stringtranslate.com

Массовое истощение

Конусы осыпи, образовавшиеся в результате перемещения масс, северный берег Ис-фьорда , Шпицберген , Норвегия
Массовое истощение в каньоне Пало-Дуро , Западный Техас (2002)
Камнепад в национальном парке Гранд-Каньон

Массовая потеря , также известная как перемещение массы , [1] является общим термином для обозначения движения горных пород или почвы вниз по склонам под действием силы тяжести . Она отличается от других процессов эрозии тем, что мусор, переносимый массовым осыпанием, не увлекается движущейся средой, такой как вода, ветер или лед. Типы массовой потери включают ползучесть , солифлюкцию , камнепады , селевые потоки и оползни , каждый из которых имеет свои характерные особенности и происходит в течение временных масштабов от секунд до сотен лет. Массовая потеря происходит как на наземных, так и на подводных склонах и наблюдалась на Земле , Марсе , Венере , спутнике Юпитера Ио и на многих других телах Солнечной системы .

Оседание иногда рассматривается как форма оседания массы. Затем проводится различие между оседанием массы из-за оседания, которое предполагает небольшое горизонтальное движение, и оседанием массы из-за движения склона .

Быстрые массовые опустошения, такие как оползни, могут быть смертельными и разрушительными. Более постепенные массовые опустошения, такие как оползание почвы, создают проблемы для гражданского строительства , поскольку оползание может деформировать дороги и конструкции и разрушать трубопроводы. Методы смягчения включают стабилизацию склонов , строительство стен, водосборных плотин или других сооружений для сдерживания камнепадов или селевых потоков, облесение или улучшение дренажа источников.

Типы

Массовая потеря — это общий термин для любого процесса эрозии , который приводится в действие силой тяжести и в котором перемещаемая почва и горная порода не увлекаются движущейся средой, такой как вода, ветер или лед. [2] Присутствие воды обычно способствует массовой потере, но воды недостаточно, чтобы ее можно было считать транспортирующей средой. Таким образом, различие между массовой потерей и речной эрозией лежит между грязевым потоком (массовая потеря) и очень грязным потоком (речная эрозия), без резкой разделительной линии. [3] Различают много форм массовой потери, каждая из которых имеет свои характерные особенности и происходит в течение временных масштабов от секунд до сотен лет. [2]

На основе того, как почва, реголит или скала перемещаются вниз по склону в целом, перемещения масс можно в целом классифицировать как оползни или оползни . [4] Оседание иногда также рассматривается как форма осыпания масс. [5] Затем проводится различие между осыпанием масс путем оседания, которое предполагает небольшое горизонтальное перемещение, [6] и осыпанием масс путем перемещения склона. [7]

Слизняк

Изогнутые стволы деревьев в зоне оползня почвы на Гранд-Меса, штат Колорадо , США.

Ползучесть почвы — это медленное и долгосрочное массовое движение. Сочетание небольших движений почвы или горных пород в разных направлениях с течением времени направляется под действием силы тяжести постепенно вниз по склону. Чем круче склон, тем быстрее ползучесть. Ползучесть заставляет деревья и кустарники изгибаться, чтобы сохранить свою перпендикулярность, и они могут вызвать оползни, если потеряют корневую опору. Поверхностная почва может мигрировать под воздействием циклов замерзания и оттаивания или высоких и низких температур, медленно продвигаясь к подножию склона, образуя террасы . Оползням часто предшествует ползучесть почвы, сопровождаемая осыпанием почвы — рыхлая почва, которая падает и накапливается у основания самых крутых участков оползания. [8]

Солифлюкция

Солифлюкция — это форма ползучести, характерная для арктического или альпийского климата. Она происходит в почве, насыщенной влагой, которая оттаивает в летние месяцы и сползает вниз по склону. Она происходит на умеренных склонах, относительно свободных от растительности, которые подстилаются вечной мерзлотой и получают постоянный приток нового мусора в результате выветривания . Солифлюкция затрагивает весь склон, а не ограничивается каналами и может создавать террасообразные формы рельефа или каменные реки . [9]

Оползень

Оползень в Тисл, штат Юта, вид с зоны отдыха на трассе 6 в США

Оползень, также называемый обвалом, [10] представляет собой относительно быстрое перемещение большой массы земли и камней вниз по холму или склону горы. Оползни можно дополнительно классифицировать по важности воды в процессе оползня. В узком смысле оползни представляют собой быстрое перемещение большого количества относительно сухого мусора вниз по умеренным или крутым склонам. С увеличением содержания воды оползень принимает форму обломочных лавин , затем грязевых потоков , затем грязевых потоков . Дальнейшее увеличение содержания воды приводит к ливневому паводку, который является формой эрозии слоя, а не оползня. [11]

Происшествия

На Земле массовая потеря происходит как на земных, так и на подводных склонах. [12] Подводная массовая потеря особенно распространена вдоль ледниковых береговых линий, где ледники отступают и высвобождаются большие количества осадков. Подводные оползни могут переносить огромные объемы осадков на сотни километров за несколько часов. [13]

Массовая потеря является обычным явлением во всей Солнечной системе, происходящим, когда летучие материалы теряются из реголита . Такая массовая потеря наблюдалась на Марсе , Ио , Тритоне и, возможно, Европе и Ганимеде . [14] Массовая потеря также происходит в экваториальных регионах Марса, где пласты мягких сульфатных осадков становятся круче из-за ветровой эрозии. [15] Массовая потеря на Венере связана с неровной местностью тессеры . [16] На Ио наблюдается обширная массовая потеря ее вулканических гор. [17]

Месторождения и формы рельефа

Массовое истощение влияет на геоморфологию , чаще всего едва заметно и в небольших масштабах, но иногда и более впечатляюще. [18]

Ползучесть почвы редко бывает очевидной, но может производить такие тонкие эффекты, как изогнутый рост леса и наклонные заборы и телефонные столбы. Иногда она производит низкие уступы и неглубокие впадины. [19] Солифлюкция производит дольчатые или пластообразные отложения с довольно четкими краями, в которых обломки (фрагменты горных пород) ориентированы перпендикулярно контурам отложения. [20]

Камнепад может создавать осыпные склоны у подножия скал. Более драматичным проявлением камнепада являются каменные глетчеры , которые образуются в результате камнепада со скал, уступающих ледникам. [19]

Оползни могут образовывать уступы и ступенчатые небольшие террасы. [21] Оползневые отложения плохо отсортированы . Те, которые богаты глиной, могут иметь растянутые глинистые комки (явление, называемое будинаж ) и зоны концентрированного сдвига. [20]

Отложения селевых потоков принимают форму длинных, узких дорожек из очень плохо отсортированного материала. Они могут иметь естественные дамбы по бокам дорожек и иногда состоят из линз обломков горных пород, чередующихся с линзами мелкозернистого землистого материала. [20] Селевые потоки часто образуют большую часть верхних склонов аллювиальных конусов выноса . [22]

Причины

Триггеры массового истощения можно разделить на пассивные и активирующие (инициирующие) причины. Пассивные причины включают: [23]

Активирующие причины включают в себя: [23]

Опасности и их смягчение

Массовые отходы создают проблемы для гражданского строительства , в частности, строительства автомагистралей . Они могут смещать дороги, здания и другие конструкции, а также разрушать трубопроводы. Исторически сложилось так, что на снижение опасности оползней на разрезе Гайярда Панамского канала было вывезено 55 860 400 кубических метров (73 062 600 кубических ярдов) из 128 648 530 кубических метров (168 265 924 кубических ярдов) материала, удаленного при прокладке разреза. [25]

Оползни или обвалы могут иметь катастрофические последствия, как немедленные, так и отсроченные. Катастрофа в Осо в марте 2014 года была оползнем, который привел к 43 смертельным случаям в Осо, штат Вашингтон , США. [26] Отсроченные последствия оползней могут возникнуть из-за образования оползневых плотин , как в Тистле, штат Юта , в апреле 1983 года. [27] [28]

Склоны вулкана могут стать слишком крутыми, что приведет к нестабильности и массовому осыпанию. В настоящее время это признанная часть роста всех активных вулканов. [29] Это наблюдается как на подводных, так и на поверхностных вулканах: [30] Камаэуаканалоа (ранее Лоихи) в цепи подводных гор Гавайско-Императорского архипелага [31] и Кик-эм-Дженни в вулканической дуге Малых Антильских островов [32] — два подводных вулкана, которые, как известно, подвергаются массовому осыпанию. Обрушение северного склона горы Сент-Хеленс в 1980 году показало, как быстро могут деформироваться и обрушаться вулканические склоны. [33]

Методы снижения опасности массового истощения включают:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Аллаби, Майкл (2013). "массовое движение". Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое издание). Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 9780199653065.
  2. ^ ab Jackson, Julia A., ред. (1997). "Массовое истощение". Глоссарий геологии (четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  3. ^ Торнбери, Уильям Д. (1969). Принципы геоморфологии (2-е изд.). Нью-Йорк: Wiley. С. 36. ISBN 0471861979.
  4. ^ Аллаби, Майкл (2013). "mass-wasting". Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое издание). Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 9780199653065.
  5. ^ Британника
  6. ^ Джексон 1997, «проседание».
  7. ^ Флеминг, Роберт В.; Варнес, Дэвид Дж. (1991). «Движения склонов». Наследие инженерной геологии; первые сто лет : 201–218. doi :10.1130/DNAG-CENT-v3.201. ISBN 0813753031.
  8. ^ "Индикаторы потенциально нестабильных склонов" (PDF) . Sound Native Plants . Получено 2019-01-22 .
  9. ↑ Торнбери 1969, стр. 85.
  10. ↑ Джексон 1997, «оползень».
  11. ↑ Торнбери 1969, стр. 37, 268–269.
  12. ^ Ямада, Ясухиро; Кавамура, Киитиро; Икехара, Кен; Огава, Юдзиро; Ургелес, Роджер; Мошер, Дэвид; Чайтор, Джейсон; Штрассер, Майкл (2012). Массовые перемещения подводных лодок и их последствия . С. 1–12. doi :10.1007/978-94-007-2162-3_1. ISBN 978-94-007-2161-6.
  13. ^ Elverhøi, Anders; de Blasio, Fabio V.; Butt, Faisal A.; Issler, Dieter; Harbitz, Carl; Engvik, Lars; Solheim, Anders; Marr, Jeffrey (2002). «Подводное истощение массы на континентальных склонах, подверженных влиянию ледников: процессы и динамика». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации . 203 (1): 73–87. Bibcode : 2002GSLSP.203...73E. doi : 10.1144/GSL.SP.2002.203.01.05. S2CID  129761985.
  14. ^ Мур, Джеффри М.; Меллон, Майкл Т.; Зент, Аарон П. (июль 1996 г.). «Массовое истощение и обрушение грунта в районах с богатыми летучими веществами отложениями как геологический процесс в масштабах всей Солнечной системы: точка зрения до Галилея». Icarus . 122 (1): 63–78. Bibcode :1996Icar..122...63M. doi :10.1006/icar.1996.0109.
  15. ^ Томас, МФ; Макьюэн, А.С.; Дандас, КМ (май 2020 г.). «Современное истощение массы в богатых сульфатами осадках в экваториальных регионах Марса». Icarus . 342 : 113566. Bibcode :2020Icar..34213566T. doi :10.1016/j.icarus.2019.113566. S2CID  213058440.
  16. ^ Bindschadler, DL; Head, JW (август 1988). «Диффузное рассеяние радара на поверхности Венеры: происхождение и последствия для распределения почв». Earth, Moon, and Planets . 42 (2): 133–149. Bibcode : 1988EM&P...42..133B. doi : 10.1007/BF00054542. S2CID  120272183.
  17. ^ Черепаха, Элизабет П.; Кестхей, Ласло П.; МакИвен, Альфред С.; Радебо, Яни; Милаццо, Моисей; Симонелли, Дэймон П.; Гейсслер, Пол; Уильямс, Дэвид А.; Перри, Джейсон; Джагер, Винди Л. (май 2004 г.). «Последние наблюдения Ио Галилео SSI: орбиты G28-I33». Икар . 169 (1): 3–28. Бибкод : 2004Icar..169....3T. дои : 10.1016/j.icarus.2003.10.014.
  18. ↑ Торнбери 1969, стр. 83.
  19. ^ ab Thornbury 1969, стр. 83–85.
  20. ^ abc Mücher, Herman; van Steijn, Henk; Kwaad, Frans (2018). «Коллювиальные и массовые отложения». Интерпретация микроморфологических особенностей почв и реголитов : 21–36. doi :10.1016/B978-0-444-63522-8.00002-4. ISBN 9780444635228.
  21. ↑ Торнбери 1969, стр. 90.
  22. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Prentice-Hall. стр. 631. ISBN 0136427103.
  23. ^ ab Thornbury 1969, стр. 47.
  24. ^ Паркер, Роберт Н.; Денсмор, Александр Л.; Россер, Николас Дж.; де Мишель, Марчелло; Ли, Юн; Хуан, Руньцю; Вадкоут, Сиобхан; Петли, Дэвид Н. (июль 2011 г.). «Массовое истощение, вызванное землетрясением в Вэньчуане 2008 г., больше, чем орогенический рост» (PDF) . Nature Geoscience . 4 (7): 449–452. Bibcode : 2011NatGe...4..449P. doi : 10.1038/ngeo1154. S2CID  140541040.
  25. ↑ Торнбери 1969, стр. 558.
  26. ^ Айверсон, Р. М.; Джордж, Д. Л.; Оллстадт, К .; Рейд, М. Э.; Коллинз, Б. Д.; Валланс, Дж. В.; Шиллинг, С. П.; Годт, Дж. В.; Кэннон, К. М.; Магирл, Ч. С.; Баум, Р. Л.; Ко, Дж. А.; Шульц, WH; Бауэр, Дж. Б. (февраль 2015 г.). «Подвижность оползней и опасности: последствия катастрофы в Осо 2014 г.». Earth and Planetary Science Letters . 412 : 197–208. Bibcode : 2015E&PSL.412..197I. doi : 10.1016/j.epsl.2014.12.020 .
  27. ^ Шустер, Роберт Л. (1986). Оползневые плотины: процессы, риск и смягчение: материалы сессии . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: ASCE. ISBN 978-0-87262-524-2.
  28. ^ Миллиган, Марк (май 2005 г.). «Повторный визит к оползню в Тисл, округ Юта, штат Юта». Заметки об исследовании . 37 (2) . Получено 28 октября 2009 г.
  29. ^ Мун, Вики; Симпсон, Кристин Дж. (апрель 2002 г.). «Крупномасштабное массовое истощение древних вулканических материалов». Инженерная геология . 64 (1): 41–64. Bibcode : 2002EngGe..64...41M. doi : 10.1016/S0013-7952(01)00092-8.
  30. ^ Hildenbrand, A.; Marques, FO; Catalão, J. (декабрь 2018 г.). «Крупномасштабное массовое истощение на небольших вулканических островах, выявленное в ходе исследования острова Флорес (Азорские острова)». Scientific Reports . 8 (1): 13898. Bibcode :2018NatSR...813898H. doi :10.1038/s41598-018-32253-0. PMC 6141455 . PMID  30224744. 
  31. ^ Форнари, Дэниел Дж.; Гарсия, Майкл О.; Тайс, Роберт К.; Галло, Дэвид Г. (10 декабря 1988 г.). «Морфология и структура подводной горы Лоихи на основе картографирования с помощью гидролокатора Seabeam». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 93 (B12): 15227–15238. Bibcode : 1988JGR....9315227F. doi : 10.1029/JB093iB12p15227.
  32. ^ Кэри, Стивен; Баллард, Роберт; Белл, Кэтрин LC; Белл, Ричард Дж.; Конналли, Патрик; Дондин, Фредерик; Фуллер, Сара; Гобин, Джудит; Милославич, Патрисия; Филлипс, Бреннан; Роман, Крис; Сейбел, Брэд; Сиу, Нам; Смарт, Клара (ноябрь 2014 г.). «Холодные просачивания, связанные с подводным обломочным лавинным отложением на вулкане Кик'ем Дженни, Гренада (Малые Антильские острова)». Исследования глубоководных районов, часть I: Океанографические исследовательские документы . 93 : 156–160. Bibcode : 2014DSRI...93..156C. doi : 10.1016/j.dsr.2014.08.002.
  33. ^ Гликен, Гарри (1996). «Обвал оползня и обломков 18 мая 1980 г., вулкан Сент-Хеленс, штат Вашингтон». Отчет Геологической службы США в открытом доступе . Отчет в открытом доступе. 96–677. doi : 10.3133/ofr96677 . Получено 25 ноября 2021 г.
  34. ^ ван Бик, Ренс; Каммераат, Эрик; Андреу, Висенте; Миковски, Слободан Б.; Доррен, Луук (2008). «Процессы на склонах холмов: массовые потери, устойчивость склонов и эрозия». Устойчивость склонов и борьба с эрозией: экотехнологические решения . стр. 17–64. doi :10.1007/978-1-4020-6676-4_3. ISBN 978-1-4020-6675-7.
  35. ^ Аду-Боахен, К.; Дадсон, И.Й.; Йике, П. (2020). «Геоморфологическая оценка знаний о массовом потреблении ресурсов в водосборном бассейне Вейджи в Гане». Журнал ADRRI (многопрофильный) . 29 (1(6)): 89–112 . Получено 26 ноября 2021 г.
  36. ^ Де Блазио, Фабио Витторио (2011). Введение в физику оползней: лекции по динамике массовых потерь . Дордрехт. С. 280. ISBN 9789400711228.{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  37. ^ Аб ван Бик и др. 2008, с. 48.
  38. ^ Mulyono, A; Subardja, A; Ekasari, I; Lailati, M; Sudirja, R; Ningrum, W (февраль 2018 г.). "Гидромеханика растительности для стабилизации склонов". Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 118 (1): 012038. Bibcode : 2018E&ES..118a2038M. doi : 10.1088/1755-1315/118/1/012038 . ISSN  1755-1307. S2CID  134151880.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Массовые перемещения (геология) .