Uzură (eroziune) - Attrition (erosion)
Uzura este procesul de eroziune care are loc în timpul coliziunii și transportului de roci . Transportul de așchii de sedimente și netezește suprafețele rocii de bază ; aceasta poate fi prin apă sau vânt. Stâncile care suferă eroziune de uzură sunt adesea găsite pe sau lângă patul unui pârâu . Uzura este, de asemenea, parțial responsabilă pentru transformarea bolovanilor în roci mai mici și, în cele din urmă, pentru nisip.
Eroziunea de uzură permite înțelegerea schimbărilor geologice din trecut și prezent , precum și interpretarea mediilor paleogeomorfe . Cercetătorii folosesc forme de particule (un rezultat al uzurii) pentru a studia eroziunea și schimbările de mediu.
Mecanism
- Efectele uzurii de-a lungul râului Haast din Noua Zeelandă
Pietricelele tind să fie mai mari în amonte ...
... și scade mai departe în aval ...
Cantitatea de uzură depinde de o serie de factori: proprietățile particulelor, cum ar fi dimensiunea, forma, suprafața, porozitatea, duritatea și fisurile, precum și proprietățile mediului, cum ar fi timpul, viteza , presiunea , forfecarea și temperatura.
În general, particulele sunt mai afectate de uzură mai departe în aval, deoarece viteza râurilor tinde să fie mai mare și, prin urmare, competența sa (capacitatea de a transporta sedimente) este crescută. Aceasta înseamnă că încărcătura se freacă mai mult și cu mai multă forță atunci când este suspendată în râu, crescând astfel eroziunea prin uzură. Deși există un punct după transport pe o anumită distanță, pietricelele ating o dimensiune relativ imună la uzura ulterioară. Distribuția mărimii cerealelor a sedimentelor produse prin uzare va fi, de asemenea, controlată de litologia rocii din care sunt derivate. Dimensiunile particulelor scad, în general, continuu pe măsură ce râul curge mai departe în aval, într-un proces numit fining în aval. Deoarece uzarea afectează dimensiunea pietricelelor, aceasta afectează și mișcarea pietricelelor, iar dimensiunea și starea pietricelelor pot explica condițiile trecute ale căilor navigabile, cum ar fi fluxul.
Rata de eroziune
Ratele de eroziune prin uzură sunt afectate de forma rocilor, de litologie și de energia impactului, prin urmare, rocile mai moi sunt mai susceptibile la eroziunea de uzură. Pe măsură ce se produce uzarea și ruperea pe o bază de roci, aceasta devine suspendată: în avalul unui râu sau pe o cale navigabilă, încărcătura de bază crește din cauza uzurii. Sedimentul suspendat este foarte afectat de litologie, panta bazinului, precipitații și incendii; incendiile sălbatice, în general, perturbă semnificativ mediile și, prin urmare, geologia lor. Ratele de eroziune, în ceea ce privește uzura, sunt cele mai mari în căile navigabile care sunt abrupte cu roci moi, cum ar fi șistul , piatra de noroi sau alte roci sedimentare comune.
Rotunjirea rocilor și a boburilor de nisip se întâmplă mult mai lent în mediile de apă decât de la vânt. Acest lucru se datorează faptului că moleculele de apă din jurul nisipului îl protejează de coliziuni și deoarece densitatea apei scade energia de impact. În plus, cu cât o particulă de sedimente este mai neregulată (în comparație cu rotunjită), cu atât este mai susceptibilă la eroziune. Cu toate acestea, particulele rotunjite sunt adesea rezultatul unor medii erozionale severe.
Diferențele litologice afectează cât de repede eroziunea (uzura) schimbă linia țărmului . S-a observat că rocile de schist se rotesc repede, dar apoi se erodează rapid. În timp ce cuarțitul rămâne rotunjit pentru o perioadă mai lungă de timp. S-a constatat că cuarțitul se rotunjește ușor în comparație cu șistul și gresia . Șisturile se erodează adesea într-o suprafață plană sub uzură de energie mare, nu o particulă rotunjită. Gresia se erodează într-o formă între cuarțit și șist. Rocile care au suferit modificări chimice, cum ar fi litificarea, tind să reziste puternic la eroziune.
Expunere cosmogenă
Eroziunea poate afecta datarea expunerii cosmogene a bolovanilor prin modificarea concentrației izotopului cosmogen . Deci, găsind expunerea cosmogenă pentru două eșantioane ale aceleiași roci, se poate găsi timpul de expunere și rata de eroziune. Cu cât este mai precisă și măsurarea izotopului este cu atât mai precisă va fi rata de eroziune sau timpul de expunere. Datarea cosmică a expunerii este un instrument puternic în subevaluarea procesului prin care sunt supuse rocile și poate duce la o mai bună înțelegere în studiile geomorfologice.
Atragerea în medii oceanice
Atracția în mediile oceanice este descrisă ca „oceanele care consumă pământul”, deoarece energia cu impact ridicat a valurilor și sedimentarea ridicată permit erodarea semnificativă a punctelor de contact ocean-pământ. Atracția oceanului determină retragerea țărmurilor și adâncimile oceanului sunt crescute până la adâncimea bazei valurilor.
Creșterea nivelului mării a dus la o creștere a eroziunii costiere . Acest lucru provoacă îngrijorare factorilor de decizie politică, cercetătorilor de coastă și planificatorilor imobiliari din cauza efectului eroziunii asupra inundațiilor.
Litoralele stâncoase tind să nu aibă vegetație: acest lucru duce la puțin sau deloc acid humic (compuși organici precum solul). Niciun acid humic nu înseamnă că există mai puțină eroziune chimică, astfel încât eroziunea de pe litoral este cauzată aproape exclusiv de coliziuni de particule.
Atracția în setările vulcanice
Pe măsură ce cenușa și piroclastele vulcanice erup dintr-un vulcan, acestea suferă uzură. Ușurința este unul dintre motivele pentru care cenușa vulcanică are granulație foarte fină. Cu cât eroziunea la uzură este mai mare, cu atât se produce mai multă cenușă cu granulație fină. Consecința acestui fapt este întreruperea stabilității geologice a unui vulcan, o tefră variată (rocă și particule expulzate din vulcan în timpul erupției) și mai multe particule din atmosferă care afectează clima. Rata de uzură pe tephra este afectată de dimensiunea vulcanului - în special de adâncimea și înălțimea coloanei vulcanice.
Procese similare
Efectele uzării pot fi confundate cu efectele sortării, în care mărimea granulelor sedimentelor este afectată de mecanismele de transport a sedimentelor , de exemplu, suspensie vs. sarcină de pat. Acest lucru afectează cel mai mult plajele cu pietriș, pe măsură ce pietricelele se sparg între ele, ceea ce le face să se netezească. Atracția de particule este observată și în industria chimică, unde este nedorită. Produsele pot fi pierdute prin proces și pot fi creați contaminanți , necesitând o filtrare suplimentară.
Atracția care apare într-o aplicație industrială provine dintr-o gamă largă de mecanisme: mecanice, termice și chimice. La sablarea cu abraziv , durata de viață utilă a abrazivului (nisip sau împușcat) este limitată de uzură, deoarece pe măsură ce suprafața piesei de prelucrat este uzată, și abrazivul se descompune. Uzura contribuie la alte tipuri de eroziune, cum ar fi deflația și coroziunea . Deși uzarea este adesea considerată un tip de coroziune, acestea diferă deoarece uzarea nu mișcă suprafețele staționare și, în schimb, le erodează prin materiale tranzitate.