Ścieranie (erozja)
Ścieranie to proces erozji , który zachodzi podczas kolizji skał i transportu. Transport osadowych i wygładza powierzchnie podłoża skalnego ; może to być przez wodę lub wiatr. Skały ulegające erozji ściernej często znajdują się na dnie strumienia lub w jego pobliżu . Ścieranie jest również częściowo odpowiedzialne za przekształcanie głazów w mniejsze skały i ostatecznie w piasek.
zrozumieć przeszłe i obecne zmiany geologiczne , a także zinterpretować środowiska paleogeomorficzne . Naukowcy wykorzystują kształty cząstek (wynik ścierania) do badania erozji i zmian środowiskowych.
Mechanizm
- Skutki ścierania wzdłuż rzeki Haast w Nowej Zelandii
Kamyki są zwykle większe w górę rzeki...
...i spadać dalej w dół rzeki...
Stopień ścierania zależy od wielu czynników: właściwości cząstek, takich jak rozmiar, kształt, powierzchnia, porowatość, twardość i pęknięcia, a także właściwości środowiskowych, takich jak czas, prędkość, ciśnienie, ścinanie i temperatura .
Ogólnie rzecz biorąc, cząstki są bardziej dotknięte ścieraniem dalej w dół rzeki, ponieważ prędkość rzek jest zwykle wyższa, a zatem zwiększa się ich zdolność (zdolność do przenoszenia osadów). Oznacza to, że ładunek ociera się o siebie bardziej iz większą siłą, gdy jest zawieszony w rzece, zwiększając w ten sposób erozję przez ścieranie. Chociaż jest taki moment po przetransportowaniu na pewną odległość, że kamyki osiągają rozmiar, który jest stosunkowo odporny na dalsze ścieranie. Rozkład wielkości ziarna osadów powstałych w wyniku ścierania będzie również kontrolowany przez litologię skały, z której pochodzą. Rozmiary cząstek na ogół zmniejszają się w sposób ciągły, gdy rzeka płynie dalej w dół rzeki, w procesie zwanym klarowaniem w dole rzeki. Ponieważ ścieranie wpływa na rozmiar kamyków, wpływa również na ruch kamyków, a rozmiar i stan kamyków może wyjaśniać wcześniejsze warunki dróg wodnych, takie jak przepływ.
Szybkość erozji
Na szybkość erozji przez ścieranie wpływa kształt skał, litologia i energia uderzenia, dlatego bardziej miękkie skały są bardziej podatne na erozję przez ścieranie. Gdy na podłożu skalnym dochodzi do ścierania i pękania, zostaje ono zawieszone: poniżej rzeki lub drogi wodnej obciążenie zwiększa się z powodu ścierania. Na zawieszony osad duży wpływ ma litologia, nachylenie basenu, opady atmosferyczne i pożary; pożary generalnie znacznie zakłócają środowisko, a tym samym jego geologię. Tempo erozji, w odniesieniu do ścierania, jest największe w drogach wodnych, które są strome i zawierają miękkie skały, takie jak łupki , mułowce lub inne pospolite skały osadowe.
Zaokrąglanie skał i ziaren piasku odbywa się znacznie wolniej w środowiskach wodnych niż przy wietrze. Dzieje się tak dlatego, że cząsteczki wody wokół piasku chronią go przed kolizjami, a gęstość wody obniża energię uderzenia. Dodatkowo, im bardziej nieregularna (w porównaniu z zaokrągloną) cząstka osadu, tym bardziej jest podatna na erozję. Jednak zaokrąglone cząstki są często wynikiem silnych środowisk erozyjnych.
Różnice w litologii wpływają na to, jak szybko erozja (ścieranie) zmienia linię brzegową . Zaobserwowano, że łupkowe szybko się obracają, ale potem szybko ulegają erozji. Podczas gdy kwarcyt pozostaje zaokrąglony przez dłuższy czas. Stwierdzono, że kwarcyt łatwo zaokrągla się w porównaniu z łupkiem i piaskowcem . Łupki często ulegają erozji w płaską powierzchnię pod wpływem ścierania o wysokiej energii, a nie w zaokrągloną cząstkę. Piaskowiec ulega erozji do kształtu między kwarcytem a łupkiem. Skały, które przeszły zmiany chemiczne, takie jak lityfikacja, mają tendencję do silnej odporności na erozję.
Ekspozycja kosmogeniczna
Erozja może wpływać na kosmogeniczne datowanie ekspozycji głazów poprzez zmianę stężenia izotopów kosmogenicznych . Tak więc, znajdując ekspozycję kosmogeniczną dla dwóch próbek tej samej skały, można znaleźć czas ekspozycji i tempo erozji. Im dokładniejszy izotopowy , tym dokładniejsze będzie tempo erozji lub czas ekspozycji. Kosmogeniczne datowanie ekspozycji jest potężnym narzędziem w zrozumieniu procesu, któremu podlegają skały i może prowadzić do lepszego zrozumienia w badaniach geomorfologicznych.
Ścieranie w środowiskach oceanicznych
Ścieranie w środowiskach oceanicznych jest opisywane jako „ocean konsumujący ląd”, ponieważ wysoka energia uderzenia fal i wysoka sedymentacja pozwalają na znaczną erozję punktów styku ocean-ląd. Ścieranie oceanów powoduje cofanie się linii brzegowych, a głębokości oceanów zwiększają się do głębokości podstawy fal.
Podnoszenie się poziomu mórz doprowadziło do nasilenia erozji wybrzeży . Powoduje to zaniepokojenie decydentów, badaczy wybrzeża i planistów nieruchomości z powodu wpływu erozji na powodzie.
Na skalistych wybrzeżach zwykle brakuje roślinności: prowadzi to do niewielkiej ilości lub braku kwasu humusowego (związków organicznych, takich jak gleba). Brak kwasu humusowego oznacza mniejszą erozję chemiczną, więc erozja na wybrzeżach jest prawie wyłącznie spowodowana zderzeniami cząstek.
Ścieranie w warunkach wulkanicznych
Gdy popiół i piroklasty wulkaniczne wybuchają z wulkanu, ulegają zniszczeniu. Ścieranie jest jednym z powodów, dla których popiół wulkaniczny jest bardzo drobnoziarnisty. Im większa erozja ścierna, tym więcej powstaje drobnoziarnisty popiół. Konsekwencją tego jest zakłócenie stabilności geologicznej wulkanu, zróżnicowana tefra (skały i cząstki wyrzucane z wulkanu podczas erupcji) oraz więcej cząstek w atmosferze wpływających na klimat. Na szybkość ścierania tefry ma wpływ wielkość wulkanu, a konkretnie głębokość i wysokość kolumny wulkanicznej.
Podobne procesy
Skutki ścierania można pomylić ze skutkami sortowania, w których na wielkość ziarna osadów wpływają mechanizmy transportu osadów , np. zawiesina a obciążenie złoża. Ma to największy wpływ na plaże żwirowe, ponieważ kamyki zderzają się ze sobą, co powoduje ich wygładzenie. Ścieranie cząsteczkowego obserwuje się również w przemyśle chemicznym, gdzie jest to zjawisko niepożądane. Produkty mogą zostać utracone w trakcie procesu i mogą powstać zanieczyszczenia , co wymaga dodatkowej filtracji.
Ścieranie występujące w zastosowaniach przemysłowych wynika z szerokiego spektrum mechanizmów: mechanicznych, termicznych i chemicznych. W obróbce strumieniowo-ściernej żywotność ścierniwa ( piasku lub śrutu) jest ograniczona przez ścieranie, ponieważ w miarę zużywania się powierzchni przedmiotu obrabianego ścierniwo również się psuje. Ścieranie przyczynia się do innych rodzajów erozji, takich jak deflacja i korozja . Chociaż ścieranie jest często uważane za rodzaj korozji, różnią się one tym, że ścieranie nie porusza stacjonarnych powierzchni, a zamiast tego powoduje ich erozję przez przenoszone materiały.