardpan layer that blocks drainage and
  205. prevents roots from anchoring securely.  Mature trees consequently topple
  206. readily during wind storms, creating openings which encourage other plants.
  207. Saturated conditions preclude most bacteria and fungi, retarding decay.
  208. Instead, sufficient organic litter accumulates to hold year-round moisture
  209. even without the hardpan layer, which slowly disintegrates.  Acid conditions
  210. prevail and vegetation changes from forest to muskeg.
  211.  
  212.      Along the park's outer coast are lowlands that escaped being covered by
  213. ice during the last glacier advance.  They have been muskeg for at least 8000
  214. years, changing very little through most of this time.  New species
  215. continually arrive and vie for optimum position during the two or three
  216. centuries that lead up to the spruce-hemlock stage.  But once muskeg takes
  217. over, little changes.  Spruce and western hemlock continue, but grow scattered
  218. and dwarfed and with a look of great age and adversity.  Mountain hemlock,
  219. lodgepole pine, and in places yellow cedar, come in.  Beneath them a variety
  220. of soggy and leathery-leaved species forms a rough upholstery.  The mood of
  221. muskeg is elfin, mysterious.
  222.  
  223.      Just east of Glacier Bay, muskeg grows at Point Couverden, the Home Shore
  224. that gave refuge to Tlingits fleeing the Little Ice Age glacier encroaching
  225. upon their Valley of the River Grass.  En route from Juneau Louis, Chess, and
  226. I anchored Taku overnight in the point's lee and I rowed ashore. Walking
  227. inland I passed first through beachside ryegrass and head-high cow parsnip
  228. flower stalks left from last season.  Then I passed through a band of
  229. spruce-hemlock forest rich with fern.  Ahead I could see the rounded tops of
  230. lodgepole pine, a clear contrast to the sharp spires of spruce and the
  231. pointed-but-drooping tops of hemlock.  Abruptly, the forest gave way to open,
  232. mossy, soggy muskeg.  Pines grew scattered and interspersed with a few stunted
  233. mountain hemlock.  Deer fern replaced the lady fern and wood fern I'd noticed
  234. in the forest, and hip-high bushes of bog laurel and Labrador tea mixed with
  235. enormous blueberry bushes laden with fruit the size of giant peas.  I could
  236. pick five or six powdery-blue berries at a time without moving my hand.  For
  237. the first time I can remember it didn't matter if a berry dropped.  We had
  238. blueberry pancakes for breakfast.
  239.  
  240. Tidal Inlet
  241.  
  242.      The wind has died.  Louis and Chess and I are motoring up Tidal Inlet in
  243. Taku, savoring the last of the daylight.  Waterfall Fjord would be an
  244. appropriate name here.  Every few minutes we come to another falls.  Most
  245. spill over the cliffs, unnamed and rarely seen.  Ribbons of white, cascades,
  246. plumes.  One as lacy as Yosemite's Bridal Veil Falls, deep-set in a rock vee.
  247. Another showy only at the bottom, where it splashes from six separate ledges.
  248. A third hits so hard it spurts up and out.  From the side you see only an odd,
  249. gravity-defying spout of white water.
  250.  
  251.      High above us, the fjord wall is gashed by a raw arc, the scar of a
  252. gigantic landslide, that stretches for more than 2 kilometers (1 mile) and
  253. looks as high as a six- or eight-story building.  It is ten times that.
  254.  
  255.      Austin Post once told me the scar formed as ice choking the inlet
  256. retreated, withdrawing support and leaving an over-steepened slope.  This
  257. probably happened around 1860-70.  Parts of the scar have stabilized enough
  258. for alders to grow, but the whole slope looks poised to slide more - and it
  259. probably does slide a little whenever there's an earthquake.
  260.  
  261.      We cruise along sipping brandy aboard Taku and contemplating earth forces
  262. capable of suddenly resetting the clock of life's sequences.  Were this slide
  263. to let go and crash into saltwater, a stupendous wave would strip vegetation
  264. far beyond reach of the slide itself.  That happened at Lituya Bay in July
  265. 1958.  A quake along the Fairweather Fault, at the upper end of the bay,
  266. dislodged rain-soaked rubble from a steep headwall.  This material sheared off
  267. ice at the snout of the Lituya Glacier, then, riding an air cushion, shot
  268. across the toe of an adjacent cliff to an elevation of 525 meters (1,700
  269. feet).  The force hurled icebergs and seals onto high ledges and violently
  270. uprooted mature spruce.  Displaced water rose as an incredible wave that
  271. ravaged shores even at the mouth of the bay, 11 kilometers (7 miles) from the
  272. headwall.  The wave lifted a fishing boat, swept it across the moraine
  273. guarding Lituya Bay's entrance, and smacked it down in the ocean so forcefully
  274. the seams burst and the boat disassembled, fortunately not before the couple
  275. aboard could leap into their skiff and row off.
  276.  
  277.      From the air the devastated Lituya Bay cliff scar is astonishing.
  278. Uprooted trees litter every beach of the bay.  Seen from a boat, the
  279. destruction appears even more dramatic.  Its full magnitude is immediate,
  280. without the detachment a plane affords.  The soil, forest, glacial till, rock,
  281. and ice that slid into the water is estimated at nearly 400 million cubic
  282. meters (1.3 billion cubic feet).  This appalling mass sent a wave racing
  283. down-bay probably 250 kilometers (155 miles) per hour and exerting sufficient
  284. pressure to splinter trees and rip mussels and barnacles from their holds.
  285. Lituya Bay shorelands for a kilometer (half mile) inland still have recovered
  286. only to the alder stage.
  287.  
  288. [See Lituya Glacier: Lituya Glacier - A 1958 earthquake triggered a landslide
  289. at Lituya Bay's upper end. The slide created a wave that denuded the
  290. promontory facing it to an altitude of 525 meters.]
  291.  
  292.      Four earlier giant waves - 1936, 1899, 1874, 1854 - can still be traced
  293. by tree damage.  Heights ranged from some 20 meters (65 feet) to about 130
  294. meters (425 feet) gentle foretastes of July 1958.  Doubtless there have been
  295. others, and giant waves remain certain for the bay's future, perhaps soon.
  296. Slopes where the 1958 slide broke loose are still unstable and a separate huge
  297. inverted vee of unconsolidated earth hangs on a cliff near the North Crillon
  298. Glacier.  This new headwall slippage already seems to defy gravity.
  299.  
  300.      Bedrock geology is responsible for such slippages.  The 1958 quake
  301. registered eight on the Richter scale and produced a 7-meter (23-foot)
  302. horizontal displacement along the Fairweather Fault.  With the edge of the
  303. oceanic plate slipping beneath the continental plate and wrinkling the edge
  304. into mountain ranges, earthquakes are inevitable.  Given the walled-in nature
  305. of fjords, so are the consequent devastating waves.  The shifting along the
  306. junction of the oceanic and continental plates is a tectonic ("building")
  307. process.  The Earth's crust is built of adjoining plates which float on a
  308. molten core.  Uplift of the coast comes in jerks.  Barnacles still cling where
  309. bellflowers and Indian paintbrushes bloom.  The change from tidepool to cliff
  310. garden can be abrupt.
  311.  
  312.      The coming and going of glaciers can also directly raise and lower both
  313. the ocean volume and the land surface.  Worldwide sea level during the
  314. Wisconsinan Ice Age stood about 100 meters (325 feet) lower than it does
  315. today.  It rose as the glaciers melted and released water to the oceans.  If
  316. Earth's ice were all to melt, sea level would rise far more.  Fish would swim
  317. Tokyo's Ginza.  Sea anemones would wave from Manhattan's World Trade Center.
  318.  
  319.      Evidence of sea-level fluctuation along the park's outer coast includes a
  320. wave-cut terrace 30 meters (100 feet) above present tide line.  Because the
  321. terrace is recognizable on both sides of the Fairweather Fault, tectonic force
  322. cannot explain its origin.  Most likely it formed during sea-level changes
  323. produced by glacier ice.  Ice a kilometer or two (0.5 or 1.3 miles) thick is
  324. enough to depress bedrock.  Melting releases this weight, and the land slowly
  325. rebounds or rises.
  326.  
  327.      In Glacier Bay, the rate of rebound is greater than anywhere else in
  328. southeast Alaska, and even by worldwide standards it is spectacular.  At
  329. Bartlett Cove rebound now produces a 4-centimeter (1.5-inch) rise per year. On
  330. the nature trail near the lodge, where you drop down the stairs from mature
  331. spruce-hemlock forest into a zone of young spruce and beach meadow, you step
  332. onto land newly raised from the sea.  The base of the stairs marks the old
  333. high tide line.  Count a sapling's growth rings, then add time for salt to
  334. wash from the beach and for spruce to germinate, and you can know about how
  335. long ago the surface changed from sea bottom to dry land.  Up-bay, release
  336. from the weight of the ice is more recent than at Bartlett Cove and present
  337. rebound is even more rapid.  The shorelands rising fastest now are those close
  338. to the mouth of Muir Inlet, where glacier retreat began only about a century
  339. ago.
  340.  
  341.      With rebound, islands expand noticeably, decade by decade, and shoal
  342. water shifts, quickly rendering inshore marine charts useless.  Tide zones and
  343. beach meadows are constantly born anew.  And humans experience certain
  344. dilemmas.  For example, the land has risen so decidedly that National Park
  345. Service employees now can get their boats to and from the headquarters dock
  346. only when full high tide floods the channel.  At Gustavus, the politics grow
  347. tangled, for who owns virgin land?  Once the gravel of these flatlands formed
  348. the fill in Muir Inlet.  Swept southward, that gravel lay beneath the sea for
  349. millennia.  Now the land has risen and we humans puzzle over its ownership.
  350.  
  351.