Procesy zmian

Podczas gdy wietrzenie odnosi się do rozpadu skały na mniejsze kawałki poprzez wiele różnych procesów, erozja odnosi się do różnorodnych procesów, przez które te kawałki są usuwane i transportowane na pewną odległość od ich pochodzenia. Istnieją cztery główne czynniki erozji – grawitacja, woda, wiatr i lodowce – chociaż może być kilka różnych sposobów na to, by każdy z tych czynników powodował erozję substancji.

GRAVITY

Erozja spowodowana grawitacją to po prostu ruch osadów, skał itp. w dół zbocza z obszaru o większej wysokości do obszaru o niższej wysokości spowodowany siłą grawitacji. Chociaż grawitacja odgrywa również rolę w innych typach erozji, jest ona najbardziej widoczna jako główny czynnik erozji w obszarach o wyższej rzeźbie topograficznej. Powszechnym przykładem jest nagromadzenie talusu, kawałków rozbitej skały, u podnóża góry lub zbocza (jak widać na zdjęciu poniżej).

Zbocze talusowe w Kolorado. http://hikethewhites.com/huntington/fan01.jpg

LODOWCE

Lodowce to duże masy lodu, które powstają, gdy śnieg jest sukcesywnie ubijany w czasie. Chociaż istnieje kilka różnych typów lodowców, a ich ruch podlega złożonym interakcjom, erozję wynikającą z ruchu lodowców można scharakteryzować jako skubanie, ścieranie i napór lodu.

Większość powierzchni skalnych nie jest płaska ani regularna i często zawiera wychodnie wystające z powierzchni. Gdy lodowiec przesuwa się nad tymi obszarami, gdzie skała wystaje, różnice w ciśnieniu i topniejący/odmarzający lód w lodowcu może odłamać kawałki i włączyć je do samego lodowca. Proces ten znany jest jako skubanie.

Schemat przedstawiający zarówno skubanie jak i abrazję. http://www.nps.gov/archive/mora/ncrd/glacier/Basics00.html

Podobnie, parcie lodu występuje, gdy skały lub osady są przymarznięte do dna lodowca. Kiedy lodowiec zaczyna się poruszać po pewnym czasie bezruchu, skały lub osady są wyrzucane do przodu wraz z lodowcem (a często w górę lodowca). Ostatecznie, materiał ten zostanie zdeponowany w pewnej odległości od miejsca, w którym został usunięty przez lód.

Ostatnio, ruch lodowców może spowodować erozję poprzez ścieranie. Niezależnie od tego, w jaki sposób osady i skały są przenoszone przez lodowiec, materiał ten będzie transportowany aż do ostatecznego osadzenia. W tym czasie niektóre z tych fragmentów będą przenoszone u podstawy lodowca. Gdy lodowiec przesuwa się po leżącej pod nim skale, te kawałki mogą żłobić, rzeźbić i szlifować albo leżącą pod nim skałę, albo inne kawałki luźnej skały.

Długo po zniknięciu lodowca, rowki wyryte w leżącej pod nim skale pozostają. http://education.usgs.gov/schoolyard/glacialstriations.html

WIND

Skłonność wiatru do erozji osadów zależy od wielkości materiału, prędkości wiatru, czasu jego trwania i długości obszaru, na którym może wiać bez przeszkód. Mniejsze cząstki, takie jak ziarna mułu lub gliny, mogą być unoszone w zawiesinie i przemieszczać się na duże odległości, zanim zostaną osadzone. Jednak większe cząstki zazwyczaj przemieszczają się tocząc się lub odbijając od podłoża, proces ten znany jest jako saltacja.

Przykład erozji wietrznej w Ontario, Kanada. http://www.omafra.gov.on.ca/IPM/english/soil-diagnostics/erosion.html

WODA

Woda pokrywa około 70% powierzchni Ziemi, z ponad 200 000 mil linii brzegowej i tysiącami mil rzek i systemów strumieniowych. To, wraz z dużym odsetkiem obszarów, które otrzymują opady, sprawia, że znaczenie roli wody w erozji jest oczywiste.

Wzdłuż wybrzeży, głównym mechanizmem erozji spowodowanej przez wodę jest działanie fal. Weźmy pod uwagę piaszczystą plażę. Gdy fale zbliżają się do wybrzeża, osady są zaburzane i popychane w kierunku plaży. Gdy fale się załamują i wypływają z powrotem, część tego osadu i piasku z plaży wypływa z powrotem wraz z wodą. Rezultatem netto jest to, że łagodne fale wiecznie przemieszczają i zmieniają układ osadów zarówno na dnie morza w pobliżu plaży, jak i na samej plaży.

Jednakże fale mogą również powodować erozję materiału na skalistych brzegach. Gdy fale rozbijają się o skały, ciśnienie spowodowane tym uderzeniem może działać na istniejące wcześniej pęknięcia i połączenia, odłamując małe kawałki skał, które są przenoszone z powrotem do wody. Te kawałki mogą zderzać się ze sobą, dalej rozbijając się na coraz mniejsze kawałki, lub mogą być rozbijane o skały wzdłuż linii brzegowej, ścierając je i odłamując kolejne kawałki.

Te zdjęcia przed i po pokazują efekty ekstremalnej erozji fal związanej z huraganem. http://soundwaves.usgs.gov/2005/09/fieldwork2.html

Coś tak prostego jak opady deszczu może również powodować erozję, zwłaszcza na polach uprawnych. Erozja kropel deszczu powstaje w wyniku uderzenia kropel deszczu o gołą glebę. Energia tego uderzenia może spowodować przemieszczenie pojedynczych ziaren, jak również rozerwanie agregatów glebowych, czyli kęp cząstek gleby, które są utrzymywane razem przez jakiś inny ośrodek (np. korzenie roślin, glinę itp.).

Uderzenie kropli deszczu może spowodować rozerwanie kęp gleby i rozproszenie pojedynczych cząstek. http://www.vbco.org/planningeduc0042.asp

Jeśli tempo opadów przekracza tempo infiltracji, czyli procesu, w którym woda jest wchłaniana przez grunt, może dojść do erozji powierzchniowej. Ponieważ woda gromadzi się na powierzchni, zacznie płynąć jako cienka warstwa po glebie, zabierając ze sobą luźną glebę. Z czasem przepływ ten będzie powodował erozję różnicową powierzchni i tworzył małe kanały lub żłobki. Z biegiem kolejnych opadów, żłobki te mogą stawać się coraz większe i większe, ostatecznie zyskując miano wąwozów.

Erozja wyżłobiła żłobki w tej nieskonsolidowanej glebie. Jeśli nie będą one kontrolowane, mogą przekształcić się w wąwozy. http://plantandsoil.unl.edu/croptechnology2005/UserFiles/Image/siteImages/UrbanRillErosion-NRCS-LG.jpg

Na koniec, rzeki i strumienie mają niesamowitą zdolność do erozji i transportu dużych ilości osadów. Strumień posiada dwa podstawowe mechanizmy, dzięki którym pobiera materiał: porywanie i rozpuszczanie. Porywanie odnosi się do procesu, w którym hydrauliczne działanie wody i wiry wynikające z turbulencji unoszą luźne cząstki i przenoszą je. Rozpuszczanie, omawiane w chemicznym wietrzeniu, odnosi się do procesu, w którym materiały rozpuszczalne są rozpuszczane przez wodę (z produktami tych reakcji rozpuszczania, jonami, które są przenoszone w roztworze).

Całość osadów przenoszonych przez strumień jest określana jako ładunek i istnieją trzy jego rodzaje: ładunek rozpuszczony, ładunek zawieszony i ładunek denny. Ładunek rozpuszczony w strumieniu to materiał, który jest transportowany w roztworze. Obciążenie zawieszone to materiał, który jest przenoszony w wodzie bez osadzania się na dnie. Obciążenie dna odnosi się do materiału, który jest zbyt duży, aby być przenoszony w zawiesinie i odbija się od dna, proces saltacji, lub toczy się bez unoszenia. Ponieważ cząstki te toczą się lub odbijają od dna, mogą powodować dalszą erozję w wyniku abrazji.

Prawdopodobnie najpiękniejszy produkt erozji strumienia na całym świecie – Wielki Kanion. http://thegoldenspiral.org/tag/colorado-river/

Prawdopodobnie najpiękniejszy produkt erozji strumieni na całym świecie – Wielki Kanion.