Maaperätieteet
On 20 lokakuun, 2021 by admin
Puroissa, lammikoissa ja järvissä oleva makea vesi on erittäin tärkeä osa veden kiertokulkua jo pelkästään siksi, että se on tärkeää eliöille. Kosteikkojen ohella näillä makean veden alueilla elää valtava määrä erilaisia eliöitä.
Purot ovat vesistöjä, joissa on virtausta; ne ovat jatkuvassa liikkeessä. Geologit tunnistavat monia purojen luokkia niiden koon, syvyyden, nopeuden ja sijainnin mukaan. Purot, purot, sivujoet, lahdet ja joet voidaan yhdistää puroiksi. Vesi virtaa puroissa aina alamäkeen, mutta sen muoto vaihtelee kivilajin, topografian ja monien muiden tekijöiden mukaan. Purojen eroosio ja laskeuma ovat äärimmäisen tärkeitä pinnanmuotojen luojia ja tuhoojia, ja niitä kuvataan luvussa Eroosio ja laskeuma.
Jokien joet ovat suurimpia purotyyppejä, ja ne kuljettavat suuria vesimääriä korkeammilta paikoilta matalammille. Maailman suurimman virtaaman omaavan Amazon-joen virtausnopeus on lähes 220 000 kuutiometriä sekunnissa! Ihmiset ovat käyttäneet jokia sivilisaation alusta lähtien veden, ruoan, kuljetuksen, puolustuksen, energian, virkistyksen ja jätehuollon lähteenä.
Jokien ja purojen avulla hydrologinen kiertokulku täydentyy, kun ne palauttavat maalle putoavan sademäärän takaisin valtameriin (kuva 10.1). Viime kädessä painovoima on liikkeellepaneva voima, kun vesi liikkuu vuoristoalueilta merenpinnan tasolle. Osa tästä vedestä liikkuu maan pinnalla ja osa pohjavetenä maaperän läpi. Kun vesi virtaa, se tekee sekä eroosio- että laskeumatyötä. Tutustut eroosiovaikutuksiin ja kerrostumiin, jotka muodostuvat tämän liikkuvan veden seurauksena.
Kuva 10.1. Eroosiovaikutukset: Kun joet ja purot kulkevat kohti merta, ne kuljettavat mukanaan sään aiheuttamaa materiaalia.
Tunnin tavoitteet
- Kuvaile, miten pintajoet ja purot aiheuttavat eroosiota.
- Kuvailla, millaisia kerrostumia joet ja purot jättävät jälkeensä.
Puroja ja puroja on monenlaisia. Virta saa alkunsa lähteestään. Lähde on todennäköisesti korkeilla vuorilla, jonne lumet kerääntyvät talvella ja sulavat kesällä, tai lähde voi olla lähde. Lähdettä kutsutaan latvavesistöksi tai puron alkupääksi. Purolla voi olla useampi kuin yksi lähde, ja kun kaksi puroa yhtyy, sitä kutsutaan yhtymäkohdaksi. Pienempi puroista on suuremman puron sivujoki. Purosta voi muodostua allas, jossa vesi hidastuu ja syvenee.Kohta, jossa puro yhtyy suureen vesistöön, kuten valtamereen tai järveen, on nimeltään suu.
Jako on topografisesti korkea alue, joka jakaa maiseman eri vesistöihin. Harjun pohjoispuolella satanut sade valuu pohjoiseen valuma-alueeseen ja eteläpuolella satanut sade valuu eteläiseen valuma-alueeseen. Paljon suuremmassa mittakaavassa kokonaiset mantereet ovat jakoja, joita kutsutaan mannerjakoiksi.
Jokien ja purojen aiheuttama eroosio ja laskeuma
Huuhtoumasta johtuva eroosio
Jokien liikkuessa maanpinnan päällä ne kuljettavat mukanaan sään aiheuttamaa materiaalia. Virrat eroosioivat jatkuvasti materiaalia pois rannoiltaan, erityisesti meanderien ulkokurvissa. Osa näistä aineksista kulkeutuu liuoksena. Monet mineraalit ovat ionisia yhdisteitä, jotka liukenevat helposti veteen, joten vesi siirtää näitä aineita mereen osana puron kuljettamaa liuennutta kuormaa. Kun pohjavesi huuhtoutuu maa- ja kalliokerrosten läpi, mineraalit liukenevat ja kulkeutuvat pois. Pohjavesi tuottaa suurimman osan purojen kuljettamista liuenneista aineosista. Kun alkuaine on liuennut kokonaan, se todennäköisesti kulkeutuu mereen virtauksen nopeudesta riippumatta. Joissakin olosuhteissa virtavesi voi kyllästyä liuenneilla aineilla, jolloin näiden mineraalien alkuaineet saattavat saostua vedestä ennen kuin ne pääsevät valtamereen.
Toinen tapa, jolla joet ja purot kuljettavat sään aiheuttamia aineita, on suspendoitunut kuorma. Nämä ovat kiviaineksen kappaleita, jotka kulkeutuvat kiintoaineksena joen virratessa. Toisin kuin liuennut kuormitus, suspendoituneena kuormituksena kulkeutuvien hiukkasten koko määräytyy virran nopeuden mukaan. Kun puro virtaa nopeammin, se voi kuljettaa mukanaan yhä suurempia hiukkasia. Mitä suuremman kokoisia hiukkasia virta voi kuljettaa, sitä suurempi on virran pätevyys. Jos purolla on jyrkkä rinne tai kaltevuus, sen nopeus on nopeampi, mikä tarkoittaa, että se pystyy kuljettamaan suurempia suspendoituneita aineita. Tulvavaiheessa joet virtaavat paljon nopeammin ja aiheuttavat enemmän eroosiota, koska lisätty vesi lisää virran nopeutta. Hiekan, siltin ja saven kokoiset hiukkaset muodostavat yleensä virran suspendoituneen kuormituksen (kuva 10.2). Kun puro hidastuu joko siksi, että puron kaltevuus pienenee, tai siksi, että puro ylittää penkereensä ja leventää uomaansa, puro laskeuttaa ensin suurimmat hiukkaset, joita se on kuljettanut.
Kuva 10.2: Joet kuljettavat hiekkaa, silttiä ja savea suspendoituneena kuormana. Tulvavaiheessa suspendoitunut kuormitus lisääntyy huomattavasti virran nopeuden kasvaessa.
Viimeinen tapa, jolla joet ja purot kuljettavat säämiskäisiä aineksia, on pohjakuorma. Tämä tarkoittaa sitä, että vaikka virran vesi kykenee kolhiintumaan ja työntämään näitä hiukkasia eteenpäin, se ei kykene poimimaan ja kuljettamaan niitä jatkuvasti. Pohjakuorma on saanut nimensä siitä, että nämä hiukkaset työntyvät ja vierivät virran pohjaa pitkin veden virratessa. Toisinaan isompikokoinen hiukkanen törmää virran päävirtaukseen, mutta sitten se laskeutuu takaisin uomaan, koska se on liian raskas pysyäkseen vedessä. Tätä kutsutaan suolaantumiseksi, johon tutustumme myöhemmin tässä luvussa hiukkasten kulkeutumisen yhteydessä tuulen vaikutuksesta. Puroissa, joissa virtausnopeudet ovat suuria ja joissa on jyrkkä kaltevuus, tapahtuu paljon laskeutumista uomaan, mikä tapahtuu pääasiassa pohjakuorman muodostavien hiukkasten liikkeellä. Virran pohjakuormana liikkuvat hiukkaset eivät liiku yhtäjaksoisesti pitkin, vaan pikemminkin pienin askelin tai hyppäyksin, joiden välissä on jaksoja, jolloin ne pysyvät paikallaan.
Purojen ja jokien eroosio
Kun puro liikuttaa vettä korkeilta kohoilta, kuten vuoristosta, kohti matalia kohoumia, kuten valtamerta, joka on merenpinnan korkeudella, virran työ muuttuu. Korkeilla korkeuksilla purot ovat vasta alkavia puroja, joilla on pienet kanavat ja jyrkät kaltevuudet. Tämä tarkoittaa, että purolla on suuri virtausnopeus ja se tekee paljon työtä erodoimalla purouomaansa. Mitä korkeammalla puro on, sitä kauempana se on siitä, missä se lopulta yhtyy mereen. Pohjakorkeus on termi, jolla ilmaistaan, missä puro kohtaa merenpinnan tai seisovan veden, kuten järven tai valtameren. Purot pyrkivät leikkaamaan uomaansa alaspäin, kunnes ne saavuttavat pohjatason.
Kun puro siirtyy korkeilta vuoristoalueilta matalammille alueille lähemmäs merenpinnan tasoa, puro on lähempänä pohjatasoaan, ja se tekee enemmän töitä rapauttamalla rantojensa reunoja kuin leikkaamalla uomaansa alaspäin. Useimmissa puroissa purokanavassa on jossain vaiheessa mutkia tai mutkia, joita kutsutaan meanderiksi (kuva 10.3). Virta kuluttaa materiaalia ulkorannoillaan ja laskee materiaalia meanderin sisäkurviin virratessaan mereen (kuva 10.4). Tämä aiheuttaa sen, että nämä meanderit siirtyvät ajan myötä sivusuunnassa. Puron penkereiden ulkoreunan eroosio aloittaa tulva-alueen veistämisen, joka on tasainen tasainen alue puron uoman ympärillä.
Kuva 10. Puron penkereiden ulkoreunan eroosio.3: Tässä puro näkyy aktiivisesti erodoimassa ulkorantojaan meanderia pitkin.
Kuva 10.4: Tämä puro on kerrostanut suurempia aineksia, kuten soraa ja kiviä, meanderin sisäkaarelle.
Purojen ja jokien kerrostuminen
Kuva 10. Virta on kerrostanut suurempia aineksia, kuten soraa ja kiviä.5: Monien tulvien jälkeen puro rakentaa rannoilleen luonnollisia pengerryksiä.
Kun puro lähestyy merta, se on hyvin lähellä pohjatasoaan ja laskeutuu nyt enemmän aineksia kuin se eroosioi. Kuten juuri opit, yksi paikka, jossa joki laskee materiaalia, on meanderien sisäreunoilla. Jos joskus päätät kaivaa kultaa tai etsiä vanhasta kaupungista tai sivilisaatiosta peräisin olevia esineitä, seulot näitä kerrostumia. Kulta on yksi maapallon tiheimmistä alkuaineista. Purot ovat laiskoja eivätkä koskaan halua kuljettaa mukanaan enempää aineksia kuin on ehdottoman välttämätöntä. Se pudottaa raskaimmat ja suurimmat hiukkaset pois ensin, ja siksi saatat löytää kultaa puroesiintymästä. Kuvittele, että sinun pitäisi kantaa mukanasi kaikki, mitä tarvitsisit viikon ajan kävellessäsi monta kilometriä. Aluksi et ehkä välitä kantamasi painosta lainkaan, mutta kun väsyt, katsot, että pudotat ensin raskaimmat kantamasi tavarat pois!
Kun joki tulvii tai tulvii yli uomansa, alue, jossa puro virtaa, on yhtäkkiä paljon leveämpi ja matalampi kuin silloin, kun se oli uomassaan. Tämä hidastaa virran virtausnopeutta ja saa virran pudottamaan suuren osan kuormituksestaan. Viljelijät, jotka käyttävät Niiliä ympäröiviä tulva-alueita, ovat riippuvaisia näistä kerrostumista, jotka toimittavat ravinteita pelloilleen joka vuosi, kun joki tulvii rantojaan. Tulvavaiheessa joki rakentaa myös luonnollisia pengerryksiä, kun suurikokoisimmat hiukkaset rakentavat korkeamman alueen uoman reunoille (kuva 10.5).
