Эолийские процессы , также пишется эолийскими , относятся к активности ветра при изучении геологии и погоды и, в частности, к способности ветра формировать поверхность Земли (или другие планеты ). Ветры могут вызывать эрозию, переносить и откладывать материалы и являются эффективными агентами в регионах с редкой растительностью, недостатком влажности почвы и большим количеством рыхлых отложений. Хотя вода является гораздо более мощной эрозионной силой, чем ветер, эоловые процессы важны в засушливых средах, таких как пустыни.
Этот термин происходит от имени греческого бога Эола, хранитель ветров.
Ветер разрушает поверхность Земли за счет дефляции (удаление рыхлых мелкозернистых частиц под действием турбулентного действия ветра) и за счет истирания (износ поверхностей шлифованием и пескоструйной очисткой частицами, переносимыми ветром).
Районы, которые испытывают интенсивную и устойчивую эрозию, называются зонами дефляции. Большинство эоловых зон дефляции состоят из тротуара пустыни, плоской поверхности из обломков породы, которая остается после того, как ветер и вода удалили мелкие частицы. Почти половина поверхности пустыни Земли - это каменистые зоны дефляции. Скала мантия в пустынных тротуарах защищает нижележащий материал от дефляции.
Темное блестящее пятно, называемое пустынным лаком или каменным лаком, часто встречается на поверхностях некоторых пустынных скал, которые долгое время оставались обнаженными на поверхности. Минералы марганца, оксидов железа, гидроксидов и глины образуют большинство лаков и придают им блеск.
Дефляционные бассейны, называемые выбросами, представляют собой полости, образованные уносом частиц ветром. Выбросы обычно небольшие, но могут достигать нескольких километров в диаметре.
Ветровые зерна истирают формы рельефа. В некоторых частях Антарктиды снежные хлопья, переносимые ветром, которые технически являются отложениями, также вызывают абразию обнаженных пород. Измельчение частицами, переносимыми ветром, создает бороздки или небольшие углубления. Ventifacts - это камни, вырезанные, а иногда и отполированные абразивным действием ветра.
Скульптурные формы рельефа, называемые ярдами, достигают десятков метров в высоту и километров в длину и представляют собой формы, обтекаемые ветрами пустыни. Знаменитый Большой Сфинкс Гизы в Египте может быть модифицированным ярдангом.
Основные глобальные эоловые перемещения пыли, которые, как считается, влияют и / или находятся под влиянием погодных и климатических изменений:
Частицы переносятся ветром через взвесь, сальтацию (прыгая или подпрыгивая) и ползая (катясь или скользя) по земле.
Мелкие частицы могут удерживаться в атмосфере в виде суспензии. Восходящие потоки воздуха поддерживают вес взвешенных частиц и бесконечно удерживают их в окружающем воздухе. Типичный ветер у поверхности Земли задерживает частицы диаметром менее 0,2 миллиметра и разносит их ввысь в виде пыли или дымки.
Сальтация - это движение частиц по ветру в серии скачков или прыжков. Соль обычно поднимает частицы размером с песок не более чем на один сантиметр над землей и распространяется со скоростью от половины до одной трети скорости ветра. Сальтирующее зерно может поразить другие зерна, которые подпрыгивают, чтобы продолжить сальтацию. Зерно также может ударить более крупные зерна, которые слишком тяжелы для охмеления, но которые медленно ползут вперед, поскольку их толкают сальтирующие зерна. Ползучесть составляет до 25 процентов движения зерна в пустыне.
Эоловые потоки мутности, более известные как пыльные бури. Воздух над пустынями значительно охлаждается, когда через него проходит дождь. Этот более прохладный и плотный воздух опускается к поверхности пустыни. Когда он достигает земли, воздух отклоняется вперед и сметает поверхность мусора в своей турбулентности, как пыльная буря.
Посевы, люди, деревни и, возможно, даже климат страдают от пыльных бурь. Некоторые пыльные бури носят межконтинентальный характер, некоторые могут вращаться вокруг земного шара, а иногда они могут захватывать целые планеты. Когда в 1971 году космический корабль Mariner 9 вышел на орбиту вокруг Марса, на всю планету накрыла пылевая буря, продолжавшаяся один месяц, что отсрочило выполнение задачи фотографирования поверхности планеты.
Большая часть пыли, переносимой пыльными бурями, имеет форму частиц размером ил. Отложения этого переносимого ветром ила известны как лёсс. Самое мощное известное месторождение лёсса, 335 метров, находится на Лессовом плато в Китае. Та же самая азиатская пыль разносится на тысячи миль, образуя глубокие слои даже на Гавайях. В Европе и в Америке залежи лёсса обычно имеют мощность от 20 до 30 метров. Почвы, созданные на лёссах, в целом высокопродуктивны для сельского хозяйства.
Исследователи из Университета Хаджеттепе (Юджекутлу, Н. и др., 2011) сообщили, что почва Сахары может содержать биодоступное железо, а также некоторые важные макро- и микроэлементы, подходящие для использования в качестве удобрения при выращивании пшеницы. Было показано, что почва Сахары может обладать потенциалом производства биодоступного железа при освещении видимым светом, а также содержит некоторые важные макро- и микронутриенты. Образец почвы Сахары был проанализирован методом XRD (метод дифракции рентгеновских лучей), преобладающим минералом был кварц, полевой шпат, кальцит, гипс и глина, соответственно.
Эоловый перенос из пустынь играет важную роль в экосистемах по всему миру, например транспортировкой полезных ископаемых из Сахары в бассейн Амазонки. Сахарская пыль также является причиной образования красных глинистых почв на юге Европы. На эоловые процессы влияет деятельность человека, например, использование автомобилей 4x4.
Небольшие вихри, называемые пыльные дьяволы, обычны в засушливых странах и, как считается, связаны с очень сильным местным нагревом. воздуха, что приводит к нестабильности воздушной массы. Пыльные дьяволы могут достигать высоты одного километра.
Материалы, осажденные ветром, содержат ключи к прошлому, а также к текущему направлению и силе ветра. Эти особенности помогают нам понять нынешний климат и силы, которые его сформировали. Нанесенные ветром песчаные тела представляют собой песчаные пласты, рябь и дюны.
. Песчаные пласты представляют собой плоские, слегка волнистые песчаные участки, покрытые зернами, которые могут быть слишком большой для сальтации. Они образуют примерно 40 процентов эоловых поверхностей осадконакопления. Песчаный покров Селима в восточной пустыне Сахара, занимающий 60 000 квадратных километров в южном Египте и северном Судане, является одним из крупнейших песчаных покровов Земли. Селима в некоторых местах абсолютно плоская; в других - активные дюны перемещаются по его поверхности.
Ветер, дующий на песчаную поверхность , разбивает поверхность на гребни и впадины, длинные оси которых перпендикулярны направлению ветра. Средняя длина скачков во время сальтации соответствует длине волны или расстоянию между соседними гребнями ряби. В виде ряби наиболее грубые материалы собираются на гребнях, вызывая обратную градацию. Это отличает мелкую рябь от дюн, где наиболее грубые материалы обычно находятся во впадинах. Это также отличительная черта между водной рябью и эоловой рябью.
Накопления наносов, унесенных ветром в курган или гребень, дюны имеют пологие подветренные склоны с наветренной стороны. Подветренная часть дюны, подветренный склон, обычно представляет собой крутой склон лавины, называемый скользящей поверхностью. У дюн может быть более одного скольжения. Минимальная высота скольжения - около 30 сантиметров.
Выносимый ветром песок движется вверх по пологой подветренной стороне дюны сальтацией или ползанием. Песок скапливается по краю, в верхней части трапа. Когда скопление песка на краю превышает угол естественного откоса , небольшая лавина зерен соскальзывает вниз по поверхности скольжения. Дюна шаг за шагом движется по ветру.
Некоторые из наиболее значительных экспериментальных измерений движения эолового песка были выполнены Ральфом Алджером Багнольдом, британским военным инженером, который работал в Египте до World Вторая война. Багнольд исследовал физику частиц, движущихся через атмосферу и осаждаемых ветром. Он распознал два основных типа дюн: серповидную дюну, которую он назвал «бархан », и линейную дюну, которую он назвал продольной или «сейф» (по-арабски «меч»)..
В исследовании 2011 года, опубликованном в Catena, изучалось влияние растительности на накопление эоловой пыли в семиаридных степях северного Китая. Используя серию лотков с разным растительным покрытием и контрольную модель без какого-либо покрытия, авторы обнаружили, что увеличение растительного покрова повышает эффективность накопления пыли и добавляет в окружающую среду больше питательных веществ, особенно органического углерода. Их данные выявили две критические точки: 1. Эффективность улавливания пыли медленно увеличивается при покрытии более 15% и быстро снижается при покрытии менее 15%. 2. При покрытии 55% -75% накопление пыли достигает максимальной емкости.
В Европе Европейская комиссия попросила Объединенный исследовательский центр разработать первую общеевропейскую карту ветровой эрозии. На первом этапе группа ученых использовала набор данных LUCAS верхнего слоя почвы для определения чувствительности европейских почв к ветровой эрозии. Затем они разработали индекс восприимчивости земель для качественной оценки ветровой эрозии. Наконец, они модифицировали модель RWEQ для оценки потерь почвы из-за ветровой эрозии на сельскохозяйственных почвах Европы.
Трехлетнее количественное исследование влияния удаления растительности на ветровую эрозию показало, что удаление травы в эоловая среда увеличила скорость отложения почвы. В том же исследовании была показана связь между снижением плотности растений и уменьшением количества питательных веществ в почве. Аналогичным образом было показано, что горизонтальный поток почвы через испытательный участок увеличивается с увеличением удаления растительности.
В исследовании 1998 года, опубликованном в журнале Earth Surfaces Processes and Landforms, изучалась взаимосвязь между растительным покровом на поверхности песка и скоростью переноса песка. Было обнаружено, что поток песка экспоненциально уменьшался с ростом растительного покрова. Это было сделано путем измерения участков земли с разной степенью растительности относительно скорости переноса песка. Авторы утверждают, что это соотношение может быть использовано для управления скоростью потока наносов путем введения растительности на территории или для количественной оценки антропогенного воздействия, распознавая влияние потери растительности на песчаные ландшафты.
Перекрестная слоистость из песчаника около горы Кармель дорога, национальный парк Зайон, что указывает на действие ветра и образование песчаных дюн до образования скалы (фото NPS, сделанное Джорджем А.. Грант, 1929)
Плоские дюны Мескит в Долине Смерти глядя на Коттонвудские горы с северо-западного рукава Звездной Дюны (2003)
Голоцен месторождение эолианита на Лонг-Айленде, Багамы. Эта пачка образована переносимыми ветром зернами карбоната. (2007)
Эоловые отложения около Аддеха, Кольский Тембьен, Эфиопия. (2019)
| journal =
()