Выветривание, эрозия и перенос наносов

Выветривание разрушает горные породы на месте, эрозия удаляет разрыхленный материал, а перенос перемещает его по ландшафту туда, где он в конечном итоге откладывается в виде наносов.

Definition

Выветривание — это разрушение горных пород на месте под действием физических и химических процессов, эрозия — это удаление образовавшихся частиц, а перенос наносов — это их перемещение водой, ветром, льдом или гравитацией к месту отложения.

Scope

Эта тема охватывает образование и движение наносов: физическое и химическое выветривание, агенты эрозии и способы переноса водой, ветром, льдом и гравитацией, включая взаимосвязь между энергией потока и размером зерен. Это верхняя часть осадочной системы.

Core questions

• Какие физические и химические процессы разрушают горные породы?
• Что определяет, будет ли частица заданного размера эродирована, перенесена или отложена?
• Как различные агенты переноса сортируют и формируют наносы?

Key theories

Компетентность и соотношение Хьюльстрёма

Эксперименты Хьюльстрёма связали скорость потока с тем, эродируются ли, переносятся или откладываются зерна заданного размера, показав, что мелкие связные частицы требуют более высоких скоростей для эрозии, чем для поддержания во взвешенном состоянии.

Режимы выветривания и климат

Физическое выветривание преобладает в холодных и засушливых условиях, в то время как химическое выветривание доминирует в теплых и влажных, поэтому климат оказывает первостепенное влияние на скорость и продукты разрушения горных пород.

Mechanisms

Физическое выветривание фрагментирует горные породы посредством таких процессов, как морозное раскалывание и отслаивание, в то время как химическое выветривание изменяет минералы путем растворения, гидролиза и окисления, образуя глины и растворенные ионы. Эродированные частицы перемещаются в виде донных, взвешенных или растворенных наносов в зависимости от размера зерен и энергии потока; по мере снижения энергии переноса самые крупные зерна оседают первыми, сортируя наносы по размеру.

Clinical relevance

Выветривание и эрозия контролируют почвообразование и продуктивность сельского хозяйства, объемы наносов, влияющие на водохранилища и качество воды, а также опасность оползней и эрозии, в то время как растворенные продукты силикатного выветривания влияют на долгосрочный углеродный цикл и климат.

History

Количественное изучение переноса наносов началось с работ Гилберта и других исследователей рек в XIX веке, развивалось благодаря диаграмме эрозии-отложения Хьюльстрёма 1935 года и исследованиям Бэгнольда середины века по переносу ветром и водой, и продолжается в современной процессной геоморфологии и моделировании поверхности Земли.

Key figures

• Filip Hjulström
• Ralph Bagnold
• Grove Karl Gilbert

Seminal works

• hjulstrom1935

Frequently asked questions

В чем разница между выветриванием и эрозией?

Выветривание — это разрушение горных пород на месте, без значительного перемещения, в то время как эрозия — это удаление и перенос разрушенного материала от его источника.