10,4: повзучість

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37172

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Експресивний термін повзучість використовується для всіх повільних рухів вниз по схилу реголіту під тягою тяжіння, які настільки повільні, щоб бути непомітними, за винятком спостережень з тривалою тривалістю (дні до тижнів у випадку soliflucction; роки до десятиліть до століть у випадку повільніше повзучості). Вона неефектна в порівнянні з раптовими, великооб'ємними, швидкісними зсувами, які роблять новинні повідомлення, і лише мізерно руйнівними (від повзучості ніхто не вмирає!). Його велике геологічне значення виникає через його повсюдності.

Ми сприймаємо повзучість як безперервний процес, оскільки протягом багатьох років ми спостерігаємо повільний рух вниз по схилу, який він породжує, але насправді це сума незліченних малих і дискретних рухів реголіту, що перебуває на схилі. Ці повільні рухи викликані низкою процесів. Класична повзучість викликається не тілесним рухом поверхневого шару над площиною руйнування, про що обговорювалося на довжині на попередніх ділянках, а окремими циклічними рухами матеріалу.

Основна ідея полягає в тому, що частинки або дрібні маси матеріалу на поверхні або поблизу неї піднімаються вгору перпендикулярно поверхні будь-яким з ряду циклічних процесів, які передбачають підйом матеріалу перпендикулярно поверхні, а потім опускання цього матеріалу в набагато більш майже вертикальному напрямку. Ось список деяких важливих процесів, які, як вважають, сприяють повзучості:

змочування і сушка
нагрівання та охолодження
заморожування і розморожування
перенесення матеріалу на поверхню шляхом заривання організмів, потім вертикально вниз руйнування матеріалу, що знаходиться над утворюються порожнинами

Всі подібні процеси зачіпають тільки самий приповерхневий шар реголіту, як правило, аж до глибини не більше декількох метрів. В результаті виходить своєрідний «пилкоподібний», поетапний рух матеріалу вниз по схилу. На малюнку 8-7 показано, як цей ефект працює у випадку частинок ґрунту, піднятих вгору розширенням і знову опускаються вниз шляхом стиснення. Подібні цифри можна намалювати, щоб показати пилкоподібний ефект інших процесів підняття та опускання.

Пилкоподібний рух передбачає найрізноманітніші види матеріалу:

окремі частинки, що спираються безпосередньо на поверхню
більш великі маси поверхневого шару реголіту
матеріал, виведений з глибше в профіль і наноситься на поверхню

Малюнок 10-7. Пилоподібний шлях поверхневої частинки, викликаний розширенням і стисненням ґрунту. (З Блум, 1998)

Вважається, що роль низькодощового черв'яка має особливе значення в грунтовій повзучості. (Здається, я пам'ятаю колись читав, що сам Дарвін усвідомлював важливість дощових черв'яків у русі грунту.) Обсяг грунту, обробленого дощовими черв'яками в звичайному грунті у вологих регіонах помірного клімату, приголомшливий. Як ви повинні знати з власних спостережень, дощові черв'яки вночі пробираються до поверхні грунту, залишаючи ці казкові маленькі купи ґрунту навколо своїх отворів. Таким чином відбувається чистий рух ґрунтового матеріалу вгору, нормального до поверхні. Зрештою труба, залишена риючим дощовим хробаком, руйнується, і тенденція полягає в тому, що колапс буде вертикально вниз під тягою сили тяжіння. Результатом є пилоподібний рух ґрунтового матеріалу вниз по схилу.

На малюнку 10-8 показані поширені ефекти повзучості. Ви навряд чи побачите їх усіх в одному місці, але все це явні прояви повзучості.

Соліфлюкція - це особливий вид повзучості, за допомогою якого поверхневий шар насиченого водою реголіту непомітно повільно протікає вниз по схилу над непроникним нижнім шаром якогось роду. Непроникність нижнього шару перешкоджає дренажу вищерозташованого грунту, змушуючи його залишатися протягом тривалого періоду часу в густо-супистому стані, що привертає його до потоку вниз по схилу. Він поширений, але не обмежуючись ними, в високоширотних регіонах вічної мерзлоти, де літнє відтавання впливає лише на поверхневий шар, залишаючи під ним замерзлий і непроникний матеріал. Соліфлюкція трапляється також там, де під проникним поверхневим шаром є непроникний шар глинистої «твердої каструлі», і навіть там, де є непроникний шар основи трохи нижче поверхневої зони грунту. У будь-якому випадку соліфлюкції сприяє високий відсоток глини в поверхневому шарі. Швидкість спуску соліфлюкції, хоча все ще не те, що ви можете виявити, стоячи там спостерігаючи, набагато вище, ніж у інших видів повзучості: до деяких сантиметрів на день.

Малюнок 10-8. Поширені ефекти повзучості. (З Блум, 1998)