stringtranslate.com

Эоловые процессы

Ветровая эрозия почвы у подножия Чимборасо , Эквадор.
Скала, высеченная дрейфующим песком под Укрепительной скалой в Аризоне (фото Тимоти Х. О'Салливана , Геологическая служба США, 1871 г.)

Эоловые процессы , также называемые эоловыми , [1] относятся к активности ветра при изучении геологии и погоды и, в частности, к способности ветра формировать поверхность Земли ( или других планет ). Ветры могут разрушать , переносить и откладывать материалы и являются эффективными агентами в регионах со скудной растительностью , недостатком влаги в почве и большим запасом рыхлых отложений . Хотя вода является гораздо более мощной эрозионной силой, чем ветер, эоловые процессы важны в засушливых средах, таких как пустыни . [2]

Термин происходит от имени греческого бога Эола , хранителя ветров. [3] [4]

Определение и настройка

Эоловые процессы — это процессы эрозии , переноса и отложения наносов , которые вызываются ветром на поверхности земли или вблизи нее. [1] Отложения осадков, образовавшиеся под действием ветра, и осадочные структуры, характерные для этих отложений, также описываются как эоловые . [5]

Эоловые процессы наиболее важны в районах, где растительность мало или отсутствует. [1] Однако эоловые отложения не ограничиваются засушливым климатом. Их также можно увидеть вдоль береговой линии; вдоль ручьев в полузасушливом климате; на участках обильного песка, выветренного из слабо сцементированных обнажений песчаника ; и в районах ледникового смыва . [6]

Лёсс , представляющий собой ил , отложенный ветром, распространен во влажном и полувлажном климате. Большая часть Северной Америки и Европы подстилается песком и лёссом плейстоценового возраста, образовавшимся в результате ледникового смыва. [6]

Подветренная (подветренная) сторона речных долин в полузасушливых регионах часто покрыта песком и песчаными дюнами. Примеры в Северной Америке включают реки Платт , Арканзас и Миссури . [6]

Ветровая эрозия

Песок сдувается с гребня дюн Келсо в пустыне Мохаве , Калифорния.
Последствия ветровой эрозии пирамиды Гизы, май 1972 г.

Ветер разрушает поверхность Земли путем дефляции (удаление рыхлых мелкозернистых частиц турбулентным действием ветра) и истирания (износ поверхностей в результате шлифования и пескоструйной обработки частицами, переносимыми ветром). После того, как они были унесены ветром, столкновения между частицами еще больше разрушают их — процесс, называемый истиранием . [7]

Во всем мире водная эрозия более важна, чем ветровая, но ветровая эрозия важна в полузасушливых и засушливых регионах. [8] Ветровая эрозия усиливается в результате некоторых видов деятельности человека, таких как использование полноприводных транспортных средств . [9]

Дефляция

Дефляция – это подъем и удаление рыхлого материала с поверхности ветром. [10] [11] Это происходит по трем механизмам: тяга/ползучесть по поверхности, сальтация и подвешивание. Тяга или ползучесть поверхности — это процесс скольжения или перекатывания более крупных зерен по поверхности. Сальтация означает, что частицы отскакивают от поверхности на короткие расстояния. Взвешенные частицы полностью увлекаются ветром, который переносит их на большие расстояния. [12] На сальтацию, вероятно, приходится 50–70 % дефляции, на взвешенное состояние – 30–40 %, а на ползучесть поверхности – 5–25 %. [13]

Регионы, которые испытывают интенсивную и устойчивую эрозию, называются зонами дефляции. [14] Большинство эоловых зон дефляции состоят из пустынной мостовой , листовой поверхности обломков горных пород, которая остается после того, как ветер и вода удалили мелкие частицы. Каменный покров пустынных тротуаров защищает нижележащий материал от дальнейшей дефляции. Участки пустынной растительности образуют равнины или каменистые пустыни Сахары . Далее они делятся на скалистые участки, называемые хамадами , и участки с небольшими камнями и гравием, называемые серирами . [7] Пустынное покрытие чрезвычайно распространено в пустынной среде. [15]

Выбросы – это впадины, образованные ветром. Выбросы обычно небольшие, но могут достигать нескольких километров в диаметре. Самые маленькие - это всего лишь ямочки глубиной 0,3 метра (1 фут) и диаметром 3 метра (10 футов). К самым крупным относятся впадины выброса в Монголии, которые могут иметь диаметр 8 километров (5 миль) и глубину от 60 до 100 метров (от 200 до 400 футов). Большая Лощина в Вайоминге , США, простирается на 14 на 9,7 километров (9 на 6 миль) и имеет глубину до 90 метров (300 футов). [7]

Истирание

Ярданги в пустыне Кайдам , провинция Цинхай , Китай.

Истирание (также иногда называемое коррозией ) — это процесс, когда зерна, движущиеся ветром, сбивают или стирают материал с рельефа . Когда-то его считали основным фактором, способствующим эрозии пустынь, но к середине 20-го века его значение стало считать гораздо менее важным. Ветер обычно может поднять песок только на небольшое расстояние, при этом большая часть переносимого ветром песка остается в пределах 50 сантиметров (20 дюймов) от поверхности, и практически ни один песок обычно не поднимается выше 2 метров (6 футов). Многие особенности пустыни, которые когда-то приписывались ветровой абразии, в том числе ветровые пещеры, грибовидные скалы и сотовое выветривание, называемое тафони , теперь объясняются дифференциальным выветриванием, дождевыми промывками, дефляцией, а не абразией или другими процессами. [7]

Ярданги — это один из видов пустынных образований, который широко объясняется ветровой абразией. Это скальные хребты высотой до десятков метров и длиной в километры, обтекаемые пустынными ветрами. Для ярдангов характерно наличие удлиненных борозд или канавок, ориентированных по направлению преобладающего ветра. Они образуются в основном в более мягких материалах, таких как ил. [7]

Абразивный метод приводит к полировке и питтингу, нарезанию канавок, формованию и огранке открытых поверхностей. Они широко распространены в засушливых условиях, но геологически незначительны. Полированные или граненые поверхности, называемые вентифактами, встречаются редко, для их формирования требуется обилие песка, сильные ветры и отсутствие растительности. [7]

В некоторых частях Антарктиды переносимые ветром снежинки, которые технически являются отложениями, также вызывают истирание обнаженных пород. [16]

Потертость

Истирание – это изнашивание в результате столкновений частиц, вовлеченных в движущуюся жидкость. [17] [18] Он эффективен для округления зерен песка и придания им характерной матовой текстуры поверхности. [19]

Столкновения переносимых ветром частиц являются основным источником пыли размером от 2 до 5 микрон. Большая часть этого достигается за счет удаления с зерен выветрившегося глиняного покрытия. [18]

Транспорт

Пыльная буря приближается к Спирмену, штат Техас , 14 апреля 1935 года.
Пыльная буря в Амарилло, штат Техас . Фотография FSA Артура Ротштейна (1936 г.)
Массивная песчаная буря вот-вот накроет военный лагерь над Аль-Асадом , Ирак, незадолго до наступления темноты 27 апреля 2005 года.

В засушливых условиях ветер доминирует над переносом песка и более мелких отложений. Ветровой перенос также важен в перигляциальных зонах, в поймах рек и в прибрежных районах. Прибрежные ветры переносят значительные количества кремнеобломочных и карбонатных отложений вглубь суши, а ветры и пыльные бури могут переносить частицы глины и ила на большие расстояния. Ветер переносит большую часть осадков, отложившихся в глубоких океанских бассейнах. [12] В эргах (пустынных песчаных морях) ветер очень эффективно переносит песчинки размером и меньше. [20]

Частицы переносятся ветром посредством взвешивания, скачков (подпрыгивания или подпрыгивания) и ползания (катки или скольжения) по земле. Минимальная скорость ветра, необходимая для начала переноса, называется порогом жидкости или статическим порогом и представляет собой скорость ветра, необходимую для начала вытеснения зерен с поверхности. Как только транспорт начинается, возникает каскадный эффект, когда зерна отрывают другие зерна, поэтому транспорт продолжается до тех пор, пока скорость ветра не упадет ниже динамического порога или порога воздействия , который обычно меньше порога жидкости. Другими словами, в ветротранспортной системе существует гистерезис . [12] [21]

Мелкие частицы могут удерживаться в атмосфере во взвешенном состоянии. Турбулентное движение воздуха поддерживает вес взвешенных частиц и позволяет переносить их на большие расстояния. Ветер особенно эффективен при отделении зерен осадка размером менее 0,05 мм от более крупных зерен в виде взвешенных частиц. [12]

Сальтация — это движение частиц по ветру в виде серии прыжков или скачков. Сальтация наиболее существенна для зерен размером до 2 мм. Сальтирующее зерно может удариться о другие зерна, которые подпрыгнут и продолжат сальтацию. Зерно может также столкнуться с более крупными зернами (размером более 2 мм), которые слишком тяжелы для прыжка, но медленно ползут вперед, подталкиваясь сальтирующими зернами. [12] На ползучесть поверхности приходится до 25 процентов движения зерна в пустыне. [13]

Растительность эффективно подавляет эоловый перенос. Всего лишь 15% растительного покрова достаточно для устранения большей части переноса песка. [22] [23] Размер береговых дюн ограничивается в основном количеством открытого пространства между растительными участками. [6]

Эоловый перенос из пустынь играет важную роль в экосистемах во всем мире. Например, ветер переносит полезные ископаемые из Сахары в бассейн Амазонки . [24] Пыль Сахары также является причиной образования красных глинистых почв на юге Европы. [25]

Песчаная буря

Пылевые бури — это ветряные бури, которые унесли достаточно пыли, чтобы уменьшить видимость до менее 1 километра (0,6 мили). [26] [27] Большинство из них происходят в синоптическом (региональном) масштабе из-за сильных ветров вдоль погодных фронтов , [28] или локально из-за нисходящих порывов гроз. [29] [30]

Пылевые бури влияют на урожай , людей и, возможно, даже на климат . На Земле пыль может пересекать целые океаны, как это происходит с пылью из Сахары, достигающей бассейна Амазонки . [30] Пылевые бури на Марсе периодически охватывают всю планету. [31] Когда космический корабль «Маринер-9» вышел на орбиту вокруг Марса в 1971 году, пыльная буря, продолжавшаяся один месяц, охватила всю планету, тем самым задержав задачу по фотокартированию поверхности планеты. [32]

Большая часть пыли, переносимой пыльными бурями, имеет форму частиц размером с ил . Отложения этого переносимого ветром ила известны как лесс . Самое толстое из известных месторождений лёсса, достигающее 350 метров (1150 футов), находится на Лёссовом плато в Китае . [33] Та же самая азиатская пыль разносится на тысячи миль, образуя глубокие пласты даже в таких далеких местах, как Гавайи. [34] Лесс Пеории Северной Америки имеет толщину до 40 метров (130 футов) в некоторых частях западной Айовы . [35] Почвы, развитые на лессе, как правило, очень продуктивны для сельского хозяйства. [36]

Небольшие вихри, называемые пылевыми вихрями , распространены в засушливых землях и, как полагают, связаны с очень интенсивным локальным нагревом воздуха, что приводит к нестабильности воздушной массы. Пылевые дьяволы могут достигать высоты одного километра. [37] Пылевые дьяволы на Марсе наблюдались на высоте до 10 километров (6,2 мили), хотя это редкость. [38]

Депонирование

Мескитовые плоские дюны в Долине Смерти с видом на горы Коттонвуд с северо-западного рукава Звездной дюны (2003)
Эоловые отложения возле Аддехи, Кола-Тембиен , Эфиопия (2019 г.)

Ветер очень эффективно отделяет песок от ила и глины. В результате образуются отчетливые песчаные (эрги) и илистые (лёссовые) эоловые отложения с лишь ограниченным переслаиванием между ними. Отложения лёсса встречаются дальше от первоначального источника осадков, чем эрги. Примером тому являются Сэнд-Хиллз в Небраске , США. Здесь стабилизированные растительностью песчаные дюны находятся на западе, а отложения лёсса на востоке, дальше от первоначального источника отложений в формации Огаллала у подножия Скалистых гор. [6]

Некоторые из наиболее значительных экспериментальных измерений эоловых форм рельефа были выполнены Ральфом Алджером Бэгнольдом , [39] инженером британской армии, работавшим в Египте до Второй мировой войны . Бэгнольд исследовал физику частиц, движущихся через атмосферу и относимых ветром. [40] Он выделил два основных типа дюн: серповидную дюну, которую он назвал « бархан », и линейную дюну, которую он назвал продольной или «сеиф» (по-арабски «меч»). Бэгнольд разработал схему классификации, которая включала мелкую рябь и песчаные пласты, а также различные типы дюн. [6]

Классификация Бэгнольда наиболее применима к территориям, лишенным растительности. [6] В 1941 году Джон Тилтон Хак добавил в список типов дюн параболические дюны, на которые сильно влияет растительность. [41] Открытие дюн на Марсе активизировало исследования эоловых процессов, [42] в которых все чаще используется компьютерное моделирование. [39]

Отложенные ветром материалы содержат подсказки как о прошлом, так и о нынешних направлениях и интенсивности ветра. Эти особенности помогают нам понять нынешний климат и силы, которые его сформировали. [6] Например, огромные неактивные эрги на большей части территории современного мира свидетельствуют о том, что пояса пассатов позднего плейстоцена значительно расширились во время последнего ледникового максимума. Ледяные керны показывают десятикратное увеличение содержания невулканической пыли во время ледниковых максимумов. Самый высокий пик пыли в ледяных кернах Востока датируется 20–21 тысячей лет назад. Обилие пыли объясняется сильной ветровой системой в низких широтах и ​​более открытым континентальным шельфом из-за низкого уровня моря. [43]

Отложенные ветром песчаные тела встречаются в виде ряби и других мелких образований, песчаных пластов и дюн .

Рябь и другие мелкие детали

Рябь ветра на серповидных песчаных дюнах (барханах) на юго-западе Афганистана ( Систан )

Ветер, дующий на песчаную поверхность, образует на поверхности гребни и впадины, длинные оси которых перпендикулярны направлению ветра. Средняя длина скачков во время сальтации соответствует длине волны или расстоянию между соседними гребнями ряби. В ряби самые грубые материалы собираются на гребнях, вызывая обратное сглаживание . Это отличает мелкую рябь от дюн, где самые грубые материалы обычно находятся во впадинах. Это также является отличительной чертой водной ряби и эоловой ряби. [44]

Песчаная тень — это скопление песка на подветренной стороне препятствия, например валуна или изолированного участка растительности. Здесь песок нарастает до угла откоса (максимально устойчивого угла откоса) около 34 градусов, а затем начинает сползать по скользящей поверхности пятна. Песчаный водопад — это песчаная тень от скалы или откоса. [6]

С песчаными тенями тесно связаны песчаные заносы . Они образуют зазор между препятствиями с подветренной стороны из-за эффекта растекания препятствий на ветру. [6]

Песчаные листы

Песчаные пласты представляют собой плоские или слегка волнистые песчаные отложения с небольшой рябью на поверхности. Примером может служить песчаная полоса Селима в восточной части пустыни Сахара, занимающая площадь 60 000 квадратных километров (23 000 квадратных миль) на юге Египта и севере Судана . Он состоит из нескольких футов песка, лежащего на скале. Песчаные покровы часто удивительно плоские и иногда описываются как пустынные пенеплены . [6]

Песчаные покровы распространены в пустынной среде, особенно на окраинах дюн, хотя они также встречаются и внутри эргов. Условия, благоприятствующие образованию песчаных пластов вместо дюн, могут включать цементацию поверхности, высокий уровень грунтовых вод, воздействие растительности, периодические наводнения или отложения, богатые зернами, слишком крупными для эффективного сальтирования. [45]

Дюны

Песчаные дюны Пустого квартала к востоку от оазиса Лива , Объединенные Арабские Эмираты.

Дюна — это скопление наносов, снесенное ветром в насыпь или гряду . Они отличаются от песчаных теней или песчаных заносов тем, что не зависят от каких-либо топографических препятствий. [6] Дюны имеют пологие склоны с наветренной стороны. Подветренная часть дюны, подветренный склон, обычно представляет собой крутой лавинообразный склон, называемый поверхностью скольжения . Дюны могут иметь более одной поверхности скольжения. Минимальная высота скользящей поверхности около 30 сантиметров. [46]

Переносимый ветром песок поднимается по пологой наветренной стороне дюны за счет скачков или ползучести. Песок скапливается на краю, в верхней части осыпи. Когда скопление песка на краю превышает угол естественного откоса , небольшая лавина зерен скатывается по поверхности скольжения. Постепенно дюна движется по ветру. [46]

Дюны принимают три основные формы. Линейные дюны, также называемые продольными дюнами или сейфами, ориентированы по направлению преобладающих ветров. Поперечные дюны, к которым относятся серповидные дюны (барханы), расположены перпендикулярно господствующим ветрам. Более сложные дюны, такие как звездчатые, образуются там, где направления ветров сильно различаются. Дополнительные типы дюн возникают в результате различных топографических воздействий, например, из-за изолированных холмов или откосов. [47]

Поперечные дюны

Типичная форма

Поперечные дюны встречаются в районах, где преобладает одно направление преобладающего ветра. В районах, где песка мало, поперечные дюны имеют форму барханов или серповидных дюн. Они не распространены, но очень узнаваемы, имеют характерную форму полумесяца, кончики которого направлены по ветру. Дюны широко разделены участками коренных пород или рег. Барханы мигрируют на расстояние до 30 метров (98 футов) в год, причем более высокие дюны мигрируют быстрее. Барханы впервые образуются, когда какая-то мелкая топографическая особенность создает песчаное пятно. Он превращается в песчаную насыпь, и сходящиеся потоки воздуха вокруг насыпи придают ей характерную серповидную форму. Рост в конечном итоге ограничивается несущей способностью ветра, который, когда ветер насыщается отложениями, образует скользящую поверхность дюны. Поскольку барханы развиваются в районах с ограниченной доступностью песка, они плохо сохраняются в геологической летописи. [48]

Там, где песка больше, поперечные дюны принимают форму дюн акле, например, в западной Сахаре. Они образуют сеть извилистых хребтов, перпендикулярных направлению ветра. [49] Дюны Акле сохранились в геологической летописи в виде песчаника с большими наборами поперечных слоев и множеством поверхностей реактивации. [48]

Драас — это очень большие составные поперечные дюны. Они могут достигать 4000 метров (13000 футов) в поперечнике, 400 метров (1300 футов) в высоту и простираться в длину на сотни километров. По форме они напоминают большую акле или барханоидную дюну. Они формируются в течение длительного периода времени на участках с большим количеством песка и имеют сложную внутреннюю структуру. Для определения морфологии драа, сохранившейся в геологических летописях, требуется тщательное трехмерное картографирование. [50]

Линейные дюны

Песчаные дюны Руб-эль-Хали (Аравийский пустой квартал), снятые Террой (EOS AM-1). Большинство этих дюн представляют собой дюны Сейф. Об их происхождении из барханов свидетельствуют короткие остатки «крючков», встречающиеся на многих дюнах. Ветер будет слева направо.

Линейные дюны прослеживаются на расстояние до десятков километров, а высота иногда превышает 70 метров (230 футов). Обычно они имеют диаметр несколько сотен метров и расположены на расстоянии от 1 до 2 километров (от 0,62 до 1,24 мили) друг от друга. Иногда они сливаются на Y-образном перекрестке, развилка которого направлена ​​против ветра. У них острый извилистый или кулисный гребень. Считается, что они формируются в результате бимодального сезонного режима ветра, при котором сезон слабых ветров характеризуется направлением ветра под острым углом к ​​преобладающим ветрам сезона сильных ветров. Сезон сильных ветров создает форму бархана, а сезон слабых ветров растягивает ее до линейной формы. Другая возможность состоит в том, что эти дюны возникают в результате вторичного потока , хотя точный механизм остается неясным. [51]

Сложные дюны

Сложные дюны (звездные дюны или роуд-дюны) характеризуются наличием более двух скользящих поверхностей. Обычно они имеют диаметр от 500 до 1000 метров (от 1600 до 3300 футов) и высоту от 50 до 300 метров (от 160 до 980 футов). Они состоят из центральной вершины с расходящимися гребнями и, как полагают, образуются там, где сильный ветер может дуть с любого направления. Считается, что дюны Гран-Дезиерто-де-Алтар в Мексике образовались из линейных дюн-предшественников из-за изменения режима ветра около 3000 лет назад. Сложные дюны имеют небольшой боковой рост, но сильный вертикальный рост и являются важными поглотителями песка. [52]

Другие типы дюн

Покрытые растительностью параболические дюны имеют форму полумесяца, но концы полумесяца направлены против ветра, а не с подветренной стороны. Они образуются в результате взаимодействия участков растительности с активными источниками песка, такими как выбросы. Растительность стабилизирует рукава дюны, и между рукавами дюны иногда образуется вытянутое озеро. [53]

Глиняные дюны встречаются редко, но их можно найти в Африке, Австралии и вдоль побережья Мексиканского залива в Северной Америке. [6] Они образуются на илистых отмелях на окраинах соленых водоемов, подверженных сильным ветрам в засушливый сезон. Частицы глины связываются солями в гранулы размером с песок, а затем откладываются в дюнах, где возвращение прохладного сезона позволяет гранулам впитывать влагу и связываться с поверхностью дюн. [54]

Системы Эоловой пустыни

Спутниковый снимок Сахары
Система UWeather движется по австралийской пустыне
Лёссовое плато возле Хунюаня, Шаньси

Пустыни покрывают от 20 до 25 процентов современной поверхности суши, в основном между 10 и 30 градусами северной и южной широты. Здесь нисходящая часть тропической атмосферной циркуляции ( ячейка Хэдли ) создает высокое атмосферное давление и подавляет осадки. Большие площади этой пустыни покрыты песком, перенесенным ветром. Такие области называются эргами , если их площадь превышает около 125 квадратных километров (48 квадратных миль), или полями дюн, если они меньше. Эрги и дюнные поля составляют около 20% современных пустынь или около 6% общей поверхности суши Земли. [55]

Песчаные районы современного мира несколько аномальны. В пустынях, как в наши дни, так и в геологической летописи, обычно преобладают аллювиальные конусы , а не дюнные поля. Нынешнее относительное обилие песчаных участков может отражать переработку третичных отложений после последнего ледникового максимума. [56] Большинство современных пустынь испытали экстремальные изменения климата в четвертичном периоде , а отложения, которые сейчас взбалтываются ветровыми системами, образовались в горных районах в предыдущие плювиальные (влажные) периоды и переносились в отстойники потоком рек. Отложения, уже отсортированные во время первоначального речного переноса, были далее отсортированы ветром, который также превратил отложения в эоловые формы рельефа. [18]

Состояние эоловой системы зависит главным образом от трех вещей: количества наносов, наличия наносов и способности переноса ветром. Поступление наносов в основном производится в плювиальные периоды (периоды большего количества осадков) и накапливается за счет стока в виде конусных дельт или конечных конусов в осадочных бассейнах . Другим важным источником осадков является переработка карбонатных отложений на континентальных шельфах , обнаженных во времена понижения уровня моря. Доступность осадков зависит от крупности местных наносов, степени обнажения зерен наносов, количества влаги в почве и степени растительного покрова. Потенциальная скорость переноса ветром обычно превышает фактическую скорость переноса, поскольку поступления наносов обычно недостаточно для насыщения ветра. Другими словами, большинство эоловых систем транспортно-недонасыщены (или осадочно-ненасыщены ). [57]

Системы эоловой пустыни можно разделить на влажные, сухие и стабилизированные системы. В сухих системах уровень грунтовых вод находится значительно ниже поверхности, где он не оказывает стабилизирующего воздействия на отложения. Форма дюн определяет, откладываются ли осадки, просто перемещаются по поверхности ( обходная система) или происходит эрозия. Влажные системы характеризуются наличием уровня грунтовых вод вблизи поверхности отложений, который обеспечивает строгий контроль осаждения, обхода или эрозии. Стабилизированные системы имеют значительную растительность, поверхностный цемент или грязевые покровы, которые доминируют в эволюции системы. Сахара демонстрирует полный спектр всех трех типов. [58]

Движение осадков в эоловых системах можно представить с помощью карт песчаных потоков. Они основаны на метеорологических наблюдениях, ориентации форм дна и тенденциях ярдангов. Они аналогичны картам дренажа, но не так тесно связаны с топографией, поскольку ветер может переносить песок на значительные расстояния в гору. [43]

Сахара в Северной Африке — самая большая жаркая пустыня в мире. [59] Линии потока можно проследить от эрга до эрга, демонстрируя очень длинный перенос по ветру. Спутниковые наблюдения показывают, что ярданги совпадают с линиями песчаных потоков. Все выкидные линии берут начало в самой пустыне и демонстрируют признаки циркуляции по часовой стрелке, примерно как ячейки высокого давления . Наибольшая дефляция происходит на дне высохших озер, где пассаты образуют струи на малой высоте между горами Тибести и плато Эннеди . Выкидные линии в конечном итоге достигают моря, создавая огромный шлейф сахарской пыли, простирающийся на тысячи километров в Атлантический океан. Это создает постоянный дождь из ила в океан. По оценкам, через эту систему ежегодно переносится 260 миллионов тонн отложений, но, судя по глубоководным кернам, во время последнего ледникового максимума это количество было намного больше. Минеральная пыль размером 0,1–1 мкм является хорошим рассеивателем коротковолнового излучения и оказывает охлаждающее действие на климат. [60]

Другой пример эоловой системы — засушливые внутренние районы Австралии. Из-за небольшого количества топографических препятствий для движения песка система ветров против часовой стрелки прослеживается системами продольных дюн. [61]

Эрги Намиб и Оман питаются прибрежными отложениями . Намиб получает свои отложения с юга через узкие коридоры дефляции от побережья, которые пересекают более 100 километров (62 мили) коренных пород до эрга. Оман образовался в результате дефляции карбонатов морского шельфа во время последнего плейстоценового низкого уровня моря. [43]

Лёссовое плато в Китае долгое время было поглотителем отложений во время четвертичного ледникового периода. Он обеспечивает запись оледенения в виде слоев ледникового лёсса, разделенных палеопочвами ( ископаемыми почвами). Слои лёсса были отложены сильным северо-западным зимним муссоном, а палеопочвы фиксируют влияние влажного юго-восточного муссона. [43]

Африканская саванна состоит в основном из эргов, отложившихся во время последнего ледникового максимума, которые теперь стабилизируются растительностью. [43]

Примеры

Основные глобальные эоловые системы, предположительно связанные с изменениями погоды и климата:

В геологической летописи

Перекрестная слоистость песчаника возле дороги на гору Кармель, каньон Зайон.

Эоловые процессы можно обнаружить в геологических летописях еще в докембрии . Эоловые образования широко распространены в палеозое и мезозое на западе США. Другие примеры включают пермских ротлигендов северо-западной Европы; юрско - меловая формация Ботукату бассейна Парана в Бразилии; пермский песчаник Нижнего Бантера в Британии; пермо -триасовый песчаник Корри и песчаник Хоупмана в Шотландии; и протерозойские песчаники Индии и северо-западной Африки. [58]

Возможно, лучшими примерами эоловых процессов в геологической летописи являются юрские эрги на западе США. К ним относятся песчаник Вингейт , песчаник Навахо и песчаник Пейдж . Отдельные пласты, разделенные региональными несогласиями , свидетельствуют об эргической стабилизации. Эрги пересекались с соседними речными системами, например, песчаник Вингейт пересекался с формацией Моэнав , а песчаник Навахо - с формацией Кайента . [66]

Песчаники Навахо и Наггет были частью крупнейшего месторождения эргов в геологической летописи. Эти образования имеют толщину до 700 метров (2300 футов) и обнажены на площади более 265 000 квадратных километров (102 000 квадратных миль). Их первоначальная протяженность, вероятно, в 2,5 раза превышала нынешнюю площадь обнажения. Хотя когда-то считалось, что они, возможно, имеют морское происхождение, сейчас почти повсеместно их считают эоловыми отложениями. Они состоят в основном из зерен кварца от мелкого до среднего размера, хорошо округлых и матовых, что является признаком эолового переноса. Навахо содержит огромные табличные наборы перекладин с широкими передними полосами. Отдельные наборы поперечных пластов падают под углом более 20 градусов и имеют толщину от 5 до 35 метров (от 16 до 115 футов). Формирование содержит окаменелости пресноводных беспозвоночных и следы позвоночных. Присутствуют оползневые структуры (искривленные подстилки), напоминающие структуры современных заболоченных дюн. Последовательные мигрирующие дюны образовали вертикальное наложение эоловых отложений между поверхностями, ограничивающими междюны, и региональными поверхностями. [58]

Пермская группа Ротлигенд Северного моря и Северной Европы содержит отложения с прилегающих возвышенностей. Песчаные тела Эрга внутри группы имеют мощность до 500 метров (1600 футов). Изучение переслаивания показывает, что осадки отлагались атмосферной ячейкой по часовой стрелке. Бурение керна показывает сухие и влажные поверхности между дюнами и региональные суперповерхности и свидетельствует о пяти или более циклах расширения и сжатия эргометров. Глобальное повышение уровня моря, наконец, затопило эрг и отложило отложения Вайслигенда. [67]

Песчаник Сидар-Меса в штате Юта был современником Роглигенда. В этой формации зафиксировано как минимум 12 эрг-последовательностей, ограниченных региональными суперповерхностями дефляции. Эоловые формы рельефа, сохранившиеся в формации, варьируются от влажных песчаных пластин и озерных палеопочв (ископаемой почвы) до тонких, хаотично расположенных наборов дюн и равновесной конструкции эргов, при этом дюны шириной от 300 до 400 метров (от 980 до 1310 футов) мигрируют по еще более крупным драам. Драа пережили отдельные климатические циклы, а их междюны были местами зарождения барханов во время засушливых периодов климатических циклов. [66]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Аллаби, Майкл (2013). «эоловые процессы (эоловые процессы)». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065.
  2. ^ «Эоловые процессы». Пустыни: геология и ресурсы . Геологическая служба США. 1997 год . Проверено 24 августа 2020 г.
  3. ^ "Эолийский". Словарь.com . ООО «Словарь.ком». 2020 . Проверено 24 августа 2020 г.
  4. ^ "Эолийский" . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство в участвующей организации.) }
  5. ^ Джексон, Джулия А., изд. (1997). «эолийский». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  6. ^ abcdefghijklm Торнбери, Уильям Д. (1969). Принципы геоморфологии (2-е изд.). Нью-Йорк: Уайли. стр. 292–300. ISBN 0471861979.
  7. ^ abcdef Торнбери 1969, стр. 288–294.
  8. ^ Лал, Р. (2017). «Эрозия почвы ветром и водой: проблемы и перспективы». Методы исследования эрозии почв (изд. 0002). Милтон, Великобритания: Рутледж. ISBN 9780203739358.
  9. ^ Ретта, А.; Вагнер, Ле; Татарко, Ю. (2014). «Воздействие торговли военными транспортными средствами на растительность и плотность почвы в Форт-Беннинге, штат Джорджия» (PDF) . Сделки ASABE . 57 (4): 1043–1055. дои : 10.13031/trans.57.10327. ISSN  2151-0032. S2CID  9602605 . Проверено 14 января 2016 г.
  10. ^ Торнбери 1969, с. 289.
  11. ^ Джексон 1997, «дефляция».
  12. ^ abcde Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. стр. 258–268. ISBN 0131547283.
  13. ^ Аб Чжэн, Фенли; Ван, Бин (2014). «Эрозия почвы в районе Лёссового плато Китая». Восстановление и развитие деградировавшего Лёссового плато, Китай . Монографии экологических исследований: 77–92. дои : 10.1007/978-4-431-54481-4_6. ISBN 978-4-431-54480-7.
  14. ^ Жоливе, М.; Браухер, Р.; Довчинцерен, Д.; Хоке, С.; Шмитт, Ж.-М. (август 2021 г.). «Эрозия вокруг крупномасштабного топографического поднятия в полузасушливом осадочном бассейне: взаимодействие между речной эрозией, эоловой эрозией и эоловым переносом» (PDF) . Геоморфология . 386 : 107747. Бибкод : 2021Geomo.38607747J. doi : 10.1016/j.geomorph.2021.107747. S2CID  234855671.
  15. ^ Кук, Рональд У. (1993). Геоморфология пустынь. Лондон: UCL Press. п. 68. ИСБН 9780203020593. Проверено 8 марта 2022 г.
  16. ^ Географический альманах National Geographic, 2005, стр. 166, ISBN 0-7922-3877-X . 
  17. ^ Джексон 1997, «истощение».
  18. ^ abc Leeder, MR (2011). Седиментология и осадочные бассейны: от турбулентности к тектонике (2-е изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: Уайли-Блэквелл. стр. 24–25. ISBN 9781405177832.
  19. ^ Марголис, Стэнли В.; Кринсли, Дэвид Х. (1971). «Субмикроскопическая глазурь на эоловых и субаквальных кварцевых песках». Бюллетень Геологического общества Америки . 82 (12): 3395. doi :10.1130/0016-7606(1971)82[3395:SFOEAS]2.0.CO;2.
  20. ^ Лидер 2011, с. 296.
  21. ^ Рафаэле, Лоренцо; Бруно, Лука; Пеллери, Франко; Прециози, Луиджи (декабрь 2016 г.). «Сальтация песка, переносимого ветром: статистический подход к определению пороговой скорости сдвига жидкости». Эолийские исследования . 23 : 79–91. Бибкод : 2016AeoRe..23...79R. дои : 10.1016/j.aeolia.2016.10.002.
  22. ^ Ланкастер, Николас; Баас, Энди (1 января 1998 г.). «Влияние растительного покрова на перенос песка ветром: полевые исследования на озере Оуэнс, Калифорния». Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 23 (1): 69–82. Бибкод : 1998ESPL...23...69L. doi :10.1002/(SICI)1096-9837(199801)23:1<69::AID-ESP823>3.0.CO;2-G. ISSN  1096-9837.
  23. ^ Ян, Ючун; Сюй, Синлян; Синь, Сяопин; Ян, Гуйся; Ван, Сюй; Ян, Руируй; Чен, Баоруй (1 декабря 2011 г.). «Влияние растительного покрова на накопление эоловой пыли в полузасушливой степи северного Китая». КАТЕНА . 87 (3): 351–356. Бибкод : 2011Caten..87..351Y. дои : 10.1016/j.catena.2011.07.002.
  24. ^ Корен, Илан; Кауфман, Йорам Дж; Вашингтон, Ричард; Тодд, Мартин С; Рудич, Йинон; Мартинс, Дж. Вандерлей; Розенфельд, Дэниел (2006). «Впадина Боделе: единственное место в Сахаре, которое поставляет большую часть минеральной пыли в леса Амазонки». Письма об экологических исследованиях . 1 (1): 014005. Бибкод : 2006ERL.....1a4005K. дои : 10.1088/1748-9326/1/1/014005 . ISSN  1748-9326 . Проверено 14 января 2016 г.
  25. ^ Мухс, Дэниел Р.; Будан, Джеймс; Авила, Анна; Скипп, Гэри; Фриман, Джошуа; Паттерсон, ДеАнна (сентябрь 2010 г.). «Роль африканской пыли в формировании четвертичных почв на Майорке, Испания, и значение для генезиса красных средиземноморских почв». Четвертичные научные обзоры . 29 (19–20): 2518–2543. Бибкод : 2010QSRv...29.2518M. doi :10.1016/j.quascirev.2010.04.013.
  26. ^ Аллаби 2013, «пылевая буря».
  27. ^ Ланкастер, Н. (2014). «Эоловые процессы». Справочный модуль по системам Земли и наукам об окружающей среде : B9780124095489091260. дои : 10.1016/B978-0-12-409548-9.09126-0. ISBN 9780124095489.
  28. ^ Рашки, А.; Миддлтон, Нью-Джерси; Гуди, А.С. (январь 2021 г.). «Пыльные бури в Иране - Распространение, причины, частота и последствия». Эолийские исследования . 48 : 100655. Бибкод : 2021AeoRe..4800655R. doi : 10.1016/j.aeolia.2020.100655. S2CID  229440204.
  29. ^ «Что такое пыльная буря?». Научные Джинкс . Национальное управление океанических и атмосферных исследований США . Проверено 10 марта 2022 г.
  30. ^ ab «Песчаные и пыльные бури». Всемирная метеорологическая организация. 8 февраля 2017 г. Архивировано из оригинала 18 декабря 2023 г. Проверено 10 марта 2022 г.
  31. ↑ Мерсманн, Кэтрин (18 сентября 2015 г.). «Факт и вымысел о марсианских пылевых бурях». НАСА . Проверено 11 марта 2022 г.
  32. ^ Сюй, Альберт Т. (2001). «Геология Марса: Эолийский период» . Проверено 30 сентября 2012 г.
  33. ^ Чжу, Юаньцзюнь; Цзя, Сяосюй; Шао, Минган (июль 2018 г.). «Изменения толщины лёсса на лессовом плато Китая». Исследования в области геофизики . 39 (4): 715–727. Бибкод : 2018SGeo...39..715Z. doi : 10.1007/s10712-018-9462-6. S2CID  133922132.
  34. ^ Курц, Эндрю С; Дерри, Луи А; Чедвик, Оливер А. (2001). «Аккреция азиатской пыли на гавайские почвы: баланс изотопных, элементарных и минеральных масс» (PDF) . Geochimica et Cosmochimica Acta . 65 (12): 1971–1983. Бибкод : 2001GeCoA..65.1971K. дои : 10.1016/S0016-7037(01)00575-0. ISSN  0016-7037 . Проверено 14 января 2016 г.
  35. ^ Мухс, Дэниел Р.; Крупный рогатый скот, Стивен Р.; Круви, Онн; Руссо, Дени-Дидье; Сун, Чимин; Сарате, Марсело А. (2014). «Лёсс Рекордс». Минеральная пыль : 411–441. дои : 10.1007/978-94-017-8978-3_16. ISBN 978-94-017-8977-6.
  36. ^ Гетис, Артур; Джудит Гетис и Джером Д. Феллманн (2000). Введение в географию, седьмое издание. МакГроу Хилл . п. 99. ИСБН 0-697-38506-Х.
  37. ^ «Пыльные дьяволы: эфемерные вихри могут вызвать проблемы» . Планировщик отпуска в Аризоне. Архивировано из оригинала 18 июля 2012 года . Проверено 5 октября 2007 г.
  38. ^ Джексон, Брайан (март 2020 г.). «О связи радиусов пылевых смерчей с высотой». Икар . 338 : 113523. arXiv : 1910.14135 . Бибкод : 2020Icar..33813523J. doi :10.1016/j.icarus.2019.113523. ПМК 6894178 . ПМИД  31806915. 
  39. ^ Аб Боггс 2006, с. 260.
  40. ^ Кенн, MJ (1991). «Ральф Алджер Бэгнольд. 3 апреля 1896 г. - 28 мая 1990 г.». Биографические мемуары членов Королевского общества . 37 : 56–68. дои : 10.1098/rsbm.1991.0003. S2CID  72031353.
  41. ^ Хак, Джон Т. (1941). «Дюны западной страны навахо». Географическое обозрение . 31 (2): 240–263. дои : 10.2307/210206. JSTOR  210206.
  42. ^ Лидер 2011, с. 159.
  43. ^ abcde Leeder 2011, с. 297.
  44. ^ Лидер 2011, стр. 155–161.
  45. ^ Кокурек, Гэри; Нильсон, Джейми (декабрь 1986 г.). «Условия, благоприятные для образования эоловых песчаных покровов теплого климата». Седиментология . 33 (6): 795–816. Бибкод : 1986Седим..33..795К. doi :10.1111/j.1365-3091.1986.tb00983.x.
  46. ^ Аб Боггс 2006, стр. 260–263.
  47. ^ Лидер 2011, с. 162.
  48. ^ аб Лидер 2011, с. 163.
  49. ^ Джексон 1997, "aklé.
  50. ^ Лидер 2011, с. 164.
  51. ^ Лидер 2011, стр. 164–167.
  52. ^ Лидер 2011, стр. 167–168.
  53. ^ Лидер 2011, стр. 168–169.
  54. ^ Боулер, JM (декабрь 1973 г.). «Глиняные дюны: их возникновение, формирование и экологическое значение». Обзоры наук о Земле . 9 (4): 315–338. Бибкод : 1973ESRv....9..315B. дои : 10.1016/0012-8252(73)90001-9.
  55. ^ Боггс 2006, с. 258.
  56. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. стр. 642–646. ISBN 0136427103.
  57. ^ Лидер 2011, стр. 297, 162–163.
  58. ^ abc Boggs 2006, стр. 263–268.
  59. ^ Кук, Керри Х.; Визи, Эдвард К. (2015). «Обнаружение и анализ усиленного потепления пустыни Сахара». Журнал климата . 28 (16): 6560. Бибкод : 2015JCli...28.6560C. дои : 10.1175/JCLI-D-14-00230.1 .
  60. ^ Лидер 2011, стр. 299–301.
  61. ^ Лидер 2011, с. 301.
  62. ^ «Пыль Сахары питает растения Амазонки» . 24 февраля 2015 г.
  63. ^ Аллаби 2013, «Харматтан Ветер (доктор)».
  64. ^ "Плохие ветры". Новости науки в Интернете . Архивировано из оригинала 19 марта 2004 года . Проверено 6 октября 2001 г.
  65. ↑ Хойнацкий, Мэтью (1 мая 2015 г.). «Постоянная эоловая активность в кратере Индевор, Меридиан Планум, Марс; новые наблюдения с орбиты и поверхности». Икар . 251 : 275–290. Бибкод : 2015Icar..251..275C. дои :10.1016/j.icarus.2014.04.044 . Проверено 19 октября 2021 г.
  66. ^ аб Лидер 2011, с. 314.
  67. ^ Лидер 2011, с. 312.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки