stringtranslate.com

осыпь

Осыпь у подножия горы Ямнуска , Альберта , Канада .

Осыпь — это совокупность обломков скальной породы у подножия скалы или другой крутой скальной массы, накопившейся в результате периодических камнепадов . Формы рельефа, связанные с этими материалами, часто называют осыпными отложениями . Отложения осыпей обычно имеют вогнутую вверх форму, где максимальный наклон соответствует углу естественного откоса среднего размера частиц обломков . Точное определение осыпи в первичной литературе несколько смягчено и часто совпадает как с осыпью , так и с коллювием . [1]

Термин « осыпь» происходит от древнескандинавского термина, обозначающего оползень , skriða , [2] , тогда как термин «осыпь» — французское слово, означающее склон или насыпь. [3] [4]

В высокогорных арктических и субарктических районах осыпные склоны и осыпные отложения обычно примыкают к холмам и речным долинам. Эти крутые склоны обычно возникают в результате перигляциальных процессов позднего плейстоцена . [5] Известные места осыпей на востоке Северной Америки включают Ледяные пещеры в Национальной зоне отдыха Уайт-Рокс на юге Вермонта и Ледяную гору на востоке Западной Вирджинии [6] в Аппалачах . Осыпи наиболее распространены в Пиренеях ,  Альпах , Варискане , Апеннинах , Орокантабрии и Карпатах , на Пиренейском полуострове и в Северной Европе. [7]

Описание

Термин «осыпь» применяется как к неустойчивому крутому горному склону, состоящему из обломков горных пород и других обломков, так и к самой смеси обломков горных пород и обломков. [8] [9] [10] Это во многом синоним осыпи , материала, который накапливается у основания выступающей массы скалы, [9] [11] или осыпного склона , формы рельефа, состоящей из осыпей. [12] Термин «осыпь» иногда используется в более широком смысле для любого листа рыхлых фрагментов породы, покрывающего склон, тогда как осыпь используется в более узком смысле для материала, который накапливается у подножия скалы или другого каменистого склона, из которого он явно подвергся эрозии. [9]

Осыпь образована камнепадом, [10] [13] , что отличает ее от коллювия . Коллювий — это обломки горных пород или почвы, которые откладываются в результате дождевых волн , волн или медленного сползания вниз по склону , обычно у подножия пологих склонов или склонов холмов. [14] Однако термины осыпь , осыпь , [9] [10] и иногда коллювий [1] имеют тенденцию использоваться как синонимы. Термин «осыпные отложения » иногда используется, чтобы отличить форму рельефа от материала, из которого она сделана. [15]

Часто предполагается, что склоны осыпей близки к углу естественного откоса . Это уклон, при котором куча сыпучего материала становится механически нестабильной. Однако внимательное изучение склонов осыпей показывает, что к углу естественного откоса близки только те из них, которые либо быстро накапливают новый материал, либо испытывают быстрое удаление материала из своего основания. Большинство осыпных склонов менее крутые и часто имеют вогнутую форму, поэтому подножие склонов менее крутые, чем вершина склона. [16] [17]

Формирование

Осыпные конусы на северном берегу Исфьорда , Шпицберген , Норвегия .

Образование осыпных и осыпных отложений происходит в результате физического и химического выветривания , действующего на скальную породу, и эрозионных процессов , переносящих материал вниз по склону.

Выделяют пять основных стадий эволюции осыпных склонов: (1) аккумуляция, (2) консолидация, (3) выветривание, (4) вторжение растительности и, наконец, (5) деградация склонов.

Осыпные склоны образуются в результате накопления рыхлого, крупнозернистого материала. Однако внутри самого осыпного склона в целом наблюдается хорошая сортировка осадков по размерам: более крупные частицы быстрее накапливаются у подножия склона. [18] Цементация происходит, когда мелкозернистый материал заполняет промежутки между обломками. Скорость консолидации зависит от состава склона; глинистые компоненты быстрее связывают мусор, чем песчаные . Если выветривание превысит поступление осадка, растения могут пустить корни. Корни растений уменьшают силы сцепления между грубыми и мелкими компонентами, ухудшая склон. [19] Преобладающие процессы, разрушающие горный склон, во многом зависят от регионального климата (см. ниже), а также от термических и топографических напряжений, управляющих материалом материнской породы. Примеры доменов процессов включают в себя:

Процессы физического выветривания

Осыпь в нижней части долины Май на горе Ауруз (Верхние Альпы, Франция).

Образование осыпей обычно связывают с образованием льда на склонах горных пород. Наличие швов , трещин и других неоднородностей в каменной стене может позволить осадкам , грунтовым водам и поверхностным стокам течь через скалу. Если температура падает ниже точки замерзания жидкости, содержащейся в породе, например, в особенно холодные вечера, эта вода может замерзнуть. Поскольку вода при замерзании расширяется на 9%, она может создавать большие силы, которые либо создают новые трещины, либо заклинивают блоки в нестабильное положение. Для этого могут потребоваться особые граничные условия (быстрое замерзание и удержание воды). [20] Считается, что образование осыпей при замерзании и оттаивании наиболее распространено весной и осенью, когда дневные температуры колеблются около точки замерзания воды, а таяние снега дает достаточно свободной воды.

Эффективность процессов замораживания-оттаивания при производстве осыпи является предметом постоянных дискуссий. Многие исследователи полагают, что образование льда в крупных системах открытых трещин не может создать достаточно высокое давление, чтобы вызвать растрескивание материнских пород, и вместо этого предполагают, что вода и лед просто вытекают из трещин по мере роста давления. [21] Многие утверждают, что морозное пучение , подобное тому, которое, как известно, действует на почву в районах вечной мерзлоты , может играть важную роль в деградации скал в холодных местах. [22] [23]

Со временем скальный склон может быть полностью покрыт собственной осыпью, и добыча нового материала прекратится. Тогда говорят, что склон «покрыт» обломками. Однако, поскольку эти месторождения еще не консолидированы, все еще существует вероятность разрушения самих склонов месторождений. Если отвал осыпей сместится и частицы превысят угол естественного откоса, сама осыпь может соскользнуть и разрушиться.

Процессы химического выветривания

Такие явления, как кислотные дожди , также могут способствовать химическому разложению горных пород и образованию более рыхлых отложений.

Процессы биотического выветривания

Биотические процессы часто пересекаются как с физическими, так и с химическими режимами выветривания, поскольку организмы, взаимодействующие с горными породами, могут механически или химически изменять их.

Лишайники часто растут на поверхности или внутри камней. В частности, во время начального процесса колонизации лишайник часто вставляет свои гифы в небольшие трещины или плоскости минерального расщепления , существующие во вмещающей породе. [24] По мере роста лишайника гифы расширяются и заставляют трещины расширяться. Это увеличивает вероятность фрагментации, что может привести к камнепадам. В процессе роста слоевища лишайника небольшие фрагменты вмещающей породы могут внедряться в биологическую структуру и ослаблять породу.

Замораживание-оттаивание всего тела лишайника вследствие микроклиматических изменений влажности может попеременно вызывать термическое сжатие и расширение, [24] что также оказывает нагрузку на вмещающую породу. Лишайник также производит ряд органических кислот в качестве побочных продуктов метаболизма. [24] Они часто вступают в реакцию с вмещающей породой, растворяя минералы и разбивая субстрат на рыхлые отложения.

Взаимодействие с окружающим ландшафтом

Осыпи часто скапливаются у подножия ледников, скрывая их от окружающей среды. Например, Лех-дель-Дракон в группе Селла в Доломитовых Альпах образовался из талых вод ледника и скрыт под толстым слоем осыпи. Обломочный покров ледника влияет на энергетический баланс и, следовательно, на процесс таяния. [25] [26] Начнет ли ледниковый лед таять быстрее или медленнее, определяется толщиной слоя осыпи на его поверхности.

Количество энергии, достигающей поверхности льда под обломками, можно оценить с помощью одномерного, однородного материального предположения закона Фурье : [26]

,

где k — теплопроводность материала обломков, T s — температура окружающей среды над поверхностью обломков, T i — температура на нижней поверхности обломков, d — толщина слоя обломков.

Покрытый осыпью ледник , Лех-дель-Дракон , Италия

Обломки с низким значением теплопроводности или высоким термическим сопротивлением не будут эффективно передавать энергию леднику, а это означает, что количество тепловой энергии, достигающей поверхности льда, существенно уменьшается. Это может изолировать ледник от поступающей радиации.

Альбедо , или способность материала отражать поступающую энергию излучения, также является важным качеством, которое следует учитывать . Как правило, обломки будут иметь более низкое альбедо, чем покрытый им ледниковый лед, и, таким образом, будут отражать меньше поступающей солнечной радиации. Вместо этого обломки будут поглощать энергию излучения и передавать ее через покровный слой на границу раздела обломков и льда.

Если лед покрыт относительно тонким слоем мусора (толщиной менее 2 сантиметров), эффект альбедо наиболее важен. [27] По мере накопления осыпей на вершине ледника альбедо льда начнет уменьшаться. Вместо этого ледник будет поглощать поступающую солнечную радиацию и передавать ее верхней поверхности льда. Затем ледник начинает поглощать энергию и использовать ее в процессе таяния.

Однако как только толщина покрова обломков достигает 2 и более сантиметров, эффект альбедо начинает рассеиваться. [27] Вместо этого покров из обломков будет изолировать ледник, предотвращая проникновение поступающей радиации в осыпь и достижение поверхности льда. [27] Помимо каменистых обломков, толстый снежный покров может образовывать изолирующий покров между холодной зимней атмосферой и субнивийскими пространствами на осыпях. [28] В результате почва, коренная порода, а также подземные пустоты в осыпях не замерзают на больших высотах.

Микроклимат

Осыпь имеет множество мелких пустот, а ледяная пещера — несколько крупных впадин. Благодаря просачиванию и циркуляции холодного воздуха нижняя часть осыпных склонов имеет тепловой режим, аналогичный ледяным пещерам.

Поскольку подповерхностный лед отделен от поверхности тонкими, проницаемыми слоями отложений, осыпи испытывают просачивание холодного воздуха со дна склона, где отложения самые тонкие. [6] Этот замерзающий циркулирующий воздух поддерживает температуру внутренней осыпи на 6,8–9,0 °C ниже, чем температура внешней осыпи. [29] Эти термические аномалии <0 °C возникают на глубине до 1000 м ниже участков со средней годовой температурой воздуха 0 °C.

Пятнистая вечная мерзлота , образующаяся при условиях <0 °C, вероятно, существует у подножия некоторых осыпных склонов, несмотря на среднегодовую температуру воздуха 6,8–7,5 °C. [29]

Биоразнообразие

В последний ледниковый период в Скандинавском ледниковом покрове образовался узкий свободный ото льда коридор , [30] привнесший на местность таежные виды. Эти бореальные растения и животные до сих пор обитают в современной высокогорной и субарктической тундре , а также высокогорных хвойных лесах и болотах . [31] [32]

Микроклимат осыпей , поддерживаемый циркуляцией ледяного воздуха, создает микросреды обитания , в которых обитают таежные растения и животные, которые иначе не смогли бы выжить в региональных условиях. [6]

Исследовательская группа Академии наук Чешской Республики под руководством физико-химика Властимила Ружички, проанализировав 66 осыпных склонов, опубликовала в 2012 году в журнале Journal of Natural History статью , в которой сообщается, что: «Эта микросреда обитания, а также промежутки между осыпными блоками в других местах на этом склоне Этот склон замерзающей осыпи представляет собой классический пример палео- рефугиума , который вносит значительный вклад в защиту и поддержание региональное ландшафтное биоразнообразие ». [6]

Ледяная гора , массивная осыпь в Западной Вирджинии , поддерживает совершенно иное распределение видов растений и животных, чем в северных широтах. [6]

Осыпь работает

Бег по осыпям - это бег по осыпям; что может быть очень быстрым, поскольку осыпь движется вместе с бегунком. По некоторым осыпным склонам уже невозможно бежать, поскольку камни сдвинуты вниз. [33] [34] [35]

Смотрите также

Викискладе есть медиафайлы по теме Scree.
Найдите осыпь  или осыпь в Викисловаре, бесплатном словаре.

Рекомендации

  1. ^ ab Оползни: расследование и смягчение последствий. Тернер, А. Кейт, 1941-, Шустер, Роберт Л. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии. 1996. ISBN 0-309-06208-Х. ОСЛК  33102185.{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  2. ^ Харпер, Дуглас. «осыпь». Интернет-словарь этимологии . Проверено 20 апреля 2006 г.
  3. ^ Харпер, Дуглас. «осыпь». Интернет-словарь этимологии . Проверено 1 декабря 2008 г.
  4. ^ "Осыпь". Языковой портал bab.la. Проверено 10 декабря 2011 г.
  5. ^ Ружичка, Властимил; Хаер, Яромир (1 декабря 1996 г.). «Пауки (Araneae) из каменистых обломков Северной Чехии». Арахнологические Миттейлунгены . 12 : 46–56. дои : 10.5431/aramit1202 . ISSN  1018-4171.
  6. ^ abcde Ружичка, Властимил; Захарда, Милослав; Немцова, Ленка; Шмилауэр, Петр; Некола, Джеффри К. (сентябрь 2012 г.). «Перигляциальный микроклимат на низкогорных осыпных склонах поддерживает реликтовое биоразнообразие». Журнал естественной истории . 46 (35–36): 2145–2157. дои : 10.1080/00222933.2012.707248. ISSN  0022-2933. S2CID  86730753.
  7. ^ Валахович, Милан; Дирсен, Клаус; Димопулос, Панайотис; Хадач, Эмиль; Лойди, Хавьер; Муцина, Ладислав; Росси, Грациано; Тендеро, Франсиско Валле; Томаселли, Марчелло (июнь 1997 г.). «Растительность на осыпях - краткий обзор высших синтаксонов Европы». Folia Geobotanica et Phytotaxonomica . 32 (2): 173–192. дои : 10.1007/BF02803739. ISSN  0015-5551. S2CID  223142.
  8. ^ "осыпь" . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации.)
  9. ^ abcd Джексон, Джулия А., изд. (1997). «осыпь». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  10. ^ abc Аллаби, Майкл (2013). «осыпь». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065.
  11. ^ Джексон 1997, «осыпь».
  12. ^ Торнбери, Уильям Д. (1969). Основы геоморфологии (2-е изд.). Нью-Йорк: Уайли. п. 66. ИСБН 0471861979.
  13. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. п. 176. ИСБН 0136427103.
  14. ^ Джексон 1997, «коллювий».
  15. ^ Броуди, AG; Плухар, CJ; Сток, генеральный директор; Гринвуд, штат Вашингтон (1 мая 2015 г.). «Приповерхностное геофизическое изображение осыпного месторождения в долине Йосемити, Калифорния». Экологические и инженерные геонауки . 21 (2): 111–127. doi : 10.2113/gseegeosci.21.2.111.
  16. ^ Стэтхэм, И. (июль 1973 г.). «Развитие осыпных склонов в условиях движения поверхностных частиц». Труды Института британских географов (59): 41–53. дои : 10.2307/621711. JSTOR  621711.
  17. ^ Стэтхэм, Ян (январь 1976 г.). «Модель камнепада осыпного склона». Процессы на поверхности Земли . 1 (1): 43–62. дои : 10.1002/особенно 3290010106.
  18. ^ Киркби, MJ; Стэтхэм, Ян (май 1975 г.). «Движение камней на поверхности и образование осыпей». Журнал геологии . 83 (3): 349–362. Бибкод : 1975JG.....83..349K. дои : 10.1086/628097. ISSN  0022-1376. S2CID  129310011.
  19. ^ Гербер, Э.; Шайдеггер, А.Е. (май 1974 г.). «О динамике осыпных склонов». Рок-механика . 6 (1): 25–38. Бибкод : 1974RMFMR...6...25G. дои : 10.1007/BF01238051. ISSN  0035-7448. S2CID  129262031.
  20. ^ Уолли, ВБ (1984). «Камнепады». В Брансдене, Д.; Прайор, Д.Б. (ред.). Наклонная нестабильность . Чичестер: Джон Уайли и сыновья. стр. 217–256.
  21. ^ Халлет, Б (2006). «Почему замерзшие камни ломаются?». Наука . 314 (5802): 1092–1093. дои : 10.1126/science.1135200. PMID  17110559. S2CID  140686582.
  22. ^ Уолдер, Дж; Халлет, Б. (1985). «Теоретическая модель разрушения горных пород при замерзании». Бюллетень Геологического общества Америки . 96 (3): 336–346. Бибкод : 1985GSAB...96..336W. doi :10.1130/0016-7606(1985)96<336:ATMOTF>2.0.CO;2.
  23. ^ Мертон, Дж.Б.; Петерсон, Р; Озуф, JC (2006). «Разлом коренной породы в результате сегрегации льда в холодных регионах». Наука . 314 (5802): 1127–1129. Бибкод : 2006Sci...314.1127M. дои : 10.1126/science.1132127. PMID  17110573. S2CID  37639112.
  24. ^ abc Цзе, Чен; Блюм, Ханс-Петер (октябрь 2002 г.). «Выветривание горных пород лишайниками в Антарктике: закономерности и механизмы». Журнал географических наук . 12 (4): 387–396. дои : 10.1007/BF02844595. ISSN  1009-637X. S2CID  128666735.
  25. ^ Бенн, ДИ; Эванс, DJ A (2010). Ледники и оледенение, 2-е изд . Лондон: Ходдер-Арнольд. ISBN 9780340905791.
  26. ^ Аб Накаво, М.; Янг, Дж.Дж. (1981). «Полевые эксперименты по определению влияния слоя обломков на абляцию ледникового льда». Анналы гляциологии . 2 : 85–91. Бибкод : 1981AnGla...2...85N. дои : 10.3189/172756481794352432 . ISSN  0260-3055.
  27. ^ abc östrem, Гуннар (январь 1959 г.). «Таяние льда под тонким слоем морены и существование ледяных кернов в моренных грядах». Географический Анналер . 41 (4): 228–230. дои : 10.1080/20014422.1959.11907953. ISSN  2001-4422.
  28. ^ Уиллер, Ральф А. (июнь 1990 г.). «Пауки есть пауки…». Южный медицинский журнал . 83 (6): 723. дои : 10.1097/00007611-199006000-00037. ISSN  0038-4348. ПМИД  2356505.
  29. ^ аб Захарда, Милослав; Гуд, Мартин; Ружичка, Властимил (июль 2007 г.). «Термический режим трех невысоких осыпных склонов в Центральной Европе». Вечная мерзлота и перигляциальные процессы . 18 (3): 301–308. дои : 10.1002/ppp.598. S2CID  129472548.
  30. ^ Четвертичные оледенения: масштабы и хронология. Элерс, Юрген, 1948-, Гиббард, Филип Л. (Филип Леонард), 1949- (1-е изд.). Амстердам: Эльзевир. 2004. ISBN 0-08-047407-1. ОСЛК  318641379.{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка )
  31. ^ Таллис, Дж. Х. (1991). История растительного сообщества: долгосрочные изменения в распространении и разнообразии растений (1-е изд.). Лондон: Чепмен и Холл. ISBN 0-412-30320-5. ОСЛК  23255468.
  32. ^ Хайкова, Петра; Хорсак, Михал; Гаек, Михал (01 января 2012 г.), «2 Позднеледниковая и голоценовая история известковых болот Западных Карпат», Известковые болота Словакии , KNNV Publishing, стр. 13–20, doi : 10.1163/9789004277960_003, ISBN 978-90-04-27796-0, получено 17 декабря 2020 г.
  33. ^ Симпсон, Питер. «Бег по экрану». Энциклопедия Новой Зеландии .
  34. ^ Шорт, Дэвид (01 февраля 2012 г.). «Экрана бегущего безумия». Пустыня . Проверено 21 декабря 2020 г.
  35. ^ Нетлтон, Джон. «Бег по экрану». Фонд дикой природы . Проверено 21 декабря 2020 г.