Прорывы - это песчаные впадины в экосистеме песчаных дюн ( псаммосере ), вызванные выносом наносов ветром .
Обычно наблюдаемые в прибрежных районах и на засушливых окраинах, выбросы, как правило, образуются, когда ветер размывает участки голого песка на стабилизированных растительных дюнах. Как правило, выбросы на активно текущих дюнах не образуются из-за того, что они должны быть ограничены какой-либо протяженностью, например корнями растений. Эти впадины обычно начинаются на более высоких частях стабилизированных дюн из-за того, что высыхание и возмущения более значительны, что обеспечивает большее сопротивление поверхности и унос наносов, когда песок голый. В большинстве случаев обнажения быстро восстанавливаются до того, как они могут превратиться в выбросы и расшириться; однако, когда есть возможности, ветровая эрозияможет снизить поверхность экспонирования и создать туннельный эффект, который увеличивает скорость ветра. Депрессия может продолжаться до тех пор, пока она не коснется неразрушаемого субстрата или пока ее морфология не ограничит ее. Эродированные вещества поднимаются по крутым склонам впадины и осаждаются на подветренной стороне выброса, что может образовать дюну, покрывающую растительность, и привести к большей площади депрессии; процесс, который помогает создавать параболические дюны . [1]
Растительность
Несмотря на то, что в дюнах по всему миру обитает большое количество разнообразной растительности , большинство видов растений играют ключевую роль в определении того, будут ли возникать выбросы, в результате того, насколько сильна их защитная кожа может подавлять эрозию и насколько способны некоторые виды-первопроходцы. может подавить дальнейшую эрозию, если откроется дюна. [2]
Защитная кожа
В первом случае основная задача защитной кожи - противостоять возмущениям, которые приведут к образованию открытых обнажений и выбросам. Чтобы предотвратить эрозию, растительность помогает снизить напряжение сдвига, покрывая поверхность и механически связывая почву вместе. Защитная оболочка состоит из растительности, которая находится над и под землей, а также из разлагающегося растительного опада. Кроме того, защитная кожа также может состоять из самых разных видов, которые могут составлять окружающую среду, такую как луга и лес. Однако изменение климата может напрямую повлиять на здоровье растений, что может сделать кожу хрупкой; тем не менее, скорость изменения может занять некоторое время и может быть разной для стабилизированных дюн в разных условиях. [2]
Пионерские виды
Как только нарушения разрушают часть защитной кожи, воздействие может расширяться и разрушать другие части кожи; тем не менее, некоторая растительность, например виды-первопроходцы , может осесть в отверстии и предотвратить дальнейшее расширение и дефляцию. Несмотря на то, что некоторые виды растений могут быть классифицированы как колонизаторы, эти растения, как правило, выдерживают высокие скорости осаждения отложений и плохие условия содержания питательных веществ при выбросе. Более того, если выброс все же образуется, отложенный материал, который выходит из депрессии, может либо продолжать откладываться с большей скоростью, чем может расти пионерная растительность, либо снова стабилизироваться. В основном из-за изменений климата виды-колонизаторы сильно зависят от условий окружающей среды, которые могут резко измениться, в отличие от растительности на защитной коже. [2]
Прибрежные песчаные дюны находятся в непосредственной близости от пляжа и образуются, когда ветер уносит сухой песок вглубь суши за пределы пляжа. Отсюда следует, что это может произойти только тогда, когда вдали от пляжа есть участок достаточно ровной земли. Со временем эта довольно негостеприимная поверхность будет заселена первопроходцами. Эти виды (например, маррамовая трава ) стабилизируют дюны и препятствуют их дальнейшему перемещению. В процессе сукцессии растений эти дюны в конечном итоге превратятся в лесные массивы (в зависимости от климата) и сформируется зрелая почва. [3]
Выбросы представляют собой важную среду обитания для флоры и фауны . [4]
Нарушения
Нарушения - это обычно фразы для определения причины, вызывающей обнажение вегетативной кожи, что приводит к образованию выброса. Нарушения, описываемые скорее как события, представляют собой термины, описывающие скорость, с которой прорывы создают отверстие и расширяются, однако существует множество типов нарушений, которые могут проникать через защитную вегетативную кожу. Несмотря на то, что многие факторы могут влиять на образование прорыва, возмущения обычно имеют три характеристики, позволяющие определить, будет ли депрессия формироваться и расширяться. Первое свойство гласит, что нарушения должны иметь глубину проникновения, превышающую прочность защитной вегетативной кожи. Просто, если брешь не может удалить защитную растительность, ветровая эрозия не может создать депрессию в стабилизированных дюнах . Второе свойство утверждает, что перенос отложений в экспозиции будет ограничен, если пространственный охват экспозиции слишком мал. Если предположить, что отверстие очень плотно, длина захвата также будет очень ограниченной, что не позволит вынести большое количество частиц осадка из зоны воздействия. Наконец, третье свойство гласит, что пространственная конфигурация нарушенных отверстий сильно влияет на длину захвата и перенос наносов в обнажении. Если бы существовали многочисленные нарушенные участки, граничащие друг с другом в направлении ветра, ветровая эрозия могла бы удалять и переносить большие количества частиц отложений, которые могли бы вызвать выбросы. Таким образом, хотя масштаб нарушений действительно способствует образованию выбросов, эти характеристики обычно помогают определить, могут ли эоловые процессы создавать депрессию или нет. [2]
Динамика и морфология воздушного потока
После появления обнажения морфология выброса зависит от взаимодействия скорости и направления ветра со стабилизированной растительностью и топографией дюны . Существует широкий спектр типов выбросов, которые формируются в зависимости от этих факторов; однако научное сообщество в основном использует два типа выбросов: желоб и блюдце. Хотя нет очевидной причины, почему в конкретном регионе образуется один тип, а не другой, выбросы «блюдца» обычно имеют полукруглую форму и форму «блюдца», в то время как выбросы желобов имеют более вытянутую форму с глубокими впадинами дефляции и более крутыми склонами. Тем не менее, у обоих типов выбросов есть структуры, которые могут повлиять на ветровой поток в бассейне. [5]
В желобах топография конструкции может ускорять потоки и образовывать струи, которые приводят к максимальной эрозии по дну бассейна дефляции и расширяют в поперечном направлении склоны выброса. Кроме того, когда ветер обтекает боковые стенки выброса, перенос наносов максимален в средней оси впадины осадконакопления, что приводит к образованию параболической дюны . [5] Хотя в некоторых исследованиях, таких как Hesp и Prinlge (2001), отмечалось, что ветровой поток, который был наклонен к ориентации выбросов, втягивался в депрессию из-за зоны низкого давления в бассейне дефляции и направлялся параллельно ориентации желоба. задуть. Однако в исследовании Смита, Джексона и Купера (2014) мало доказательств того, что поток ветра направлялся вдоль оси выброса, скорее поток оставался постоянным в том направлении, в котором он шел раньше, или имел другие характеристики, такие как турбулентность. отрывные потоки. [6]
Выдувание тарелок указывает на замедление ветрового потока вдоль бассейна сдувания, поскольку конструкция со временем расширяется за счет реверсирования потоков, размывающих стороны и расширяющихся против ветра. Из-за быстрого замедления тарелки имеют тенденцию образовывать короткие широкие радиальные откосы отложений. [5] Когда поток ветра входит в обдув в форме блюдца, скорость ветра уменьшается при входе в обдув и ускоряется на подветренной стороне формации. Зона разделения развивается вдоль подветренного склона по мере того, как ветер входит в выброс и его скорость уменьшается, но при этом он снова ускоряется, поскольку он снова присоединяется к бассейну и течет вверх к выступу осадконакопления, где происходит эвакуация песка. [7]
Несмотря на то, что они в большей степени влияют на морфологию противовыбросовых структур, оба типа в основном имеют тенденцию к размыванию бассейнов дефляции, пока они не достигнут своего неэродируемого базового уровня. Исследование, проведенное Hesp (1982), показывает, что длина отложений коррелирует не с глубиной размыва, а с шириной выброса. Другими словами, по мере увеличения лепестка осадконакопления ширина выброса также увеличивается в соотношении от 1: 2 до 1: 3 при выбросах тарелок и 1: 4 при выбросах желобов. [5]
Смотрите также
- Эоловые процессы - процессы, вызванные ветровой деятельностью
- Стабилизация песчаных дюн
- Редфилдия , также известная как надувная трава - Род трав.
- Меданос
- Экология песчаных дюн
- Sandhills (Небраска) - Экологический регион Небраски, США
- Ярданг - обтекаемая форма эолового рельефа.
Рекомендации
- ↑ Ливингстон, Ян и Эндрю Уоррен. Эолова геоморфология: введение . Уэсли Лонгман Лимитед, 1996. Печать.
- ^ a b c d Барчин, Томас Э. и Крис Х. Гугенгольц. «Реактивация дюнных полей с ограниченным предложением в результате прорыва: концептуальная основа для характеристики состояния». Геоморфология, 201 (2013): 172-182.
- ^ Hugenholtz, CH и Wolfe, SA 2006. Морфодинамика и климат-контроль двух эоловых выбросов на северных Великих равнинах, Канада. Процессы земной поверхности и формы рельефа 31 (12): 1540-1557.
- ↑ Ридберг, Пенсильвания, 1895. Флора песчаных холмов Небраски. Вклады Национального гербария США 3: 133-203.
- ^ a b c d Hesp, Патрик. «Foredunes и выбросы: инициирование, геоморфология и динамика». Геоморфология, 48.1 (2002): 245-268.
- ^ Смит, Томас Эндрю Джордж, Дерек Джексон и Эндрю Купер. «Воздушный поток и модели переноса эоловых отложений в пределах выброса прибрежного желоба при боковом ветре». Процессы земной поверхности и формы рельефа, 39.14 (2014): 1847-1854.
- ^ Гугенгольц, Крис Х и Стивен А. Вульф. «Взаимодействие формы и потока при выбросе эоловой тарелки». Процессы земной поверхности и формы рельефа , 34 (2009): 919-928.
Внешние ссылки
- Библиография эоловых исследований