การผุพัง การกร่อน และการพัดพาตะกอน

การผุพังทำให้หินแตกตัวอยู่กับที่ การกร่อนจะกำจัดวัสดุที่หลุดลุ่ยออกไป และการพัดพาจะนำพาวัสดุเหล่านั้นไปทั่วภูมิทัศน์จนกระทั่งถูกสะสมเป็นตะกอนในที่สุด

Definition

การผุพังคือการแตกตัวของหินอยู่กับที่โดยกระบวนการทางกายภาพและทางเคมี การกร่อนคือการกำจัดอนุภาคที่เกิดขึ้น และการพัดพาตะกอนคือการเคลื่อนที่ของอนุภาคเหล่านั้นโดยน้ำ ลม น้ำแข็ง หรือแรงโน้มถ่วงไปยังแหล่งสะสม

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการกำเนิดและการเคลื่อนที่ของตะกอน: การผุพังทางกายภาพและทางเคมี ตัวการของการกร่อน และรูปแบบการพัดพาโดยน้ำ ลม น้ำแข็ง และแรงโน้มถ่วง รวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานการไหลและขนาดเม็ดตะกอน ถือเป็นส่วนต้นน้ำของระบบตะกอน

Core questions

• กระบวนการทางกายภาพและทางเคมีใดบ้างที่ทำให้หินแตกตัว?
• อะไรเป็นตัวควบคุมว่าอนุภาคที่มีขนาดหนึ่งๆ จะถูกกร่อน พัดพา หรือสะสม?
• ตัวการพัดพาที่แตกต่างกันจัดเรียงและปรับรูปร่างตะกอนอย่างไร?

Key theories

ความสามารถในการพัดพาและความสัมพันธ์ของ Hjulström

การทดลองของ Hjulström เชื่อมโยงความเร็วการไหลกับว่าเม็ดตะกอนขนาดหนึ่งๆ จะถูกกร่อน พัดพา หรือสะสม โดยแสดงให้เห็นว่าอนุภาคละเอียดที่มีการเกาะตัวกันต้องการความเร็วที่สูงกว่าในการกร่อนมากกว่าที่จะคงอยู่ในสภาพแขวนลอย

ระบอบการผุพังและสภาพภูมิอากาศ

การผุพังทางกายภาพมีอิทธิพลในสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นและแห้งแล้ง ในขณะที่การผุพังทางเคมีมีอิทธิพลในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นและชื้น ดังนั้นสภาพภูมิอากาศจึงเป็นตัวควบคุมอันดับแรกของอัตราและผลผลิตของการแตกตัวของหิน

Mechanisms

การผุพังทางกายภาพทำให้หินแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การแตกตัวจากน้ำแข็ง (frost wedging) และการลอกตัวเป็นแผ่น (exfoliation) ในขณะที่การผุพังทางเคมีจะเปลี่ยนแปลงแร่ธาตุโดยการละลาย การไฮโดรไลซิส และการออกซิเดชัน ทำให้เกิดดินเหนียวและไอออนที่ละลายน้ำได้ อนุภาคที่ถูกกร่อนจะเคลื่อนที่ในรูปของตะกอนท้องน้ำ (bed load) ตะกอนแขวนลอย (suspended load) หรือตะกอนละลาย (dissolved load) ขึ้นอยู่กับขนาดเม็ดตะกอนและพลังงานการไหล เมื่อพลังงานการพัดพาลดลง เม็ดตะกอนที่หยาบที่สุดจะตกตะกอนก่อน ทำให้ตะกอนถูกคัดขนาด

Clinical relevance

การผุพังและการกร่อนควบคุมการก่อตัวของดินและผลผลิตทางการเกษตร ปริมาณตะกอนที่ส่งผลกระทบต่ออ่างเก็บน้ำและคุณภาพน้ำ รวมถึงอันตรายจากดินถล่มและการกร่อน ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้จากการผุพังของซิลิเกตมีอิทธิพลต่อวัฏจักรคาร์บอนและสภาพภูมิอากาศในระยะยาว

History

การศึกษาเชิงปริมาณของการพัดพาตะกอนเริ่มต้นขึ้นในศตวรรษที่ 19 โดย Gilbert และคณะในแม่น้ำ พัฒนาต่อมาด้วยแผนภาพการกร่อน-การสะสมของ Hjulström ในปี 1935 และการศึกษาการพัดพาโดยลมและน้ำของ Bagnold ในช่วงกลางศตวรรษ และยังคงดำเนินต่อไปในธรณีสัณฐานวิทยาเชิงกระบวนการสมัยใหม่และการสร้างแบบจำลองพื้นผิวโลก

Key figures

• Filip Hjulström
• Ralph Bagnold
• Grove Karl Gilbert

Seminal works

• hjulstrom1935

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างการผุพังและการกร่อนคืออะไร?

การผุพังคือการแตกตัวของหินในตำแหน่งที่อยู่ โดยไม่มีการเคลื่อนที่อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่การกร่อนคือการกำจัดและการพัดพาวัสดุที่แตกตัวแล้วออกจากแหล่งกำเนิด