В геологии сальтация (от латинского saltus «прыжок») — это особый тип переноса частиц такими жидкостями , как ветер или вода . Это происходит, когда сыпучие материалы удаляются из слоя и переносятся жидкостью перед транспортировкой обратно на поверхность. Примеры включают перенос гальки реками, занос песка над поверхностью пустыни, выдувание почвы над полями и занос снега по гладким поверхностям, например, в Арктике или канадских прериях . [ нужна цитата ]
При низких скоростях жидкости сыпучий материал скатывается вниз по течению, оставаясь в контакте с поверхностью. Это называется ползучестью или рептацией . Здесь сил, действующих со стороны жидкости на частицу, достаточно лишь для того, чтобы перевернуть частицу вокруг точки контакта с поверхностью.
Как только скорость ветра достигает определенного критического значения, называемого порогом удара или жидкости , [1] силы сопротивления и подъемной силы, оказываемые жидкостью, становятся достаточными, чтобы поднять некоторые частицы с поверхности. Эти частицы ускоряются жидкостью и притягиваются вниз под действием силы тяжести, заставляя их двигаться примерно по баллистическим траекториям. [2] Если частица приобрела достаточную скорость в результате ускорения жидкостью, она может выбросить или разбрызгать другие частицы в процессе сальтации, [3] что усиливает процесс. [4] В зависимости от поверхности частица также может распасться при ударе или выбросить с поверхности гораздо более мелкий осадок. В воздухе этот процесс сальтационной бомбардировки создает большую часть пыли во время пылевых бурь. [5] В реках этот процесс повторяется постоянно, постепенно разрушая русло реки, но также перенося свежий материал из верхнего течения.
Скорость, с которой поток может перемещать частицы за счет сальтации, определяется формулой Бэгнольда .
Суспензия обычно воздействует на мелкие частицы («маленькие» означает ~70 микрометров или меньше для частиц в воздухе). [5] Для этих частиц силы вертикального сопротивления, возникающие из-за турбулентных колебаний жидкости, по величине аналогичны весу частицы. Эти более мелкие частицы переносятся жидкостью во взвешенном состоянии и переносятся вниз по течению. Чем меньше частица, тем менее важна сила тяжести, направленная вниз, и тем дольше частица может оставаться во взвешенном состоянии. Забор с отверстиями может смягчить сальтацию за счет уменьшения скорости частиц, а песок скапливается на подветренной стороне забора. [6]
Исследование 2008 года показало, что сальтирующие частицы песка создают статическое электрическое поле за счет трения. Соляный песок приобретает отрицательный заряд по отношению к земле, что, в свою очередь, разрыхляет больше частиц песка, которые затем начинают сальтировать. Было обнаружено, что этот процесс удваивает количество частиц, предсказанное предыдущей теорией. [7] Это важно для метеорологии, поскольку именно сальтация частиц песка вытесняет более мелкие частицы пыли в атмосферу. Частицы пыли и другие аэрозоли, такие как сажа, влияют на количество солнечного света, получаемого атмосферой и землей, и являются ядрами конденсации водяного пара.
Слои сальтации также могут образовываться при лавинах . [ нужна цитата ]
пористое ветрозащитное ограждение эффективно препятствует дальнейшему выделению сальтирующих частиц песка