Erosjon

Erosjon er en fase av den sedimentære prosessen og består i fysisk separasjon, fra jordsmonn og bergarter, og påfølgende fjerning av fragmenter, kalt "klaster", og av oppløste stoffer generert av den meteoriske nedbrytningsfasen . Begrepet brukes ikke bare på selve den fysisk-kjemiske prosessen, men også på effektene som erosjon produserer på territoriet. Erosjon har en tendens til å bringe jordoverflaten mot en likevektsprofil, på hvilket tidspunkt kreftene som bestemmer den er utilstrekkelige for å få den til å fortsette, eller dette bremser dens handling betydelig.

Det er vanlig å skille erosjon i "streng forstand", en prosess som flytter små mengder materie konstant over tid, fra massebevegelser, som skred og skred, som i stedet flytter store mengder materiale på svært kort tid, men er diskontinuerlig.

Opprinnelse og bruk av navnet

Fra latin erodere = ex + rodere , det vil si "gnage, konsumere litt etter litt ved å fjerne fra". I det italienske språket hevder erodering og erosjon seg i renessansen , selv om de i utgangspunktet bare ble brukt på mynter for å uttrykke den såkalte skjæringen eller den progressive reduksjonen av gullverdien. De to begrepene brukes også i medisin for å indikere lesjoner og sårdannelser (allerede på det keiserlige latinske erosio = sårdannelse ). For å beskrive de erosive fenomenene med rennende vann, brukes i utgangspunktet begrepene "korrosjon / korrosjon". I Europa begynner bruken av begrepet erosjon i sin nåværende betydning på slutten av det attende århundre , takket være geografer, spesielt franskmenn, som bruker det til studiet av geomorfologi . [1]

Fysiske aspekter: den erosjonelle sekvensen

Erosjon kan sees på som en sekvens av tre hendelser: løsrivelse , fjerning og transport . I mange tilfeller er det imidlertid svært vanskelig å skille disse hendelsene fra hverandre, da de skjer samtidig.

Poster

Erosjon begynner med fysisk separasjon av partikler fra overflaten av bergarter og jordsmonn. Noen ganger krever løsrivelse å bryte bindingene som holder partiklene sammen. Det finnes forskjellige typer bindinger, hver med forskjellige nivåer av kohesjon mellom partikler. De sterkeste bindingene er de mellom krystallene i magmatiske bergarter , som oppstår fra måten krystallene vokser på når magmaen avkjøles . I sedimentære bergarter er bindingene svake og produseres hovedsakelig av sementeringseffekten av jernoksider, silika eller karbonater. I jordsmonn er de enda svakere, knyttet til den sammenhengende virkningen av de dipolare vannmolekylene og til den elektrostatiske tiltrekningen mellom leirpartikler eller organisk materiale. De fysiske, kjemiske og biologiske virkningene av nedbrytning har en tendens til å svekke disse bindingene, slik at en endret bergart er lettere bytte for løsrivelse. Løsningsmidlene er: ( 1 ) økningen i volum av vann når det fryser i brudd og hulrom i fjellet eller jorda, ( 2 ) støtet med bakken av regndråper og haglstein, ( 3 ) kollisjon av partikler transportert av bevegelige væsker (luft, vann, is) og ( 4 ) kavitasjon , som kun oppstår i svært raske vannstrømmer (f.eks. i fossefall) og stammer fra implosjon av luftbobler, som skaper mikrostråler av vann som igjen gir sterke kompresjoner på svært små områder. Vanligvis oppstår implosjonsfenomenet når den raske vannstrømmen møter en hindring som en stor stein. I henhold til Bernoullis lov øker reduksjon av volumet strømningshastigheten samtidig som det indre trykket reduseres. Hvis dette faller under damptrykket til de atmosfæriske gassene som er oppløst i vannet, skilles de til bobler som nedstrøms for hindringen komprimeres (imploderer) av trykket som øker igjen på grunn av hastighetsnedgangen [2] .

Fjerning

Når en partikkel har skilt seg fra de andre, må den løftes for å bli fjernet. Også i denne fasen er det nødvendig å overvinne krefter: den viktigste er motstanden motvirket av friksjon , som utvikler seg fra samspillet mellom partikkelen som skal fjernes med de nærliggende, som på forskjellige måter kan hindre dens bevegelse. Hovedkraften for fjerning er strømmen av en væske. Intensiteten til denne kraften avhenger i hovedsak av massen til denne væsken (vann er 9000 ganger tettere enn luft) og hastigheten. Strømmen av væsken bestemmer både den horisontale og vertikale bevegelsen til partiklene som skal fjernes. Hvis strømmen av strømmen er tilstrekkelig til å overvinne motstanden til friksjonen, beveger partikkelen seg horisontalt. Løftingen av samme produseres i stedet av turbulensen i strømmen og ved tilstedeværelsen av virvler, som utøver en sugekraft på glideflaten. Når partikkelen er løftet, er den eneste kraften som motsetter transporten tyngdekraften , slik at partiklene kan transporteres med lavere strømningshastigheter enn nødvendig for fjerning. Ved en steinete skråning kan fjerningen skyldes tyngdekraften alene, når tiningen av isen som finnes i sprekkene frigjør partiklene som tidligere var skilt fra hverandre ved volumøkningen til selve isen [2] .

Hvis grunnstoffene som finnes i bergartene gjøres oppløselige ved prosessene med oppløsning og hydrolyse , kalles prosessen med å fjerne de oppløste stoffene av vannet utvasking [2] .

Transport

En fjernet partikkel har en tendens til å bevege seg til væskens strømningshastighet eller viskositet (f.eks. når det gjelder is) er høy nok til å overvinne tyngdekraften, som har en tendens til å få den tilbake til bakken. Innenfor en væske kan transport foregå på fire forskjellige måter:

Vekten, størrelsen, formen og overflatekonformasjonen til partiklene og typen middelmedium bestemmer hvilken av disse prosessene som hovedsakelig fungerer.

Klassifisering av former for erosjon

Utvasking

Avrenning er erosjon av jorda med vann. Det begynner allerede med at det faller regn på bakken ( støterosjon ), og utvikler seg deretter gradvis etter noen stadier: først og fremst er det en utbredt erosjon , som oppstår på grunn av vannsløret som fukter overflaten under nedbør, glir langs linjen av maksimal helling; da genereres den såkalte erosjonen av bekker eller bekker , der erosjonen er konsentrert i furene generert av den forrige erosjonen og hvor vannet renner ( avrenning ); til slutt er det erosjonen i furer , der vannet har klart å grave furer i bakken og fenomenet oppstår inne i dem. Samtidig kan det oppstå subkutan erosjon når det i sprukket eller porøs jord renner vann like under overflaten, graver bittesmå tunneler og fjerner materiale når det kommer ut til overflaten [2] . I følge noen forfattere vil det være sistnevnte som gir opphav til erosjon i furer.

Elveerosjon

Det forekommer i to former: med bunnerosjon , det vil si den som elvestrømmen utøver på elveleiet og forårsaker en progressiv senking, og med side- eller bankerosjon , som forårsaker endringer i formen til elveleiet ved å virke på breddene på grunn av variasjoner i strømmen av strømmen og forekomsten av massebevegelser som påvirker elveleiet. De to formene kan virke sammen eller uavhengig [3]

Marin erosjon

Havets virkning på kysten inkluderer en rekke prosesser knyttet til effekten av bølgene og kyststrømmene: fjerning av skadelig materiale fra strendene, mekanisk virkning av bølgenes innvirkning på de steinete kystene, løsgjøring av granulat ved krystallisering av saltet i sprekkene osv. Resultatet er nesten alltid en retrett av kystlinjen [3] .

Massebevegelser

Det vil si sakte flyt i grunnen, skred og skred. De er bevegelser knyttet til tyngdekraften, men hvor vann spiller en direkte eller indirekte rolle.

Glacial erosjon

Det er forårsaket av den langsomme strømmen nedstrøms og vekten av bremassen og strømmen av subglasiale bekker. Dens handling er bare synlig når breen trekker seg tilbake.

Vinderosjon

Det er forårsaket av vindens påvirkning i tørre områder og på kysten. Det utføres med fjerning av partikler fra bakken og med den mekaniske virkningen av disse partiklenes innvirkning mot de steinete overflatene.

Karst erosjon

Det er en nesten utelukkende kjemisk type erosjon, knyttet til oppløsningen av karbonater av svakt surt vann som sirkulerer på overflaten og inne i kalkstein.

Faktorer som regulerer erosjon

Intensiteten og hastigheten som den erosive handlingen finner sted med og utbredelsen av fysisk eller kjemisk handling avhenger av en rekke faktorer, den viktigste er klimaet . Faktisk er omfanget og hastigheten på erosjon av en viss type stein forskjellig avhengig av om det er i et tørt eller fuktig, vindfullt klima, med regelmessig eller uregelmessig regn, i varme eller kalde omgivelser eller til og med med sterke eller null utflukter . termisk . Et klassisk eksempel er måten en granitt plassert i ulike klimatiske sammenhenger behandles av atmosfæriske midler. I et fjellmiljø, hvor mekanismen for frysing og tining og den erosive virkningen av isbreer råder og hvor den kjemiske virkningen hemmes av lave temperaturer, får granitt en hard morfologi, som består av skarpe spir og rygger. Omvendt, i et varmt fuktig klima som det ekvatoriale, vil granitten raskt bli dekket med et leirholdig teppe på grunn av kjemisk endring, vil eroderes mye raskere og vil ha en tendens til å få en buet eller litt hevet form sammenlignet med omgivelsene. steiner. Andre faktorer som regulerer erosjon er:

Former for akselerert erosjon

Akselerert erosjon er utvaskingen som skjer på jord uten trevegetasjon og lite gjennomtrengelig på grunn av intense styrtregn. Vannets vold er slik at man i løpet av noen timer eller dager kan få endringer i bakkene som under normale forhold tar mange år å danne seg [2] . Blant de vanligste formene som genereres av akselerert erosjon er jordpyramider eller fe skorsteiner og badlands .

Erosjonsformer og restformer

Den erosive aktiviteten, med fjerning av faste stoffer og oppløste stoffer, endrer utseendet til jordoverflaten mer eller mindre raskt. Formene som stammer fra denne kontinuerlige og langsomme fjerningen kalles erosjonsformer . Når territoriet har nådd en ny likevekt og erosjonen opphører eller er minimert, kalles formene som ble antatt av territoriet på det tidspunktet restformer . Når det for eksempel gjelder elveerosjon, er erosjonsformen den typiske elvedalen med en seksjon i form av bokstaven "V", mens restformen er relieffer (fjell eller åser) som ikke er erodert av det kanaliserte vannet . Ved breerosjon er erosjonsformen dalen med en seksjon i form av bokstaven "U" og restformene er de hornformede relieffer (tre- eller firesidig pyramide) isbreene og de hengende dalene .

Eksogene midler som disponerer for erosjon

Erosjon er konfigurert som en antagonistisk eksogen kraft , som har en tendens til å kontrastere den konstruktive effekten av de endogene kreftene (tektoniske fremstøt, overlapping, etc.) som bidrar til å skape jordens relieff. Midlene som disponerer en stein eller jord for erosjon kan deles inn i to kategorier: de av fysisk natur og de av kjemisk natur. De har åpenbart forskjellige måter å handle på, men begge endrer dyptgående steinene de handler på. Til sammen kan de spores tilbake til det forberedende fenomenet erosjon som er meteorisk nedbrytning .

Fysiske agenter

Kjemiske midler

* Oppløsning: dette alternative fenomenet er typisk for tempererte eller ekvatoriale klimaer, preget av en overflod av nedbør. Faktisk inneholder regnvann CO 2 , og er i stand til å oppløse bergarter som karbonater eller gips, som ellers ikke kunne endres av rent vann. Reaksjonen som ligger til grunn for oppløsningen av karbonater er representert ved den kjemiske ligningen: CaCO 3 + H 2 O + CO 2 <=> Ca (HCO 3 ) 2 . Sluttproduktet av nedbrytningen av kalsiumkarbonat (CaCO 3 ) vil derfor være kalsiumbikarbonat. I tørre klima eller i polare områder vil dette alternative fenomenet ikke være mulig, henholdsvis som følge av utilstrekkelig nedbør og fravær av vannsirkulasjon fordi det er frosset.

Effekter og forebygging

Erosjon utsetter bakken for skred på grunn av den udisiplinerte regnvannsstrømmen og kan derfor være årsak til økt hydrogeologisk risiko på et territorium ved intense nedbørsfenomener , som for eksempel flom , eller til og med i situasjoner med åpenbar hydrogeologisk ustabilitet . Stabiliseringsarbeid har en tendens til å redusere om ikke eliminere muligheten for skred og erosjon og tilhører feltet miljøteknikk eller til og med geoteknikk .

Erosjonsfenomener etter ekstreme værhendelser eller forhold , som flom eller sterk konstant vind, ( forvitring og korrosjon ) kan også favorisere prosessene med ørkenspredning av jord i enkelte områder med risiko, mens i kystområder er den mest problematiske erosjonen typisk knyttet til bølgebevegelse som eroderer klipper og sandstrender og som i sistnevnte tilfelle er mulige inngrep for bruk av forebyggende kunstige kystbarrierer og næring i etterkant.

Merknader

  1. ^ Italian Hydraulic Library , på idraulica.beic.it .
  2. ^ a b c d e f g Fornasero D. - Den blå planeten (2004) - Gruppo Editoriale Il Capitello - ISBN 88-426-6479-0 , s. 506-507, 511-513 og 529-531
  3. ^ a b Rinaldi M. - Skråningsprosesser og elvedynamikk (2001-2002) - Universitetet i Firenze, dispensasjon fra graden sivilingeniør. Kapittel 1, side 2

Bibliografi

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker