Ruchy masowe - Mass wasting

Szyszki Talus produkowane przez masowe wyniszczenie, północny brzeg Isfjord , Svalbard , Norwegia .
Masowe wyniszczenie w Palo Duro Canyon , Zachodni Teksas (2002)

Marnowanie masy , znane również jako ruch zbocza lub ruch masy , to proces geomorficzny , w którym gleba , piasek , regolit i skała przesuwają się w dół zbocza zazwyczaj jako stała , ciągła lub nieciągła masa , w dużej mierze pod wpływem siły grawitacji , często o właściwościach przepływu jak w przepływach gruzu i błotne . Rodzaje masowego marnowania obejmują pełzanie , ślizganie się, przepływy, przewracanie się i upadki, każdy z własnymi charakterystycznymi cechami i zachodzący w skali czasowej od sekund do setek lat. Masowe wyniszczenie występuje zarówno na lądowych, jak i podwodnych zboczach i zostało zaobserwowane na Ziemi , Marsie , Wenus i księżycach Jowisza Io i Ganimedes .

Gdy siła grawitacji działająca na zbocze przekracza jego siłę oporu, następuje zniszczenie zbocza (marnowanie masy). Wytrzymałość i spójność materiału skarpy oraz wielkość tarcia wewnętrznego w materiale pomagają utrzymać stabilność skarpy i są określane zbiorczo jako wytrzymałość skarpy na ścinanie . Najbardziej stromy kąt, jaki może utrzymać niespójne zbocze bez utraty stabilności, nazywany jest kątem spoczynku . Kiedy zbocze wykonane z luźnego materiału posiada ten kąt, jego wytrzymałość na ścinanie równoważy działającą na nie siłę grawitacji.

Masowe wyniszczenie może następować w bardzo wolnym tempie, szczególnie na obszarach bardzo suchych lub na obszarach, na których występują dostateczne opady deszczu, tak że roślinność ustabilizowała powierzchnię. Może ona również występować w bardzo dużej prędkości, takiego jak w rockslides lub obsunięcia ziemi , z katastrofalnymi skutkami, bezpośredniego lub opóźnione, na przykład , wynikające z tworzenia zapory osuwiskowymi . Czynnikami, które zmieniają potencjał masowego wyniszczenia są: zmiana kąta nachylenia stoku, osłabienie materiału przez wietrzenie , zwiększenie zawartości wody, zmiany pokrywy roślinnej i przeciążenia.

Boki wulkanu mogą stać się zbyt strome, powodując niestabilność i masowe marnotrawstwo. Jest to obecnie uznana część wzrostu wszystkich aktywnych wulkanów. Widać go na wulkanach podwodnych, a także wulkanach powierzchniowych: Loihi w łańcuchu gór podwodnych Hawaiian-Emperor i Kick 'em Jenny w Łuku Wulkanicznym Małych Antyli to dwa podwodne wulkany, o których wiadomo, że ulegają masowemu niszczeniu. Awaria północnej flanki Mount St Helens w 1980 roku pokazała, jak szybko flanki wulkaniczne mogą się deformować i zawodzić.

Rola wody

Woda może zwiększyć lub zmniejszyć stabilność zbocza w zależności od jej ilości. Niewielkie ilości wody mogą wzmacniać glebę, ponieważ napięcie powierzchniowe wody zwiększa spójność gleby. Dzięki temu gleba jest bardziej odporna na erozję, niż gdyby była sucha. Jeśli obecna jest zbyt duża ilość wody, może ona działać zwiększając ciśnienie w porach, zmniejszając tarcie i przyspieszając proces erozji i powodując różnego rodzaju masowe marnotrawstwo (np. spływy błotne, osuwiska itp.). Dobrym tego przykładem jest wymyślenie zamku z piasku . Woda musi być zmieszana z piaskiem, aby zamek zachował swój kształt. Jeśli doda się za dużo wody, piasek się spłukuje, jeśli doda się jej za mało, piasek opada i nie może zachować swojego kształtu. Woda zwiększa również masę gleby, co jest ważne, ponieważ wzrost masy oznacza, że ​​nastąpi wzrost prędkości w przypadku wystąpienia marnowania masy. Jednak nasycona woda ułatwia proces masowego marnowania, ponieważ szczątki skał i gleby są łatwo spłukiwane ze zbocza.

Rodzaje

W oparciu o sposób, w jaki gleba, regolit lub skała przemieszczają się w dół zbocza jako całości, ruchy masowe można ogólnie sklasyfikować jako pełzanie i osuwiska.

Skradać się

Pełzanie gleby to powolny i długotrwały ruch masowy. Połączenie niewielkich ruchów gleby lub skał w różnych kierunkach w czasie jest kierowane przez grawitację stopniowo w dół. Im bardziej strome zbocze, tym szybsze pełzanie. Pełzanie powoduje, że drzewa i krzewy zakrzywiają się, aby zachować swoją prostopadłość, a jeśli stracą podstawę korzeniową, mogą wywołać osuwiska. Gleba powierzchniowa może migrować pod wpływem cykli zamrażania i rozmrażania lub wysokich i niskich temperatur, przesuwając się stopniowo w kierunku dna skarpy tworząc tarasy . Osuwiska są często poprzedzone pełzaniem gleby, któremu towarzyszy złuszczanie gleby — luźna gleba, która opada i gromadzi się u podstawy najbardziej stromych odcinków pełzania.

Osuwisko

Osuwisko , zwana również obsuwisko, jest powolny lub szybki przepływ dużej masy ziemi i skał w dół wzgórza lub góry. Niewielki lub żaden przepływ materiałów na danym zboczu, dopóki ulewny deszcz i wynikające z tego smarowanie tą samą wodą deszczową nie ułatwi przemieszczania się materiałów, powodując osuwisko.

W szczególności, jeżeli główny cecha ruchu jest przesuwaną wzdłuż płaskich lub zakrzywionych powierzchni, osuwisko nazywaną załamania , ziemia suwak, suwak odłamki skały lub suwak, w zależności od przeważającego materiału.

Ruch gleby i regolitu, który bardziej przypomina zachowanie płynów, nazywa się przepływem. Należą lawiny , lawiny błotne , przepływów z zanieczyszczeniami , strumień ziemi , lahars i sturzstroms . Woda, powietrze i lód są często zaangażowane w umożliwianie płynnego ruchu materiału.

Upadek, w tym spadanie skał i gruzu, ma miejsce, gdy regolit spływa kaskadami w dół zbocza, ale nie ma wystarczającej objętości lub lepkości, aby zachowywać się jak przepływ. W skałach, które charakteryzują się występowaniem pionowych pęknięć, sprzyjają upadki. Upadki mogą również wynikać z podcinania przez bieżącą wodę, a także przez fale. Zwykle występują na bardzo stromych zboczach, takich jak ściana klifu. Materiał skalny może być spulchniany między innymi przez trzęsienia ziemi, deszcz, zaklinowanie korzeni roślin i rozszerzający się lód. Nagromadzenie materiału skalnego, który spadł i znajduje się u podstawy konstrukcji, jest znany jako talus .

Wyzwalacze

Gleba i regolit pozostają na zboczu wzgórza tylko wtedy, gdy siły grawitacyjne nie są w stanie pokonać sił tarcia utrzymujących materiał na miejscu (patrz stateczność zbocza ). Niektóre czynniki, które zmniejszają opór tarcia w stosunku do sił schodzących na zboczu, a tym samym mogą wywołać ruch na zboczu, mogą obejmować:

  • trzęsienia ziemi
  • zwiększone przeciążenie konstrukcji
  • zwiększona wilgotność gleby
  • redukcja korzeni utrzymujących glebę w podłożu skalnym
  • podcięcie skarpy przez wykop lub erozję
  • wietrzenie przez falowanie mrozowe lub rozpuszczanie chemiczne
  • bioturbacja

Łagodzenie

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki