stringtranslate.com

Эоловые процессы

Ветровая эрозия почвы у подножия Чимборасо , Эквадор
Камень, высеченный дрейфующим песком под Фортификационной скалой в Аризоне (фото Тимоти Х. О'Салливана , Геологическая служба США, 1871 г.)

Эоловые процессы , также называемые эоловыми , [1] относятся к ветровой активности в изучении геологии и погоды и, в частности, к способности ветра формировать поверхность Земли ( или других планет ). Ветры могут разрушать , переносить и откладывать материалы и являются эффективными агентами в регионах с редкой растительностью , недостатком почвенной влаги и большим запасом рыхлых отложений . Хотя вода является гораздо более мощной эрозионной силой, чем ветер, эоловые процессы важны в засушливых средах, таких как пустыни . [2]

Термин происходит от имени греческого бога Эола , хранителя ветров. [3] [4]

Определение и настройка

Эоловые процессы — это процессы эрозии , переноса и отложения осадков , которые вызваны ветром на поверхности земли или вблизи нее. [1] Отложения осадков, образованные в результате воздействия ветра, и осадочные структуры, характерные для этих отложений, также называются эоловыми . [5 ]

Эоловые процессы наиболее важны в районах, где мало или совсем нет растительности. [1] Однако эоловые отложения не ограничиваются засушливым климатом. Они также наблюдаются вдоль береговых линий; вдоль русел рек в полузасушливом климате; в районах обильного песка, выветренного из слабосцементированных выходов песчаника ; и в районах ледникового вымывания . [6]

Лесс , который представляет собой ил, отложенный ветром, распространен в условиях влажного и субгумидного климата. Большая часть Северной Америки и Европы залегает под песком и лессом плейстоценового возраста, образовавшимися в результате ледникового выноса. [6]

Подветренная сторона речных долин в полузасушливых регионах часто покрыта песком и песчаными дюнами. Примерами в Северной Америке являются реки Платт , Арканзас и Миссури . [6]

Ветровая эрозия

Песок, сдуваемый с гребня дюн Келсо в пустыне Мохаве , Калифорния.
Последствия ветровой эрозии на пирамиде в Гизе, май 1972 г.

Ветер разрушает поверхность Земли путем дефляции (удаления рыхлых, мелкозернистых частиц турбулентным воздействием ветра) и путем абразии (износа поверхностей шлифовальным действием и пескоструйной обработкой переносимыми ветром частицами). После того, как частицы увлекаются ветром, столкновения между ними еще больше разрушают их, этот процесс называется истиранием . [7]

Во всем мире водная эрозия более значительна, чем ветровая, но ветровая эрозия важна в полузасушливых и засушливых регионах. [8] Ветровая эрозия усиливается некоторыми видами деятельности человека, такими как использование транспортных средств с полным приводом . [9]

Дефляция

Дефляция — это подъем и удаление рыхлого материала с поверхности турбулентностью ветра. [10] [11] Это происходит посредством трех механизмов: тяга/поверхностная ползучесть, сальтация и суспензия. Тяга или поверхностная ползучесть — это процесс скольжения или перекатывания более крупных зерен по поверхности. Сальтация относится к частицам, подпрыгивающим по поверхности на короткие расстояния. Взвешенные частицы полностью увлекаются ветром, который переносит их на большие расстояния. [12] Сальтация, вероятно, составляет 50–70 % дефляции, в то время как суспензия составляет 30–40 %, а поверхностная ползучесть составляет 5–25 %. [13]

Регионы, которые испытывают интенсивную и устойчивую эрозию, называются зонами дефляции. [14] Большинство эоловых зон дефляции состоят из пустынного мостового , плоской поверхности из обломков скал, которая остается после того, как ветер и вода удаляют мелкие частицы. Каменный покров в пустынных мостовых защищает лежащий под ним материал от дальнейшей дефляции. Области пустынного мостового образуют регс или каменистые пустыни Сахары . Они далее делятся на каменистые области, называемые хамадас , и области мелких камней и гравия, называемые серирс . [7] Пустынный мостовой чрезвычайно распространен в пустынных условиях. [15]

Выбросы — это впадины, образованные ветровой дефляцией. Выбросы, как правило, небольшие, но могут достигать нескольких километров в диаметре. Самые маленькие — это просто ямочки глубиной 0,3 метра (1 фут) и диаметром 3 метра (10 футов). К самым крупным относятся выбросы в Монголии, которые могут быть 8 километров (5 миль) в поперечнике и от 60 до 100 метров (от 200 до 400 футов) в глубину. Большая впадина в Вайоминге , США, простирается на 14 на 9,7 километров (9 на 6 миль) и имеет глубину до 90 метров (300 футов). [7]

Абразивность

Ярданы в пустыне Цайдам , провинция Цинхай , Китай

Абразия (иногда также называемая корразией ) — это процесс, при котором ветряные зерна сбивают или истирают материал с рельефа . Когда-то это считалось основным фактором эрозии пустыни, но к середине 20-го века это стало считаться гораздо менее важным. Ветер обычно может поднимать песок только на небольшое расстояние, при этом большая часть переносимого ветром песка остается в пределах 50 сантиметров (20 дюймов) от поверхности, и практически ни один из них обычно не переносится выше 2 метров (6 футов). Многие особенности пустыни, когда-то приписываемые ветровой абразией, включая ветряные пещеры, грибовидные скалы и сотовое выветривание, называемое тафони , теперь приписываются дифференциальному выветриванию, вымыванию дождем, дефляции, а не абразии или другим процессам. [7]

Ярданги — это один из видов пустынных особенностей, который широко приписывается ветровой абразией. Это скальные хребты высотой до десятков метров и длиной в километры, которые были обтекаемы пустынными ветрами. Ярданги характеризуются удлиненными бороздами или канавками, выровненными по направлению преобладающего ветра. Они образуются в основном в более мягком материале, таком как ил. [7]

Абразия приводит к полировке и ямкам, бороздкам, формовке и огранке открытых поверхностей. Они широко распространены в засушливых условиях, но геологически незначительны. Полированные или ограненные поверхности, называемые вентифактами, редки, для их образования требуются обильный песок, сильные ветры и отсутствие растительности. [7]

В некоторых частях Антарктиды переносимые ветром снежинки, которые технически являются осадками, также вызвали абразивный износ обнажившихся пород. [16]

Потертость

Истирание — это износ, возникающий при столкновениях частиц, вовлеченных в движущуюся жидкость. [17] [18] Оно эффективно для округления песчинок и придания им характерной матовой текстуры поверхности. [19]

Столкновения между переносимыми ветром частицами являются основным источником пыли размером 2-5 микрон. Большая ее часть образуется в результате удаления выветренного глинистого покрытия с зерен. [18]

Транспорт

Пыльная буря приближается к Спирмену, Техас , 14 апреля 1935 г.
Пыльная буря в Амарилло, Техас . Фотография FSA Артура Ротштейна (1936)
Огромная песчаная буря вот-вот накроет военный лагерь, надвигаясь на Аль-Асад , Ирак, незадолго до наступления темноты 27 апреля 2005 года.

Ветер доминирует в переносе песка и более мелких осадков в засушливых условиях. Перенос ветра также важен в перигляциальных областях, на поймах рек и в прибрежных районах. Прибрежные ветры переносят значительные объемы кремнисто-обломочных и карбонатных осадков вглубь суши, в то время как штормовые и пыльные бури могут переносить частицы глины и ила на большие расстояния. Ветер переносит большую часть осадков, отложенных в глубоких океанических бассейнах. [12] В эргах (пустынных песчаных морях) ветер очень эффективен при переносе песчинок размером и меньше. [20]

Частицы переносятся ветром посредством взвешивания, сальтации (скачки или подпрыгивания) и ползания (качения или скольжения) по земле. Минимальная скорость ветра для начала переноса называется порогом жидкости или статическим порогом и является скоростью ветра, необходимой для начала смещения зерен с поверхности. После начала переноса возникает каскадный эффект от отрыва зерен других зерен, так что перенос продолжается до тех пор, пока скорость ветра не упадет ниже динамического порога или порога удара , который обычно меньше порога жидкости. Другими словами, в системе переноса ветра наблюдается гистерезис . [12] [21]

Мелкие частицы могут удерживаться в атмосфере во взвешенном состоянии. Турбулентное движение воздуха поддерживает вес взвешенных частиц и позволяет им переноситься на большие расстояния. Ветер особенно эффективен при отделении зерен осадка размером менее 0,05 мм от более крупных зерен в виде взвешенных частиц. [12]

Сальтация — это движение частиц по ветру в серии скачков или прыжков. Сальтация наиболее важна для зерен размером до 2 мм. Сальтирующее зерно может ударить другие зерна, которые подпрыгнут, чтобы продолжить сальтацию. Зерно также может ударить более крупные зерна (размером более 2 мм), которые слишком тяжелы для прыжка, но которые медленно ползут вперед, поскольку их подталкивают сальтирующие зерна. [12] Поверхностное сползание составляет до 25 процентов движения зерен в пустыне. [13]

Растительность эффективна в подавлении эолового переноса. Растительного покрытия в размере всего 15% достаточно, чтобы устранить большую часть переноса песка. [22] [23] Размер прибрежных дюн ограничен в основном количеством открытого пространства между покрытыми растительностью участками. [6]

Эоловый транспорт из пустынь играет важную роль в экосистемах по всему миру. Например, ветер переносит минералы из Сахары в бассейн Амазонки . [24] Сахарская пыль также ответственна за формирование красных глинистых почв в Южной Европе. [25]

Пыльные бури

Пыльные бури — это ветровые бури, которые приносят с собой достаточно пыли, чтобы уменьшить видимость до менее 1 километра (0,6 мили). [26] [27] Большинство из них происходят в синоптическом (региональном) масштабе из-за сильных ветров вдоль погодных фронтов , [28] или локально из-за нисходящих порывов от гроз. [29] [30]

Пыльные бури влияют на урожай , людей и, возможно, даже климат . На Земле пыль может пересекать целые океаны, как это происходит с пылью из Сахары, которая достигает бассейна Амазонки . [30] Пыльные бури на Марсе периодически охватывают всю планету. [31] Когда космический аппарат Mariner 9 вышел на орбиту вокруг Марса в 1971 году, пылевая буря, длившаяся один месяц, накрыла всю планету, тем самым задержав задачу фотокартирования поверхности планеты. [32]

Большая часть пыли, переносимой пыльными бурями, находится в форме частиц размером с ил . Отложения этого переносимого ветром ила известны как лесс . Самое толстое известное отложение лесса, до 350 метров (1150 футов), находится на Лессовом плато в Китае . [33] Эта же самая азиатская пыль разносится на тысячи миль, образуя глубокие пласты в таких отдаленных местах, как Гавайи. [34] Пеорийский лесс в Северной Америке достигает толщины до 40 метров (130 футов) в некоторых частях западной Айовы . [35] Почвы, развитые на лессе, как правило, высокопродуктивны для сельского хозяйства. [36]

Небольшие вихри, называемые пылевыми дьяволами , распространены в засушливых районах и, как полагают, связаны с очень интенсивным локальным нагревом воздуха, что приводит к нестабильности воздушной массы. Пыльные дьяволы могут достигать высоты одного километра. [37] Пыльные дьяволы на Марсе наблюдались на высоте до 10 километров (6,2 мили), хотя это необычно. [38]

Отложение

Мескитовые плоские дюны в Долине Смерти, вид на горы Коттонвуд с северо-западного рукава Звездной дюны (2003 г.)
Эоловые отложения возле Аддехи, Кола-Тембиен , Эфиопия (2019 г.)

Ветер очень эффективен при отделении песка от ила и глины. В результате существуют отдельные песчаные (эрг) и илистые (лёссовые) эоловые отложения, с ограниченным переслаиванием между ними. Лёссовые отложения находятся дальше от первоначального источника осадков, чем эрги. Примером этого являются Сэнд-Хиллз в Небраске , США. Здесь стабилизированные растительностью песчаные дюны находятся на западе, а лёссовые отложения — на востоке, дальше от первоначального источника осадков в формации Огаллала у подножия Скалистых гор. [6]

Некоторые из наиболее значимых экспериментальных измерений эоловых рельефов были выполнены Ральфом Алджером Багнольдом [39] , британским военным инженером, работавшим в Египте до Второй мировой войны . Багнольд исследовал физику частиц, движущихся в атмосфере и осаждаемых ветром. [40] Он выделил два основных типа дюн: серповидную дюну, которую он назвал « бархан », и линейную дюну, которую он назвал продольную или «сейф» (по-арабски «меч»). Багнольд разработал схему классификации, которая включала мелкомасштабную рябь и песчаные пласты, а также различные типы дюн. [6]

Классификация Багнольда наиболее применима в областях, лишенных растительности. [6] В 1941 году Джон Тилтон Хэк добавил параболические дюны, которые находятся под сильным влиянием растительности, в список типов дюн. [41] Открытие дюн на Марсе оживило исследования эоловых процессов, [42] которые все чаще используют компьютерное моделирование. [39]

Ветроотложенные материалы содержат ключи к прошлым, а также к настоящим направлениям и интенсивности ветра. Эти особенности помогают нам понять современный климат и силы, которые его сформировали. [6] Например, обширные неактивные эрги в большей части современного мира свидетельствуют о том, что пояса пассатов позднего плейстоцена были значительно расширены во время последнего ледникового максимума. Ледяные керны показывают десятикратное увеличение невулканической пыли во время ледниковых максимумов. Самый высокий пик пыли в ледяных кернах Востока датируется 20–21 тысячей лет назад. Обильная пыль приписывается энергичной системе ветров низких широт и более открытому континентальному шельфу из-за низкого уровня моря. [43]

Нанесенные ветром песчаные тела встречаются в виде ряби и других мелкомасштабных образований, песчаных пластов и дюн .

Рябь и другие мелкомасштабные особенности

Ветер колышет песчаные дюны (барханы) в форме полумесяца на юго-западе Афганистана ( Систан )

Ветер, дующий на песчаную поверхность, создает на поверхности рябь, образуя гребни и впадины, длинные оси которых перпендикулярны направлению ветра. Средняя длина скачков во время сальтации соответствует длине волны или расстоянию между соседними гребнями ряби. В ряби самые грубые материалы собираются на гребнях, вызывая обратную градацию . Это отличает мелкую рябь от дюн, где самые грубые материалы обычно находятся во впадинах. Это также является отличительной чертой между рябью, отложенной водой, и эоловой рябью. [44]

Песчаная тень — это скопление песка на подветренной стороне препятствия, такого как валун или изолированный участок растительности. Здесь песок накапливается до угла естественного откоса (максимальный устойчивый угол наклона), около 34 градусов, затем начинает сползать вниз по скользящей поверхности участка. Песчаный обвал — это песчаная тень скалы или уступа. [6]

Тесно связаны с песчаными тенями песчаные заносы . Они образуются по ветру от зазора между препятствиями из-за воронкообразного эффекта препятствий на ветру. [6]

Песчаные листы

Песчаные пласты представляют собой плоские или слегка волнистые песчаные отложения с небольшой поверхностной рябью. Примером является песчаный пласт Селима в восточной пустыне Сахара, который занимает 60 000 квадратных километров (23 000 квадратных миль) на юге Египта и севере Судана . Он состоит из нескольких футов песка, покоящихся на коренной породе. Песчаные пласты часто бывают удивительно плоскими и иногда описываются как пустынные пенеплены . [6]

Песчаные пласты обычны в пустынных условиях, особенно на границах дюнных полей, хотя они также встречаются в пределах эргов. Условия, которые способствуют образованию песчаных пластов вместо дюн, могут включать поверхностную цементацию, высокий уровень грунтовых вод, воздействие растительности, периодические наводнения или осадки, богатые зернами, слишком грубыми для эффективного сальтирования. [45]

Дюны

Песчаные дюны Пустого квартала к востоку от оазиса Лива , Объединенные Арабские Эмираты

Дюна — это скопление осадков, сдуваемых ветром в насыпь или хребет . Они отличаются от песчаных теней или песчаных наносов тем, что не зависят от каких-либо топографических препятствий. [6] Дюны имеют пологие склоны против ветра с наветренной стороны. Подветренная часть дюны, подветренный склон, обычно представляет собой крутой склон лавины , называемый скользящей поверхностью . Дюны могут иметь более одной скользящей поверхности. Минимальная высота скользящей поверхности составляет около 30 сантиметров. [46]

Переносимый ветром песок движется вверх по пологому наветренному склону дюны путем скачка или ползания. Песок скапливается на краю, на вершине скользящей поверхности. Когда накопление песка на краю превышает угол естественного откоса , небольшая лавина зерен скатывается вниз по скользящей поверхности. Зерно за зерном дюна движется по ветру. [46]

Дюны имеют три общие формы. Линейные дюны, также называемые продольными дюнами или сейфами, выровнены в направлении преобладающих ветров. Поперечные дюны, которые включают серповидные дюны (барханы), выровнены перпендикулярно преобладающим ветрам. Более сложные дюны, такие как звездчатые дюны, образуются там, где направления ветров сильно изменчивы. Дополнительные типы дюн возникают из-за различных видов топографического воздействия, например, от изолированных холмов или уступов. [47]

Поперечные дюны

Типичная форма

Поперечные дюны встречаются в районах, где преобладает одно направление преобладающего ветра. В районах, где песок не в изобилии, поперечные дюны принимают форму барханов или серповидных дюн. Они не распространены, но они легко узнаваемы, с характерной формой полумесяца с кончиками полумесяца, направленными по ветру. Дюны широко разделены областями коренной породы или рег. Барханы мигрируют до 30 метров (98 футов) в год, причем более высокие дюны мигрируют быстрее. Барханы впервые образуются, когда какая-то незначительная топографическая особенность создает песчаный участок. Он вырастает в песчаную насыпь, и сходящиеся линии потоков воздушного потока вокруг насыпи придают ей характерную форму полумесяца. Рост в конечном итоге ограничивается грузоподъемностью ветра, который, по мере того как ветер насыщается осадками, создает скользящую поверхность дюны. Поскольку барханы развиваются в районах с ограниченной доступностью песка, они плохо сохраняются в геологической летописи. [48]

Там, где песка больше, поперечные дюны принимают форму дюн акле, таких как дюны западной Сахары. Они образуют сеть извилистых хребтов, перпендикулярных направлению ветра. [49] Дюны акле сохранились в геологической летописи как песчаник с большими наборами косой слоистости и множеством поверхностей реактивации. [48]

Драа — очень большие составные поперечные дюны. Они могут достигать 4000 метров (13000 футов) в поперечнике и 400 метров (1300 футов) в высоту и простираться в длину на сотни километров. По форме они напоминают большую акле или барханоидную дюну. Они формируются в течение длительного периода времени в областях с обильным песком и демонстрируют сложную внутреннюю структуру. Для определения морфологии драа, сохранившейся в геологической летописи, требуется тщательное трехмерное картирование. [50]

Линейные дюны

Песчаные дюны Руб-эль-Хали (Аравийская пустая четверть), снятые Terra (EOS AM-1). Большинство из этих дюн — это дюны сейф. Их происхождение от барханов подтверждается короткими остаточными «крючками», которые можно увидеть на многих дюнах. Ветер будет дуть слева направо.

Линейные дюны можно проследить на расстояние до десятков километров, а их высота иногда превышает 70 метров (230 футов). Обычно они имеют несколько сотен метров в поперечнике и расположены на расстоянии 1–2 километров (0,62–1,24 мили) друг от друга. Иногда они сливаются в Y-образный узел с развилкой, направленной против ветра. У них острый извилистый или ступенчатый гребень. Считается, что они образуются из-за бимодального сезонного ветрового режима, при этом слабый ветр характеризуется ветром, направленным под острым углом к ​​преобладающим ветрам сильного ветрового сезона. Сильный ветр создает барханную форму, а слабый ветр растягивает ее в линейную форму. Другая возможность заключается в том, что эти дюны являются результатом вторичного потока , хотя точный механизм остается неопределенным. [51]

Сложные дюны

Сложные дюны (звездные дюны или дюны рхурда) характеризуются наличием более двух оползневых поверхностей. Обычно они имеют ширину от 500 до 1000 метров (от 1600 до 3300 футов) и высоту от 50 до 300 метров (от 160 до 980 футов). Они состоят из центральной вершины с расходящимися гребнями и, как полагают, образуются там, где сильные ветры могут дуть с любого направления. Считается, что дюны в Гран-Десьерто-де-Алтар в Мексике образовались из линейных дюн-предшественников из-за изменения ветровой картины около 3000 лет назад. Сложные дюны показывают небольшой боковой рост, но сильный вертикальный рост и являются важными песчаными осадками. [52]

Другие типы дюн

Растительные параболические дюны имеют форму полумесяца, но концы полумесяца направлены против ветра, а не по ветру. Они образуются в результате взаимодействия участков растительности с активными источниками песка, такими как выбросы. Растительность стабилизирует рукава дюны, и иногда между рукавами дюны образуется удлиненное озеро. [53]

Глиняные дюны встречаются редко, но их можно найти в Африке, Австралии и вдоль побережья Мексиканского залива Северной Америки. [6] Они образуются на илистых отмелях на окраинах соленых водоемов, подверженных сильным преобладающим ветрам в сухой сезон. Глиняные частицы связываются солями в гранулы размером с песок и затем откладываются в дюнах, где возвращение прохладного сезона позволяет гранулам впитывать влагу и связываться с поверхностью дюны. [54]

Системы эоловых пустынь

Спутниковый снимок Сахары
Нестабильная погодная система движется по австралийской пустыне
Лёссовое плато возле Хунюаня, Шаньси

Пустыни покрывают от 20 до 25 процентов современной поверхности суши Земли, в основном между широтами от 10 до 30 градусов северной или южной широты. Здесь нисходящая часть тропической атмосферной циркуляции ( ячейка Хэдли ) создает высокое атмосферное давление и подавляет осадки. Большие площади этой пустыни покрыты песком, переносимым ветром. Такие области называются эргами , когда их площадь превышает около 125 квадратных километров (48 квадратных миль), или полями дюн, когда они меньше. Эрги и поля дюн составляют около 20% современных пустынь или около 6% от общей поверхности суши Земли. [55]

Песчаные районы современного мира несколько аномальны. В пустынях, как в настоящее время, так и в геологической летописи, обычно преобладают аллювиальные конусы выноса, а не поля дюн. Современное относительное обилие песчаных районов может отражать переработку третичных отложений после последнего ледникового максимума. [56] Большинство современных пустынь испытали экстремальные изменения климата в четвертичный период , и отложения, которые сейчас перемешиваются ветровыми системами, были сформированы в горных районах во время предыдущих плювиальных (влажных) периодов и перенесены в осадочные бассейны потоками рек. Отложения, уже отсортированные во время их первоначального речного переноса, были дополнительно отсортированы ветром, который также придал отложениям форму эоловых рельефов. [18]

Состояние эоловой системы зависит в основном от трех вещей: количества осадка, доступности осадка и транспортной способности ветров. Осадок в основном производится в плювиальные периоды (периоды большего количества осадков) и накапливается стоком в виде конусообразных дельт или конечных конусов выноса в осадочных бассейнах . Другим важным источником осадка является переработка карбонатных отложений на континентальных шельфах, обнаженных во время периодов низкого уровня моря. Доступность осадка зависит от грубости местного осадка, степени обнажения осадочных зерен, количества почвенной влаги и степени растительного покрова. Потенциальная скорость переноса ветра обычно больше фактической, поскольку запас осадка обычно недостаточен для насыщения ветра. Другими словами, большинство эоловых систем являются транспортно-ненасыщенными (или осадочно-ненасыщенными ). [57]

Системы эоловых пустынь можно разделить на влажные, сухие или стабилизированные. В сухих системах уровень грунтовых вод находится значительно ниже поверхности, где он не оказывает стабилизирующего воздействия на отложения. Формы дюн определяют, откладываются ли отложения, просто перемещаются по поверхности ( обходная система) или происходит эрозия. Влажные системы характеризуются уровнем грунтовых вод вблизи поверхности осадконакопления, что оказывает сильное влияние на отложение, обход или эрозию. Стабилизированные системы имеют значительную растительность, поверхностный цемент или грязевые покровы, которые доминируют в эволюции системы. Сахара демонстрирует полный спектр всех трех типов. [58]

Движение осадков в эоловых системах может быть представлено картами песчаных потоков. Они основаны на метеорологических наблюдениях, ориентациях ложа и тенденциях ярданов. Они аналогичны дренажным картам, но не так тесно связаны с топографией, поскольку ветер может переносить песок на значительные расстояния вверх по склону. [43]

Сахара в Северной Африке является крупнейшей жаркой пустыней в мире. [59] Линии потока можно проследить от эрга до эрга, демонстрируя очень длинный перенос по ветру. Спутниковые наблюдения показывают ярданги, выровненные с линиями песчаного потока. Все линии потока возникают в самой пустыне и показывают признаки циркуляции по часовой стрелке, примерно как ячейки высокого давления . Наибольшая дефляция происходит в высохших озерных ложах, где пассаты образуют низкоуровневую струю между горами Тибести и плато Эннеди . Линии потока в конечном итоге достигают моря, создавая большой шлейф сахарской пыли, простирающийся на тысячи километров в Атлантический океан. Это создает устойчивый дождь из ила в океан. По оценкам, через эту систему ежегодно переносится 260 миллионов тонн осадков, но во время последнего ледникового максимума их количество было намного больше , на основе глубоководных кернов. Минеральная пыль размером 0,1–1 микрон является хорошим рассеивателем коротковолнового излучения и оказывает охлаждающее воздействие на климат. [60]

Другим примером эоловой системы является засушливая внутренняя часть Австралии. При небольшом количестве топографических барьеров для движения песка, система ветров против часовой стрелки прослеживается системами продольных дюн. [61]

Эрги Намиб и Оман питаются прибрежными отложениями. Намиб получает свои отложения с юга через узкие коридоры дефляции от побережья, которые пересекают более 100 километров (62 мили) коренной породы до эрга. Оман был создан дефляцией морских шельфовых карбонатов во время последнего плейстоценового низкого уровня моря. [ 43]

Лессовое плато Китая было долгосрочным стоком для осадков во время четвертичного ледникового периода. Оно предоставляет запись оледенения в виде ледниковых лессовых слоев, разделенных палеосолями (ископаемыми почвами). Лессовые слои были отложены сильным северо-западным зимним муссоном, в то время как палеосоли регистрируют влияние влажного юго-восточного муссона. [43]

Африканская саванна в основном состоит из эргов, отложенных во время последнего ледникового максимума, которые теперь стабилизированы растительностью. [43]

Примеры

Основные глобальные эоловые системы, предположительно связанные с изменением погоды и климата:

В геологической летописи

Косая слоистость песчаника около дороги на гору Кармель, каньон Зайон

Эоловые процессы можно различить в геологической летописи еще в докембрии . Эоловые формации заметны в палеозое и мезозое западной части США. Другие примеры включают пермские красные лежени северо-западной Европы; юрско - меловую формацию Ботукату бассейна Парана в Бразилии; пермский нижний песчаник Бантер в Великобритании; пермско -триасовый песчаник Корри и песчаник Хоупман в Шотландии; и протерозойские песчаники Индии и северо-западной Африки. [58]

Возможно, лучшими примерами эоловых процессов в геологической летописи являются юрские эрги западной части США. К ним относятся песчаник Wingate , песчаник Navajo и песчаник Page . Отдельные формации разделены региональными несогласиями, что указывает на стабилизацию эрга. Эрги переплетаются с соседними речными системами, как песчаник Wingate переплетается с формацией Moenave , а песчаник Navajo — с формацией Kayenta . [66]

Песчаники Навахо и Наггет были частью крупнейшего месторождения эрга в геологической летописи. Эти формации имеют толщину до 700 метров (2300 футов) и обнажаются на площади более 265 000 квадратных километров (102 000 квадратных миль). Их первоначальная площадь, вероятно, в 2,5 раза превышала нынешнюю площадь обнажения. Хотя когда-то считалось, что они имеют морское происхождение, сейчас они практически повсеместно считаются эоловыми отложениями. Они состоят в основном из мелких и средних зерен кварца, которые хорошо окатаны и покрыты инеем, что является признаком эолового переноса. Навахо содержит огромные наборы плоских косых слоев с широкими предвестниками. Отдельные наборы косых слоев падают под углом более 20 градусов и имеют толщину от 5 до 35 метров (от 16 до 115 футов). Формация содержит окаменелости пресноводных беспозвоночных и следы позвоночных. Присутствуют структуры оползня (искаженная слоистость), которые напоминают те, что присутствуют в современных увлажненных дюнах. Последовательно мигрирующие дюны отложили вертикальное наложение эоловых слоев между междюнными ограничивающими поверхностями и региональными суперповерхностями. [58]

Группа пермских отложений Ротлигенд в Северном море и на севере Европы содержит отложения с прилегающих возвышенностей. Толщина песчаных тел эргов в пределах группы достигает 500 метров (1600 футов). Изучение косой слоистости показывает, что отложения отлагались атмосферной ячейкой по часовой стрелке. Буровые керны показывают сухие и влажные междюнные поверхности и региональные суперповерхности и предоставляют доказательства пяти или более циклов расширения и сжатия эрга. Глобальный подъем уровня моря в конце концов затопил эрг и отложил слои Вайслигенда. [67]

