stringtranslate.com

Соль (геология)

Соль песка

В геологии сальтация (от лат. saltus  'скачок, прыжок') — это особый тип переноса частиц жидкостями, такими как ветер или вода . Это происходит, когда рыхлые материалы удаляются из ложа и переносятся жидкостью, прежде чем будут перенесены обратно на поверхность. Примерами служат перенос гальки реками, перенос песка по пустынным поверхностям, сдувание почвы по полям и снегопад по гладким поверхностям, таким как в Арктике или канадских прериях . [ требуется ссылка ]

Процесс

При низких скоростях жидкости сыпучий материал катится вниз по течению, оставаясь в контакте с поверхностью. Это называется ползучестью или рептацией . Здесь силы, оказываемые жидкостью на частицу, достаточны только для того, чтобы катить 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, достаточны для того, чтобы поднять некоторые частицы с поверхности. Эти частицы ускоряются жидкостью и тянутся вниз под действием силы тяжести, заставляя их двигаться по примерно баллистическим траекториям. [2] Если частица набрала достаточную скорость от ускорения жидкостью, она может выбросить или разбрызгать другие частицы в сальтации, [3] что распространяет процесс. [4] В зависимости от поверхности частица также может распасться при ударе или выбросить гораздо более мелкие осадки с поверхности. В воздухе этот процесс бомбардировки сальтацией создает большую часть пыли в пыльных бурях. [5] В реках этот процесс повторяется непрерывно, постепенно размывая русло реки, но также перенося свежий материал из выше по течению.

Скорость, с которой поток может перемещать частицы путем сальтации, определяется формулой Багнольда .

Суспензия обычно влияет на мелкие частицы («мелкие» означает ~70 микрометров или меньше для частиц в воздухе). [5] Для этих частиц вертикальные силы сопротивления, вызванные турбулентными колебаниями в жидкости, по величине близки к весу частицы. Эти мелкие частицы переносятся жидкостью во взвешенном состоянии и переносятся вниз по течению. Чем меньше частица, тем менее важна нисходящая тяга гравитации и тем дольше частица, вероятно, останется во взвешенном состоянии. Ограждение, спроектированное с отверстиями, может смягчить сальтацию, уменьшая скорость частиц, и песок скапливается на подветренной стороне ограждения. [6]


Проветривание песка дюн в аэродинамической трубе.

Исследование 2008 года показало, что сальтирующие частицы песка вызывают статическое электрическое поле посредством трения. Сальтирующий песок приобретает отрицательный заряд относительно земли, что в свою очередь ослабляет больше частиц песка, которые затем начинают сальтировать. Было обнаружено, что этот процесс удваивает количество частиц, предсказанное предыдущей теорией. [7] Это важно в метеорологии, поскольку в первую очередь 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 для конденсации водяного пара.

Песок, ударяющийся о песок, с большей вероятностью прилипнет; песок, ударяющийся о более сплошную поверхность, с большей вероятностью отскочит. Этот цикл обратной связи помогает песку накапливаться и создавать дюны .

Лавины

Слои сальтации также могут образовываться в лавинах . [ необходима ссылка ]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Багнольд, Ральф (1941). Физика переносимых ветром песков и пустынных дюн . Нью-Йорк: Метуэн. ISBN 0486439313.[ нужна страница ]
  2. ^ Кок, Джаспер; Партели, Эрик; Майклс, Тимоти I; Карам, Диана Боу (2012). «Физика переносимого ветром песка и пыли». Reports on Progress in Physics . 75 (10): 106901. arXiv : 1201.4353 . Bibcode : 2012RPPh...75j6901K. doi : 10.1088/0034-4885/75/10/106901. PMID  22982806. S2CID  206021236.
  3. ^ Райс, MA; Уиллеттс, BB; Макьюэн, IK (1995). «Экспериментальное исследование множественных выбросов зерен, полученных при столкновении сальтирующих зерен с плоским слоем». Седиментология . 42 (4): 695–706. Bibcode : 1995Sedim..42..695R. doi : 10.1111/j.1365-3091.1995.tb00401.x.
  4. ^ Багнольд, Ральф (1941). Физика переносимых ветром песков и пустынных дюн . Нью-Йорк: Метуэн. ISBN 0486439313.
  5. ^ ab Shao, Yaping, ред. (2008). Физика и моделирование ветровой эрозии. Гейдельберг: Springer. ISBN 9781402088957.[ нужна страница ]
  6. ^ Чжан, Нин; Ли, Сан Джун; Чэнь, Тин-Го (январь 2015 г.). «Траектории сальтирующих песчаных частиц за пористым ограждением». Геоморфология . 228 : 608–616. Bibcode : 2015Geomo.228..608Z. doi : 10.1016/j.geomorph.2014.10.028. пористое ветровое ограждение эффективно сдерживает дальнейшую эволюцию сальтирующих песчаных частиц
  7. ↑ Electric Sand Findings, Мичиганский университет, 6 января 2008 г.

Внешние ссылки