Piasek -Scree

Talus na dole Mount Yamnuska , Alberta , Kanada .

Piasek to zbiór połamanych fragmentów skalnych u podstawy klifu lub innej stromej masy skalnej, które nagromadziły się w wyniku okresowych opadów . Formy ukształtowania terenu związane z tymi materiałami są często nazywane złożami skokowymi . Złogi kości skokowej zazwyczaj mają postać wklęsłą skierowaną ku górze, gdzie maksymalne nachylenie odpowiada kątowi usypu średniej wielkości cząstek szczątków . Dokładna definicja piargi w literaturze pierwotnej jest nieco luźna i często pokrywa się ona zarówno z kostką skokową, jak i koluwium .

Termin usypisko pochodzi od staronordyckiego terminu oznaczającego osuwisko , skriða , podczas gdy termin talus to francuskie słowo oznaczające zbocze lub nasyp.

W regionach arktycznych i subarktycznych położonych na dużych wysokościach zbocza piargów i osadów skokowych zazwyczaj sąsiadują ze wzgórzami i dolinami rzek. Te strome zbocza pochodzą zwykle z późnoplejstoceńskich procesów peryglacjalnych . Godne uwagi miejsca osypiska we wschodniej Ameryce Północnej obejmują Jaskinie Lodowe w Narodowym Obszarze Rekreacyjnym White Rocks w południowym Vermont i Góra Lodowa we wschodniej Wirginii Zachodniej w Appalachach . Pireneje są najliczniejsze w Pirenejach ,  Alpach , Waryscyjczykach , Apeninach , Orocantabrian i Karpatach , na Półwyspie Iberyjskim oraz w północnej Europie.

Opis

Termin piarg jest stosowany zarówno do niestabilnego stromego zbocza górskiego złożonego z fragmentów skał i innych rumowisk, jak i do mieszaniny fragmentów skał i samego rumowiska. Jest luźno synonimem kości skokowej , materiału gromadzącego się u podstawy wystającej masy skalnej lub zbocza skokowego , ukształtowania terenu złożonego z kości skokowej. Termin usypisko jest czasami używany szerzej w odniesieniu do dowolnego arkusza luźnych fragmentów skał pokrywających zbocze, podczas gdy talus jest używany w węższym zakresie dla materiału, który gromadzi się u podstawy urwiska lub innego skalistego zbocza, z którego w oczywisty sposób uległ erozji.

Piargi tworzą opad skalny, co odróżnia je od koluwium . Colluvium to fragmenty skał lub gleby, które są osadzane przez deszcz , płukanie lub powolne pełzanie w dół , zwykle u podstawy łagodnych zboczy lub zboczy. Jednak terminy piargi , skok , a czasami koluwium bywają używane zamiennie. Termin złoża talus jest czasem używany do odróżnienia ukształtowania terenu od materiału, z którego jest wykonany.

Często zakłada się, że nachylenia piargi są zbliżone do kąta usypu . Jest to nachylenie, przy którym stos materiału ziarnistego staje się niestabilny mechanicznie. Jednak dokładne badanie skarp piargów pokazuje, że tylko te, które albo szybko gromadzą nowy materiał, albo doświadczają szybkiego usuwania materiału z ich podstaw, są bliskie kątowi usypu. Większość zboczy piargi jest mniej stroma i często ma kształt wklęsły, dzięki czemu podnóże stoku jest mniej strome niż szczyt stoku.

Tworzenie

Stożki Talus na północnym brzegu Isfjord , Svalbard , Norwegia .

Powstawanie osadów jastrychów i kamieni jest wynikiem wietrzenia fizycznego i chemicznego działającego na lico skalne oraz procesów erozji transportujących materiał w dół skarpy.

Istnieje pięć głównych etapów ewolucji skarpy piargi: (1) akumulacja, (2) konsolidacja, (3) wietrzenie, (4) wdzieranie się roślinności i wreszcie (5) degradacja skarpy.

W wyniku nagromadzenia luźnego, gruboziarnistego materiału powstają skarpy piargów. Jednak w obrębie samego zbocza piargi generalnie istnieje dobre sortowanie osadów według wielkości: większe cząstki gromadzą się szybciej na dnie stoku. Cementowanie następuje, gdy drobnoziarnisty materiał wypełnia szczeliny między gruzami. Szybkość konsolidacji zależy od składu zbocza; składniki gliniaste będą wiązać gruz szybciej niż piaszczyste . Jeśli wietrzenie przewyższy podaż osadu, rośliny mogą się zakorzenić. Korzenie roślin zmniejszają siły spójności między grubymi i drobnymi składnikami, degradując nachylenie. Dominujące procesy degradujące zbocze skalne zależą w dużej mierze od klimatu regionalnego (patrz poniżej), ale także od naprężeń termicznych i topograficznych rządzących materiałem skalnym macierzystym. Przykładowe domeny procesów obejmują:

Fizyczne procesy wietrzenia

Piasek w dolnej części doliny Mai na górze Aurouze (Hautes-Alpes, Francja).

Powstawanie piargów jest powszechnie przypisywane tworzeniu się lodu na zboczach górskich skał. Obecność szczelin , pęknięć i innych niejednorodności w ścianie skalnej może umożliwić przepływ przez skałę opadów atmosferycznych , wód gruntowych i spływów powierzchniowych . Jeśli temperatura spadnie poniżej punktu zamarzania płynu zawartego w skale, na przykład podczas szczególnie zimnych wieczorów, woda ta może zamarznąć. Ponieważ woda rozszerza się o 9%, gdy zamarza, może generować duże siły, które tworzą nowe pęknięcia lub bloki klinowe w niestabilnym położeniu. W tym celu mogą być wymagane specjalne warunki brzegowe (szybkie zamarzanie i zamknięcie wody). Uważa się, że podczas zamarzania i rozmarzania piargii występuje najczęściej wiosną i jesienią, kiedy dzienna temperatura oscyluje wokół punktu zamarzania wody, a topnienie śniegu powoduje wytwarzanie dużej ilości wolnej wody.

Efektywność procesów zamrażania i rozmrażania w produkcji jastrychu jest przedmiotem nieustannej debaty. Wielu badaczy uważa, że ​​tworzenie się lodu w dużych systemach otwartych szczelin nie może generować wystarczająco wysokich ciśnień, aby zmusić pękanie do oddzielenia skał macierzystych, a zamiast tego sugeruje, że woda i lód po prostu wypływają ze szczelin w miarę wzrostu ciśnienia. Wielu twierdzi, że falowanie mrozu , takie jak ten, o którym wiadomo, że działa w glebie na obszarach wiecznej zmarzliny , może odgrywać ważną rolę w degradacji klifów w zimnych miejscach.

W końcu zbocze skalne może zostać całkowicie pokryte własnym piargiem, tak że produkcja nowego materiału ustanie. Mówi się wtedy, że zbocze jest „okryte” gruzem. Ponieważ jednak złoża te są nadal nieskonsolidowane, nadal istnieje możliwość, że same skarpy złoża się załamią. Jeśli stos osadu skokowego przesunie się, a cząstki przekroczą kąt usypu, sam piargi może się ześlizgnąć i zawieść.

Chemiczne procesy wietrzenia

Zjawiska takie jak kwaśne deszcze mogą również przyczyniać się do chemicznej degradacji skał i powodować powstawanie luźniejszych osadów.

Biotyczne procesy wietrzenia

Procesy biotyczne często przecinają się zarówno z fizycznymi, jak i chemicznymi reżimami wietrzenia, ponieważ organizmy oddziałujące ze skałami mogą je mechanicznie lub chemicznie zmieniać.

Porosty często rosną na powierzchni lub w obrębie skał. Zwłaszcza podczas początkowego procesu kolonizacji porosty często wstawiają swoje strzępki w małe pęknięcia lub płaszczyzny rozszczepienia minerałów , które istnieją w skale macierzystej. W miarę wzrostu porostów strzępki rozszerzają się i zmuszają do poszerzenia pęknięć. Zwiększa to potencjał fragmentacji, prawdopodobnie prowadząc do obwałowań. Podczas wzrostu plechy porostowej niewielkie fragmenty skały macierzystej mogą zostać włączone w strukturę biologiczną i osłabić skałę.

Działanie zamrażająco-rozmrażające całego ciała porostów w wyniku mikroklimatycznych zmian wilgotności może na przemian powodować skurcz i ekspansję termiczną, co również obciąża skałę macierzystą. Porosty wytwarzają również szereg kwasów organicznych, będących produktami ubocznymi metabolizmu. Te często reagują ze skałą macierzystą, rozpuszczając minerały i rozkładając podłoże na nieskonsolidowane osady.

Interakcje z otaczającym krajobrazem

Piargi często zbierają się u podstawy lodowców, ukrywając je przed otoczeniem. Na przykład Lech dl Dragon z grupy Sella Dolomitów pochodzi z topniejących wód lodowca i jest ukryty pod grubą warstwą piargi. Pokrycie rumowiska na lodowcu wpływa na bilans energetyczny, a tym samym na proces topnienia. To, czy lód lodowca zacznie topnieć szybciej, czy wolniej, zależy od grubości warstwy piargi na jego powierzchni.

Ilość energii docierającej do powierzchni lodu pod rumowiskiem można oszacować za pomocą jednowymiarowego, jednorodnego materiału założenie prawa Fouriera :

,

gdzie k jest przewodnością cieplną materiału gruzu, Ts jest temperaturą otoczenia nad powierzchnią gruzu, Ti jest temperaturą na dolnej powierzchni gruzu, a d jest grubością warstwy gruzu.

Lodowiec pokryty piargiem , Lech dl Dragon , Włochy

Gruz o niskiej wartości przewodnictwa cieplnego lub wysokiej rezystywności cieplnej nie będzie skutecznie przenosić energii do lodowca, co oznacza, że ​​ilość energii cieplnej docierającej do powierzchni lodu jest znacznie mniejsza. Może to izolować lodowiec przed nadchodzącym promieniowaniem.

Albedo , czyli zdolność materiału do odbijania energii promieniowania, jest również ważną cechą, którą należy wziąć pod uwagę. Ogólnie rzecz biorąc, szczątki będą miały niższe albedo niż pokrywany przez nie lód lodowca, przez co będą odbijać mniej przychodzącego promieniowania słonecznego. Zamiast tego szczątki pochłaniają energię promieniowania i przenoszą ją przez warstwę przykrywającą do granicy między zanieczyszczeniami a lodem.

Jeśli lód pokryty jest stosunkowo cienką warstwą gruzu (mniej niż około 2 centymetry grubości), najważniejszy jest efekt albedo. W miarę gromadzenia się piargi na szczycie lodowca, albedo lodu zacznie się zmniejszać. Zamiast tego lód lodowca będzie pochłaniał nadchodzące promieniowanie słoneczne i przekazywał je na górną powierzchnię lodu. Wtedy lód zaczyna absorbować energię i wykorzystuje ją w procesie topnienia.

Jednak gdy warstwa gruzu osiągnie grubość 2 lub więcej centymetrów, efekt albedo zaczyna zanikać. Zamiast tego warstwa gruzu będzie działać, aby izolować lodowiec, zapobiegając przenikaniu nadchodzącego promieniowania przez piargi i docieraniu do powierzchni lodu. Oprócz rumowiska skalnego gruba pokrywa śnieżna może tworzyć koc izolacyjny między mroźną zimową atmosferą a podziemnymi przestrzeniami w piargach. Dzięki temu gleba, podłoże skalne, a także podziemne puste przestrzenie piargów nie zamarzają na dużych wysokościach.

Mikroklimat

Piasek ma wiele małych pustych przestrzeni śródmiąższowych, podczas gdy jaskinia lodowa ma kilka dużych zagłębień. Ze względu na przesiąkanie zimnego powietrza i cyrkulację powietrza, dno zboczy piargów ma reżim termiczny podobny do jaskiń lodowych.

Ponieważ lód podpowierzchniowy jest oddzielony od powierzchni cienkimi, przepuszczalnymi warstwami osadu, piargi doświadczają przesiąkania zimnego powietrza z dna zbocza, gdzie osad jest najcieńszy. To mrożące powietrze obiegowe utrzymuje wewnętrzną temperaturę wysypiska o 6,8-9,0 °C niższą niż temperatura zewnętrzna. Te anomalie termiczne poniżej 0 °C występują do 1000 m poniżej miejsc, przy średniej rocznej temperaturze powietrza wynoszącej 0 °C.

Niejednolita wieczna zmarzlina , która tworzy się w warunkach <0°C, prawdopodobnie występuje na dnie niektórych zboczy piarg mimo średniej rocznej temperatury powietrza wynoszącej 6,8–7,5 °C .

Bioróżnorodność

W czasie ostatniego zlodowacenia w lądolodzie skandynawskim uformował się wąski, pozbawiony lodu korytarz , wprowadzający do terenu gatunki tajgi . Te borealne rośliny i zwierzęta nadal żyją we współczesnej alpejskiej i subarktycznej tundrze , a także w lasach iglastych i torfowiskach na dużych wysokościach .

Mikroklimat piargów utrzymywany przez krążące mroźne powietrze tworzy mikrosiedliska , które wspierają rośliny i zwierzęta tajgi, które inaczej nie przetrwałyby regionalnych warunków.

Zespół badawczy Czeskiej Akademii Nauk kierowany przez fizykochemika Vlastimila Růžičkę, analizując 66 zboczy piargów, opublikował artykuł w Journal of Natural History w 2012 r., w którym donosi, że: „To mikrosiedlisko, a także przestrzenie śródmiąższowe między blokami piargów w innych miejscach na tym zboczu , wspiera ważny zespół borealnych i arktycznych mszaków , pteridofitów i stawonogów , które są oddzielone od swoich normalnych zasięgów daleko na północy.To zbocze lodowatego piargi stanowi klasyczny przykład paleo refugium , który znacząco przyczynia się do ochrony i utrzymania regionalna bioróżnorodność krajobrazu ”.

Góra Lodowa , ogromny piarg w Zachodniej Wirginii , podtrzymuje wyraźnie inne rozmieszczenie gatunków roślin i zwierząt niż północne szerokości geograficzne.

Bieganie po piargu

Bieganie po piargu jest czynnością polegającą na zbieganiu po zboczu; co może być bardzo szybkie, ponieważ piargi poruszają się wraz z biegaczem. Niektóre zbocza piargów nie są już możliwe do pokonania, ponieważ kamienie zostały przesunięte w dół.

Zobacz też

Bibliografia