Песчаник Cedar Mesa в Юте был современником Rogliegend. Эта формация регистрирует по крайней мере 12 последовательностей эргов, ограниченных региональными суперповерхностями дефляции. Эоловые формы рельефа, сохранившиеся в формации, варьируются от влажных песчаных пластов и озерных палеосолей (ископаемая почва) до тонких, хаотично расположенных наборов дюн и равновесной конструкции эрга, с дюнами шириной от 300 до 400 метров (от 980 до 1310 футов), мигрирующими по еще более крупным драам. Драа пережили отдельные климатические циклы, и их междюны были местами зарождения барханов во время засушливых частей климатических циклов. [66]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Allaby, Michael (2013). "эоловые процессы (eolian processes)". Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Оксфорд: Oxford University Press. ISBN 9780199653065.
  2. ^ "Эоловые процессы". Пустыни: геология и ресурсы . Геологическая служба США. 1997. Получено 24 августа 2020 г.
  3. ^ "Aeolian". Dictionary.com . Dictionary.com LLC. 2020 . Получено 24 августа 2020 .
  4. ^ "aeolian" . Оксфордский словарь английского языка (Электронная правка). Oxford University Press . (Требуется подписка или членство в участвующем учреждении.)
  5. ^ Джексон, Джулия А., ред. (1997). "eolian". Словарь геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  6. ^ abcdefghijklm Торнбери, Уильям Д. (1969). Принципы геоморфологии (2-е изд.). Нью-Йорк: Wiley. С. 292–300. ISBN 0471861979.
  7. ^ abcdef Торнбери 1969, стр. 288–294.
  8. ^ Лал, Р. (2017). "Эрозия почвы ветром и водой: проблемы и перспективы". Методы исследования эрозии почвы (ред. 0002). Милтон, Великобритания: Routledge. ISBN 9780203739358.
  9. ^ Ретта, А.; Вагнер, Л.Е.; Татарко, Дж. (2014). «Влияние торговли военными транспортными средствами на растительность и плотность почвы в Форт-Беннинге, Джорджия» (PDF) . Труды ASABE . 57 (4): 1043–1055. doi :10.13031/trans.57.10327. ISSN  2151-0032. S2CID  9602605 . Получено 14 января 2016 г. .
  10. ↑ Торнбери 1969, стр. 289.
  11. ^ Джексон 1997, «дефляция».
  12. ^ abcde Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Верхняя Сэддл-Ривер, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. С. 258–268. ISBN 0131547283.
  13. ^ ab Zheng, Fenli; Wang, Bin (2014). "Эрозия почвы в регионе Лессового плато Китая". Восстановление и развитие деградировавшего Лессового плато, Китай . Монографии экологических исследований. стр. 77–92. doi :10.1007/978-4-431-54481-4_6. ISBN 978-4-431-54480-7.
  14. ^ Jolivet, M.; Braucher, R.; Dovchintseren, D.; Hocquet, S.; Schmitt, J.-M. (август 2021 г.). «Эрозия вокруг крупномасштабной топографической возвышенности в полузасушливом осадочном бассейне: взаимодействие между речной эрозией, эоловой эрозией и эоловым переносом» (PDF) . Геоморфология . 386 : 107747. Bibcode :2021Geomo.38607747J. doi :10.1016/j.geomorph.2021.107747. S2CID  234855671.
  15. ^ Кук, Рональд У. (1993). Геоморфология пустынь. Лондон: UCL Press. стр. 68. ISBN 9780203020593. Получено 8 марта 2022 г. .
  16. ^ Национальный географический альманах по географии, 2005, стр. 166, ISBN 0-7922-3877-X . 
  17. ^ Джексон 1997, «истощение».
  18. ^ abc Leeder, MR (2011). Седиментология и осадочные бассейны: от турбулентности к тектонике (2-е изд.). Чичестер, Западный Сассекс, Великобритания: Wiley-Blackwell. С. 24–25. ISBN 9781405177832.
  19. ^ Марголис, Стэнли В.; Кринсли, Дэвид Х. (1971). «Субмикроскопическое иней на эоловых и подводных кварцевых песчаных зернах». Бюллетень Геологического общества Америки . 82 (12): 3395. doi :10.1130/0016-7606(1971)82[3395:SFOEAS]2.0.CO;2.
  20. ^ Лидер 2011, стр. 296.
  21. ^ Рафаэле, Лоренцо; Бруно, Лука; Пеллери, Франко; Прециози, Луиджи (декабрь 2016 г.). «Сальтация песка, переносимого ветром: статистический подход к определению пороговой скорости сдвига жидкости». Эоловые исследования . 23 : 79–91. Бибкод : 2016AeoRe..23...79R. дои : 10.1016/j.aeolia.2016.10.002.
  22. ^ Ланкастер, Николас; Баас, Энди (1 января 1998 г.). «Влияние растительного покрова на перенос песка ветром: полевые исследования на озере Оуэнс, Калифорния». Earth Surface Processes and Landforms . 23 (1): 69–82. Bibcode : 1998ESPL...23...69L. doi : 10.1002/(SICI)1096-9837(199801)23:1<69::AID-ESP823>3.0.CO;2-G. ISSN  1096-9837.
  23. ^ Ян, Ючун; Сюй, Синлян; Синь, Сяопин; Ян, Гуйся; Ван, Сюй; Ян, Руируй; Чен, Баоруй (1 декабря 2011 г.). «Влияние растительного покрова на накопление эоловой пыли в полузасушливой степи северного Китая». КАТЕНА . 87 (3): 351–356. Бибкод : 2011Caten..87..351Y. дои : 10.1016/j.catena.2011.07.002.
  24. ^ Корен, Илан; Кауфман, Йорам Дж; Вашингтон, Ричард; Тодд, Мартин К; Рудич, Йинон; Мартинс, Дж. Вандерлей; Розенфельд, Дэниел (2006). «Впадина Боделе: единственное место в Сахаре, которое поставляет большую часть минеральной пыли в леса Амазонки». Environmental Research Letters . 1 (1): 014005. Bibcode : 2006ERL.....1a4005K. doi : 10.1088/1748-9326/1/1/014005 . ISSN  1748-9326 . Получено 14 января 2016 г.
  25. ^ Muhs, Daniel R.; Budahn, James; Avila, Anna; Skipp, Gary; Freeman, Joshua; Patterson, DeAnna (сентябрь 2010 г.). «Роль африканской пыли в формировании четвертичных почв на Майорке, Испания, и ее влияние на генезис красных средиземноморских почв». Quaternary Science Reviews . 29 (19–20): 2518–2543. Bibcode : 2010QSRv...29.2518M. doi : 10.1016/j.quascirev.2010.04.013.
  26. ^ Аллаби 2013, «пыльная буря».
  27. ^ Ланкастер, Н. (2014). «Эоловые процессы». Справочный модуль по системам Земли и наукам об окружающей среде : B9780124095489091260. doi :10.1016/B978-0-12-409548-9.09126-0. ISBN 9780124095489.
  28. ^ Рашки, А.; Миддлтон, Нью-Джерси; Гуди, А.С. (январь 2021 г.). «Пыльные бури в Иране — распределение, причины, частота и последствия». Aeolian Research . 48 : 100655. Bibcode : 2021AeoRe..4800655R. doi : 10.1016/j.aeolia.2020.100655. S2CID  229440204.
  29. ^ "Что такое пыльная буря?". SciJinks . Национальное управление океанических и атмосферных исследований США . Получено 10 марта 2022 г.
  30. ^ ab "Песчаные и пыльные бури". Всемирная метеорологическая организация. 8 февраля 2017 г. Архивировано из оригинала 18 декабря 2023 г. Получено 10 марта 2022 г.
  31. ^ Мерсманн, Кэтрин (18 сентября 2015 г.). «Факт и вымысел марсианских пылевых бурь». NASA . Получено 11 марта 2022 г.
  32. ^ Hsui, Albert T. (2001). "Geology of Mars: Aeolian" . Получено 30 сентября 2012 г. .
  33. ^ Чжу, Юаньцзюнь; Цзя, Сяосюй; Шао, Минган (июль 2018 г.). «Изменения толщины лесса на лессовом плато Китая». Surveys in Geophysics . 39 (4): 715–727. Bibcode : 2018SGeo...39..715Z. doi : 10.1007/s10712-018-9462-6. S2CID  133922132.
  34. ^ Курц, Эндрю С.; Дерри, Луис А.; Чедвик, Оливер А. (2001). «Накопление азиатской пыли на гавайских почвах: изотопный, элементный и минеральный балансы массы» (PDF) . Geochimica et Cosmochimica Acta . 65 (12): 1971–1983. Bibcode :2001GeCoA..65.1971K. doi :10.1016/S0016-7037(01)00575-0. ISSN  0016-7037 . Получено 14 января 2016 г. .
  35. ^ Мухс, Дэниел Р.; Крупный рогатый скот, Стивен Р.; Круви, Онн; Руссо, Дени-Дидье; Сун, Чимин; Сарате, Марсело А. (2014). "Лёсс Рекордс". Минеральная пыль . стр. 411–441. дои : 10.1007/978-94-017-8978-3_16. ISBN 978-94-017-8977-6.
  36. ^ Гетис, Артур; Джудит Гетис и Джером Д. Феллманн (2000). Введение в географию, седьмое издание. МакГроу Хилл . п. 99. ИСБН 0-697-38506-X.
  37. ^ "Пыльные дьяволы: эфемерные вихри могут вызвать неприятности". Arizona Vacation Planner. Архивировано из оригинала 18 июля 2012 года . Получено 5 октября 2007 года .
  38. ^ Джексон, Брайан (март 2020 г.). «О связи радиусов пылевых дьяволов и высот». Icarus . 338 : 113523. arXiv : 1910.14135 . Bibcode :2020Icar..33813523J. doi :10.1016/j.icarus.2019.113523. PMC 6894178 . PMID  31806915. 
  39. ^ ab Boggs 2006, стр. 260.
  40. ^ Кенн, MJ (1991). «Ральф Алджер Бэгнольд. 3 апреля 1896 г. - 28 мая 1990 г.». Биографические мемуары членов Королевского общества . 37 : 56–68. дои : 10.1098/rsbm.1991.0003. S2CID  72031353.
  41. ^ Хэк, Джон Т. (1941). «Дюны западной страны навахо». Географический обзор . 31 (2): 240–263. Bibcode : 1941GeoRv..31..240H. doi : 10.2307/210206. JSTOR  210206.
  42. ^ Лидер 2011, стр. 159.
  43. ^ abcde Leeder 2011, стр. 297.
  44. ^ Лидер 2011, стр. 155–161.
  45. ^ Kocurek, Gary; Nielson, Jamie (декабрь 1986 г.). «Условия, благоприятные для формирования эоловых песчаных покровов в теплом климате». Sedimentology . 33 (6): 795–816. Bibcode :1986Sedim..33..795K. doi :10.1111/j.1365-3091.1986.tb00983.x.
  46. ^ ab Boggs 2006, стр. 260–263.
  47. ^ Лидер 2011, стр. 162.
  48. ^ ab Leeder 2011, стр. 163.
  49. ^ Джексон 1997, «aklé.
  50. ^ Лидер 2011, стр. 164.
  51. ^ Лидер 2011, стр. 164–167.
  52. ^ Лидер 2011, стр. 167–168.
  53. ^ Лидер 2011, стр. 168–169.
  54. ^ Боулер, Дж. М. (декабрь 1973 г.). «Глинистые дюны: их возникновение, формирование и экологическое значение». Earth-Science Reviews . 9 (4): 315–338. Bibcode : 1973ESRv....9..315B. doi : 10.1016/0012-8252(73)90001-9.
  55. ^ Боггс 2006, стр. 258.
  56. ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Prentice-Hall. С. 642–646. ISBN 0136427103.
  57. ^ Лидер 2011, стр. 297, 162–163.
  58. ^ abc Boggs 2006, стр. 263–268.
  59. ^ Кук, Керри Х.; Визи, Эдвард К. (2015). «Обнаружение и анализ усиленного потепления пустыни Сахара». Журнал климата . 28 (16): 6560. Bibcode : 2015JCli...28.6560C. doi : 10.1175/JCLI-D-14-00230.1 .
  60. ^ Лидер 2011, стр. 299–301.
  61. ^ Лидер 2011, стр. 301.
  62. ^ «Сахарская пыль питает растения Амазонки». 24 февраля 2015 г.
  63. ^ Аллаби 2013, «Ветер Харматтан (доктор)».
  64. ^ "Ill Winds". Science News Online . Архивировано из оригинала 19 марта 2004 года . Получено 6 октября 2001 года .
  65. ↑ Хойнацкий, Мэтью (1 мая 2015 г.). «Постоянная эоловая активность в кратере Индевор, Меридиан Планум, Марс; новые наблюдения с орбиты и поверхности». Икар . 251 : 275–290. Бибкод : 2015Icar..251..275C. дои :10.1016/j.icarus.2014.04.044 . Проверено 19 октября 2021 г.
  66. ^ ab Leeder 2011, стр. 314.
  67. ^ Лидер 2011, стр. 312.

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки