Veranderingsprocessen

Waar verwering verwijst naar de afbraak van gesteente in kleinere stukken door een verscheidenheid van verschillende processen, verwijst erosie naar de diverse processen waardoor deze stukken worden verwijderd en getransporteerd over enige afstand van hun oorsprong. Er zijn vier hoofdoorzaken van erosie – zwaartekracht, water, wind en gletsjers – hoewel elk van deze oorzaken een stof op verschillende manieren kan eroderen.

GRAVITEIT

Erosie door zwaartekracht is eenvoudigweg de beweging van sediment, rots, enz. van een hoger gelegen gebied naar een lager gelegen gebied als gevolg van de zwaartekracht. Hoewel de zwaartekracht ook een rol speelt bij de andere soorten erosie, is zij het meest uitgesproken als de voornaamste oorzaak van erosie in gebieden met een hoger topografisch reliëf. Een veelvoorkomend voorbeeld is de opeenhoping van talus, stukken gebroken rots, aan de voet van een berg of heuvel (zoals te zien is op de foto hieronder).

Een talushelling in Colorado. http://hikethewhites.com/huntington/fan01.jpg

GLACIERS

Gletsjers zijn grote ijsmassa’s die ontstaan doordat sneeuw in de loop van de tijd steeds verder wordt samengeperst. Hoewel er verschillende soorten gletsjers zijn, met complexe interacties die hun beweging bepalen, kan de erosie die het gevolg is van de beweging van gletsjers worden gekarakteriseerd als plukken, schuren en ijsduwen.

De meeste rotsoppervlakken zijn niet vlak of regelmatig, en ze bevatten vaak uitsteeksels die boven het oppervlak uitsteken. Als een gletsjer over deze gebieden beweegt waar het gesteente uitsteekt, kunnen drukverschillen en smeltend/bevriezend ijs in de gletsjer stukken afbreken en deze brokken gesteente in de gletsjer zelf opnemen. Dit proces staat bekend als plukken.

Een diagram dat zowel plukken als schuren laat zien. http://www.nps.gov/archive/mora/ncrd/glacier/Basics00.html

Ook ijsstuwing treedt op wanneer rots of sediment op de bodem van de gletsjer wordt vastgevroren. Wanneer de gletsjer na enige tijd stil te hebben gestaan in beweging komt, wordt dit gesteente of sediment met de gletsjer mee naar voren gestuwd (en vaak omhoog in de gletsjer). Uiteindelijk zal dit materiaal worden afgezet op enige afstand van de plaats waar het door het ijs werd verwijderd.

Ten slotte kan de beweging van gletsjers resulteren in erosie door afslijting. Ongeacht de wijze waarop sedimenten en gesteenten door de gletsjer worden meegevoerd, wordt dit materiaal getransporteerd totdat het uiteindelijk wordt afgezet. Gedurende deze tijd zal een deel van deze stukken aan de voet van de gletsjer worden meegevoerd. Als de gletsjer over het onderliggende gesteente beweegt, kunnen deze stukken het onderliggende gesteente of andere stukken los gesteente uithollen, insnijden en vermalen.

Lang nadat een gletsjer is verdwenen, blijven de groeven die in het onderliggende gesteente zijn uitgehouwen, bestaan. http://education.usgs.gov/schoolyard/glacialstriations.html

WIND

Het vermogen van de wind om sediment te eroderen hangt af van de grootte van het materiaal, de snelheid van de wind, de duur van de wind, en de lengte van het gebied waarover de wind ongehinderd kan waaien. Kleinere deeltjes, zoals slib- of kleikorrels, kunnen in suspensie de lucht in worden gedragen en grote afstanden afleggen alvorens te worden afgezet. Deeltjes van grotere afmetingen verplaatsen zich echter meestal door over de grond te rollen of te stuiteren, een proces dat bekend staat als saltatie.

Een voorbeeld van winderosie in Ontario, Canada. http://www.omafra.gov.on.ca/IPM/english/soil-diagnostics/erosion.html

WATER

Water bedekt ongeveer 70% van het aardoppervlak, met meer dan 200.000 mijl kustlijn en duizenden kilometers rivieren en beeksystemen. Dit, samen met het grote percentage van de gebieden waar neerslag valt, maakt het belang van de rol van water bij erosie duidelijk.

Aan kusten is golfslag het belangrijkste mechanisme van erosie door water. Denk aan een zandstrand. Wanneer de golven op de kust afkomen, wordt het sediment verstoord en naar het strand geduwd. Wanneer de golven breken en weer naar buiten stromen, stroomt een deel van dit sediment en zand van het strand ook weer naar buiten met het water. Het netto resultaat is dat zachte golven voortdurend sedimenten verplaatsen en herschikken, zowel op de zeebodem bij het strand als op het sediment op het strand zelf.

Golven kunnen echter ook materiaal op rotsige kusten eroderen. Wanneer de golven tegen de rotsen slaan, kan de druk van deze botsing inwerken op reeds bestaande breuken en verbindingen, waardoor kleine stukjes rots worden afgebroken die weer in het water worden meegevoerd. Deze stukjes kunnen tegen elkaar botsen, waardoor ze verder afbreken in steeds kleinere stukjes, of ze kunnen tegen de rots langs de kustlijn worden geslagen, waardoor de rots wordt vermalen en er nog meer stukjes afbreken.

Deze voor-en-na-foto’s tonen de effecten van extreme golferosie die gepaard gaat met een orkaan. http://soundwaves.usgs.gov/2005/09/fieldwork2.html

Zoiets eenvoudigs als regenval kan ook erosie veroorzaken, vooral op landbouw- en akkerland. Regendruppel-erosie ontstaat door de inslag van regendruppels op kale grond. De energie van deze inslag kan zowel individuele korrels loswrikken als bodemaggregaten, klonters bodemdeeltjes die door een ander medium (bv. plantenwortels, klei, enz.) bij elkaar worden gehouden, uiteen doen vallen.

De inslag van een regendruppel kan klonters grond uiteen doen vallen en individuele deeltjes uiteen doen spatten. http://www.vbco.org/planningeduc0042.asp

Als de neerslaghoeveelheid groter is dan de infiltratiesnelheid, het proces waarbij water in de bodem wordt geabsorbeerd, kan veleroest ontstaan. Als het water zich aan de oppervlakte verzamelt, begint het als een dunne laag over de bodem te stromen en neemt het losse grond mee. Na verloop van tijd zal deze stroom het oppervlak differentieel eroderen en kleine geulen of rillen vormen. In de loop van opeenvolgende neerslagsituaties kunnen deze rillen steeds groter worden en uiteindelijk de naam geulen verdienen.

Erosie heeft rillen in deze ongeconsolideerde grond uitgeslepen. Als er niets aan gedaan wordt, kunnen deze uitgroeien tot geulen. http://plantandsoil.unl.edu/croptechnology2005/UserFiles/Image/siteImages/UrbanRillErosion-NRCS-LG.jpg

Rivieren en stromen, ten slotte, hebben een ongelooflijk vermogen om grote hoeveelheden sediment te eroderen en te transporteren. Een stroom heeft twee hoofdmechanismen waarmee het materiaal wordt opgenomen: meevoeren en oplossen. Meesleuren verwijst naar het proces waarbij de hydraulische werking van het water en wervelingen als gevolg van turbulentie losse deeltjes optillen en meeslepen. Oplossen, zoals besproken bij chemische verwering, verwijst naar het proces waarbij oplosbare materialen door het water worden opgelost (waarbij de producten van deze oplossingsreacties, ionen, in oplossing worden meegevoerd).

Het totale sediment dat door een stroom wordt meegevoerd wordt belasting genoemd en er zijn drie soorten: opgeloste belasting, gesuspendeerde belasting, en bedbelasting. De opgeloste lading van een stroom is het materiaal dat in oplossing wordt vervoerd. De gesuspendeerde belasting is het materiaal dat in het water wordt meegevoerd zonder naar de bodem te zinken. De beddingbelasting is het materiaal dat te groot is om in suspensie te worden meegevoerd en dat langs de bedding stuitert, het proces van verzilting, of rolt zonder te worden opgetild. Wanneer deze deeltjes over de bodem rollen of stuiteren, kunnen zij verdere erosie door afslijting veroorzaken.

Voorbeeld het mooiste product van stromingserosie in de hele wereld- de Grand Canyon. http://thegoldenspiral.org/tag/colorado-river/