stringtranslate.com

Истощение (эрозия)

Истирание – это процесс эрозии , который происходит во время столкновения и транспортировки горных пород . Транспортировка отложений и сглаживание поверхности коренных пород ; это может быть через воду или ветер. [1] Породы, подвергающиеся эрозии истиранию, часто встречаются на русле ручья или рядом с ним . [2] Истирание также частично ответственно за превращение валунов в более мелкие камни и, в конечном итоге, в песок. [3]

Эрозия истощения позволяет понять прошлые и настоящие геологические изменения, а также интерпретировать палеогеоморфическую среду. Исследователи используют форму частиц (результат истирания) для изучения эрозии и изменений окружающей среды. [4]

Механизм

Степень истирания зависит от ряда факторов: свойств частиц, таких как размер, форма, поверхность, пористость, твердость и трещины, а также свойств окружающей среды, таких как время, скорость , давление , сдвиг и температура. [5]

Как правило, частицы больше подвержены истиранию ниже по течению, поскольку скорость реки имеет тенденцию быть выше, и, следовательно, ее способность (способность переносить наносы) увеличивается. Это означает, что груз трется сам о себя больше и с большей силой, когда он подвешен в реке, тем самым увеличивая эрозию за счет истирания. Хотя есть момент, когда после транспортировки на определенное расстояние галька достигает размера, относительно невосприимчивого к дальнейшему истиранию. Гранулометрический состав отложений , образовавшихся в результате истощения, также будет зависеть от литологии породы, из которой они образовались. Размер частиц обычно постоянно уменьшается по мере того, как река течет дальше по течению, в процессе, называемом оклейкой вниз по течению. [6] Поскольку истирание влияет на размер гальки, оно также влияет на ее движение, а размер и состояние гальки могут объяснить прошлые условия водных путей, такие как течение. [7]

Скорость эрозии

На скорость эрозии вследствие истирания влияют форма, литология и энергия удара горных пород, [8] поэтому более мягкие породы более подвержены эрозии истиранию. [9] По мере истирания и разрушения коренной породы она становится во взвешенном состоянии: ниже по течению реки или водного пути нагрузка на коренную породу увеличивается из-за истощения. На взвешенные отложения сильно влияют литология, уклон бассейна, осадки и лесные пожары; [10] Лесные пожары в целом существенно нарушают окружающую среду и, следовательно, ее геологию. [11] Скорость эрозии по отношению к истиранию наиболее высока на крутых водных путях с мягкими породами, [12] такими как сланец , аргиллит или другие распространенные осадочные породы. [13]

Частицы отложений, разрушающие русло реки.

Округление камней и песчинок в водной среде происходит гораздо медленнее, чем при ветре. [14] Это связано с тем, что молекулы воды вокруг песка защищают его от столкновений, а плотность воды снижает энергию удара. [15] Кроме того, чем более неправильными (по сравнению с округлыми) являются частицы отложений, тем более они подвержены эрозии. Однако округлые частицы часто являются результатом сильной эрозии. [16]

Различия в литологии влияют на то, насколько быстро эрозия (истощение) изменяет береговую линию . Было замечено, что сланцы быстро округляются, но затем быстро размываются. При этом кварцит дольше сохраняет округлую форму. [17] Было обнаружено, что кварцит легко округляется по сравнению со сланцем и песчаником . Сланцы часто разрушаются до плоской поверхности под действием высокой энергии, а не до округлых частиц. Песчаник разрушается и принимает форму между кварцитом и сланцем. Породы, подвергшиеся химическим изменениям, таким как литификация, имеют тенденцию сильно сопротивляться эрозии. [18]

Космогенное воздействие

Эрозия может повлиять на датировку космогенного воздействия валунов, изменяя концентрацию космогенных изотопов . [19] Таким образом, найдя космогенное воздействие для двух образцов одной и той же породы, можно определить время воздействия и скорость эрозии. [20] Чем точнее измерение изотопов, тем точнее будет скорость эрозии или время воздействия. Датирование космогенного воздействия является мощным инструментом для недооценки процессов, которым подвергаются горные породы, и может привести к лучшему пониманию геоморфологических исследований. [21]

Истощение в океанской среде

Истощение океанской среды описывается как «океаны, поглощающие сушу», поскольку высокая энергия ударов волн и высокий уровень осадков приводят к значительной эрозии точек соприкосновения океана и суши. [22] Истощение океана приводит к отступлению береговой линии, а глубина океана увеличивается до глубины основания волн. [23]

Эрозия побережья в Лангеланде, Дания, показывает, как высокая энергия удара частиц отложений влияет на точки контакта океана с сушей.

Повышение уровня моря привело к усилению береговой эрозии . Это вызывает обеспокоенность у политиков, исследователей побережья и специалистов по планированию недвижимости из-за воздействия эрозии на наводнения. [24]

На скалистых берегах, как правило, отсутствует растительность: это приводит к небольшому количеству или отсутствию гуминовых кислот (органических соединений, таких как почва). Отсутствие гуминовой кислоты означает меньшую химическую эрозию, поэтому эрозия береговых линий почти исключительно вызвана столкновениями частиц. [25]

Истощение в вулканических условиях

Когда пепел и вулканические пирокласты извергаются из вулкана , они подвергаются истощению. [26] Истирание является одной из причин, почему вулканический пепел очень мелкозернистый. Чем сильнее эрозия истощения, тем больше образуется мелкозернистой золы. [27] Следствием этого является нарушение геологической стабильности вулкана, изменение тефры (камни и частицы, выброшенные из вулкана во время извержения), а также увеличение количества частиц в атмосфере, влияющих на климат. [28] На скорость истощения тефры влияет размер вулкана, в частности, глубина и высота вулканической колонны. [29]

Похожие процессы

Эффекты истирания можно ошибочно принять за эффекты сортировки, при которой на размер зерен отложений влияют механизмы переноса отложений , например, суспензия или нагрузка на пласт. Больше всего это влияет на галечные пляжи, поскольку галька сталкивается друг с другом, что приводит к их сглаживанию. [30] Истирание твердых частиц также наблюдается в химической промышленности, где это нежелательно. Продукты могут быть потеряны в процессе и могут образоваться загрязнения , требующие дополнительной фильтрации.

Износ, происходящий в промышленном применении, обусловлен широким спектром механизмов: механическим, термическим и химическим. [31] При абразивоструйной очистке срок службы абразива ( песка или дроби) ограничен истиранием, поскольку по мере изнашивания поверхности заготовки абразив также разрушается. [32] Истощение способствует другим типам эрозии, таким как дефляция и коррозия . [33] Хотя истирание часто считают типом коррозии, они различаются тем, что истирание не перемещает неподвижные поверхности, а вместо этого разрушает их через проходящие материалы.

Рекомендации

  1. ^ Миллер, К.Л. и Джеролмак, Д.: Контроль скорости и продуктов истощения частиц в результате столкновений с донной нагрузкой, Earth Surf. Динам. Обсуждать. [препринт], https://doi.org/10.5194/esurf-2020-86, в обзоре, 2020 г.
  2. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  3. ^ Путконен, Яакко и Терри Свенсон. «Точность космогенного возраста морен Яакко». ScienceDirect, том. 59, нет. 2 марта 2003 г., стр. 255–261.
  4. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  5. ^ Бемроуз, ЧР; Бриджуотер, Дж. (январь 1987 г.). «Обзор методов испытаний на истощение и истощение». Порошковая технология. 49 (2): 97–126. doi:10.1016/0032-5910(87)80054-2. ISSN 0032-5910.
  6. ^ Гомес, Бэзил; Россер, Бренда Дж.; Пикок, Дэвид Х.; Хикс, Д. Мюррей; Палмер, Джули А. (июнь 2001 г.). «Оштрафование ниже по течению в быстро ухудшающейся реке с гравийным руслом». Исследования водных ресурсов. 37 (6): 1813–1823. Бибкод: 2001WRR....37.1813G. doi: 10.1029/2001wr900007. ISSN 0043-1397.
  7. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  8. ^ Миллер, К.Л. и Джеролмак, Д.: Контроль скорости и продуктов истощения частиц в результате столкновений с донной нагрузкой, Earth Surf. Динам. Обсуждать. [препринт], https://doi.org/10.5194/esurf-2020-86, в обзоре, 2020 г.
  9. ^ Джим Э. О'Коннор, Джозеф Ф. Мангано, Дэниел Р. Уайз, Джошуа Р. Реринг; Эрозия Каскадии — перенос отложений и растворенных веществ, а также денудация ландшафтов в западном Орегоне и северо-западной Калифорнии. Бюллетень GSA 2021; DOI: https://doi.org/10.1130/B35710.1
  10. ^ Джим Э. О'Коннор, Джозеф Ф. Мангано, Дэниел Р. Уайз, Джошуа Р. Реринг; Эрозия Каскадии — перенос отложений и растворенных веществ, а также денудация ландшафтов в западном Орегоне и северо-западной Калифорнии. Бюллетень GSA 2021; DOI: https://doi.org/10.1130/B35710.1
  11. ^ Джим Э. О'Коннор, Джозеф Ф. Мангано, Дэниел Р. Уайз, Джошуа Р. Реринг; Эрозия Каскадии — перенос отложений и растворенных веществ, а также денудация ландшафтов в западном Орегоне и северо-западной Калифорнии. Бюллетень GSA 2021; DOI: https://doi.org/10.1130/B35710.1
  12. ^ Джим Э. О'Коннор, Джозеф Ф. Мангано, Дэниел Р. Уайз, Джошуа Р. Реринг; Эрозия Каскадии — перенос отложений и растворенных веществ, а также денудация ландшафтов в западном Орегоне и северо-западной Калифорнии. Бюллетень GSA 2021; DOI: https://doi.org/10.1130/B35710.1
  13. ^ Ассис Кандзи, Милтон. «Критические проблемы мягких пород». ScienceDirect, том. 6, нет. 3 июня 2014 г., стр. 186–195.
  14. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  15. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  16. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  17. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  18. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  19. ^ Лим, Майкл и др. «Количественная оценка контроля и влияния приливов и волн на эрозию прибрежных скал». Журнал прибрежных исследований, том. 27, 2011, стр. 46–56.
  20. ^ Вуд, А. «Эрозия побережья в Аберистуите; геологические и человеческие факторы». Интернет-библиотека Wiley, том. 13, нет. 1 апреля 1978 г., стр. 61–72.
  21. ^ Вуд, А. «Эрозия побережья в Аберистуите; геологические и человеческие факторы». Интернет-библиотека Wiley, том. 13, нет. 1 апреля 1978 г., стр. 61–72.
  22. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  23. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  24. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  25. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.
  26. ^ Путконен, Яакко и Терри Свенсон. «Точность космогенного возраста морен Яакко». ScienceDirect, том. 59, нет. 2 марта 2003 г., стр. 255–261.
  27. ^ Путконен, Яакко и Терри Свенсон. «Точность космогенного возраста морен Яакко». ScienceDirect, том. 59, нет. 2 марта 2003 г., стр. 255–261.
  28. ^ Путконен, Яакко и Терри Свенсон. «Точность космогенного возраста морен Яакко». ScienceDirect, том. 59, нет. 2 марта 2003 г., стр. 255–261.
  29. ^ Джонс, Т.Дж., Рассел, Дж.К. Производство пепла в результате истощения вулканических каналов и шлейфов. Sci Rep 7, 5538 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-05450-6
  30. ^ Миллер, Кимберли Литвин; Сабо, Тимеа; Джеролмак, Дуглас Дж.; Домокос, Габор (ноябрь 2014 г.). «Количественная оценка значения истирания и избирательного переноса для эволюции размера зерен ниже по течению». Журнал геофизических исследований: Поверхность Земли. 119 (11): 2412–2429. Бибкод:2014JGRF..119.2412M. doi: 10.1002/2014jf003156. ISSN 2169-9003.
  31. ^ Бемроуз, ЧР; Бриджуотер, Дж. (январь 1987 г.). «Обзор методов испытаний на истощение и истощение». Порошковая технология. 49 (2): 97–126. doi:10.1016/0032-5910(87)80054-2. ISSN 0032-5910.
  32. ^ Бемроуз, ЧР; Бриджуотер, Дж. (январь 1987 г.). «Обзор методов испытаний на истощение и истощение». Порошковая технология. 49 (2): 97–126. doi:10.1016/0032-5910(87)80054-2. ISSN 0032-5910.
  33. ^ Аним, Мэйбл и Бенджамин Кофи Ньярко. «Литологические реакции на морскую эрозию вдоль выбранных береговых линий между Комендой и Соленым прудом, Гана». Географический журнал Ганы, том. 9, нет. 1, 2017, стр. 109–126.