風化、侵食、堆積物の輸送

風化は岩石をその場で分解し、侵食は緩んだ物質を除去し、輸送は景観を横断して最終的に堆積物として堆積する場所まで運搬する。

Definition

風化とは、物理的および化学的プロセスによって岩石がその場で分解されることであり、侵食とは、結果として生じる粒子が除去されることであり、堆積物輸送とは、水、風、氷、または重力によって堆積場所まで移動することである。

Scope

このトピックは、堆積物の生成と移動、すなわち物理的および化学的風化、侵食の作用因子、水、風、氷、重力による輸送様式、ならびに流動エネルギーと粒径の関係を扱う。これは堆積システムの上流側の半分である。

Core questions

• 岩石を分解する物理的および化学的プロセスは何か？
• 特定のサイズの粒子が侵食されるか、輸送されるか、堆積されるかを制御するものは何か？
• 異なる輸送作用因子は堆積物をどのように選別し、形成するか？

Key theories

コンピテンスとヒュルストロームの関係

ヒュルストロームの実験は、流速と特定のサイズの粒子が侵食されるか、運搬されるか、堆積されるかの関係を示し、細かい凝集性粒子は、浮遊状態を維持するよりも侵食するためにより高い流速が必要であることを示した。

風化レジームと気候

物理的風化は寒冷で乾燥した環境で優勢であり、化学的風化は温暖で湿潤な環境で優勢であるため、気候は岩石分解の速度と生成物に対して一次的な制御を及ぼす。

Mechanisms

物理的風化は、凍結破砕や剥離などのプロセスを通じて岩石を破砕する一方、化学的風化は、溶解、加水分解、酸化によって鉱物を変化させ、粘土や溶解イオンを生成する。侵食された粒子は、粒径と流動エネルギーに応じて、掃流荷重、浮遊荷重、または溶解荷重として移動する。輸送エネルギーが減少すると、最も粗い粒子が最初に沈降し、堆積物を粒径によって選別する。

Clinical relevance

風化と侵食は、土壌形成と農業生産性、貯水池と水質に影響を与える堆積物負荷、地滑りや侵食災害を制御する。一方、ケイ酸塩風化の溶解生成物は、長期的な炭素循環と気候に影響を与える。

History

堆積物輸送の定量的研究は、19世紀のギルバートらによる河川に関する研究に始まり、ヒュルストロームの1935年の侵食-堆積図やバグノルドの中世紀の風と水による輸送の研究を通じて進展し、現代のプロセスベースの地形学や地球表面モデリングにおいて継続されている。

Key figures

• Filip Hjulström
• Ralph Bagnold
• Grove Karl Gilbert

Seminal works

• hjulstrom1935

Frequently asked questions

風化と侵食の違いは何ですか？

風化は、岩石がその場に留まり、大きな移動を伴わずに分解されることであり、侵食は、分解された物質がその発生源から除去され、輸送されることです。