Kun joki kohtaa joko seisovaa vettä tai lähes tasaista maata, se laskee kuormansa. Jos tämä tapahtuu vedessä, joki voi muodostaa suiston. Vuoristossa sijaitsevista alkulähteistään joet kuljettavat monien kilometrien pituisen matkan ajan erodoituneita aineksia, jotka muodostavat niiden virtaaman kuormituksen. Yhtäkkiä joen nopeus hidastuu valtavasti ja se pudottaa mukanaan kuljettamansa valtavan sedimenttikuorman. Deltat ovat suhteellisen tasaisia, usein kolmion muotoisia sedimenttikerrostumia, jotka muodostuvat, kun suuri joki yhtyy mereen. Nimi delta tulee kreikan kielen isosta kirjaimesta delta, joka on kolmio, vaikka kaikki deltat eivät olekaan tämän muotoisia. Kolmion muotoinen suisto muodostuu, kun päävirran kanava jakautuu moniksi pienemmiksi sivujoiksi. Kun kanava siirtyy edestakaisin pudottaen sedimenttejä ja siirtyessään uuteen kanavapaikkaan muodostuu laaja kolmionmuotoinen kerrostuma.
Deltan muodostavat kolmenlaiset pohjat (kuva 10.6). Ensimmäisinä laskeutuvat hiukkaset ovat karkeimpia sedimenttejä, ja ne muodostavat kaltevia kerroksia, joita kutsutaan etupenkereiksi ja jotka muodostavat suiston etureunan. Kauempana rauhallisemmassa vedessä kevyemmät, hienorakeisemmat sedimentit muodostavat ohuita, vaakasuoria kerroksia. Näitä kutsutaan pohjakerroksiksi. Tulvavaiheessa koko suisto voi peittyä hienommilla sedimenteillä, jotka peittävät olemassa olevan suiston. Näitä kerroksia kutsutaan pintakerroksiksi. Nämä muodostuvat viimeisenä ja jäävät muun deltan päälle.
Kaikki suuret joet eivät muodosta deltoja törmätessään mereen. Se, muodostuuko suisto, riippuu aaltojen ja vuoroveden vaikutuksesta. Jos vesi on hiljaista vettä, kuten merenlahti tai matala meri, suisto voi muodostua. Jos sedimentit kulkeutuvat pois, suistoa ei muodostu. Pitkän rannikkokuljetuksen rannikolle tuomat ja rannikkoa pitkin levittäytyvät sedimentit muodostavat rannat ja sulkusaaret.
Jos joki tai puro saavuttaa yhtäkkiä lähes tasaisen maan, kuten laajan tasaisen laakson tai tasangon, rinteen pohjalle kehittyy alluviaaliviuhka (kuva 10.7). Alluviaaliviuhka on kaareva, viuhkan muotoinen kerrostuma karkeista sedimenteistä, jotka putoavat pois, kun virta yhtäkkiä menettää nopeuttaan. Viuhka leviää kaarevasti tasaisen maan suuntaan, kun monet purokanavat liikkuvat alluviaaliviuhkan kaarevalla pinnalla muodostaen ja purkaen monia kanavia sedimenttien laskeutuessa. Alluviaaliviuhkat muodostuvat yleensä kuivemmilla alueilla.
Kuva 10.7: Tässä satelliittikuvassa Iranissa sijaitsevasta alluviaaliviuhkasta näkyy näiden esiintymien tyypillinen viuhkan muoto. Alluviaaliviuhkan muodostava puro kulkee kuvan lounaiskulmassa (vasemmalla alhaalla) olevilta vuorilta kohti tasaisempaa maata koillisessa (oikealla ylhäällä). Vihreät suorakulmiot ovat peltoja, jotka hyödyntävät jakautunutta vettä.
Luennon yhteenveto
- Jokien ja purojen kulkeutuessa korkeammilta alueilta mereen ne eroosioivat maata.
- Erodoitunut aines voi kulkeutua joessa liuenneena kuormana, suspendoituneena kuormana tai pohjakuormana.
- Joki eroosioittaa maata syvästi, kun se on kaukana pohjakorkeudestaan, korkeudesta, jossa se tulee seisovaan veteen, kuten mereen.
- Kun joki kehittää mutkia, joita kutsutaan meanderiksi, se muodostaa laajan, tasaisen alueen, jota kutsutaan tulva-alueeksi.
- Virran loppupäähän saattaa muodostua delta tai alluviaaliviuhka, jossa joki pudottaa suuren osan kuljettamastaan sedimenttikuormasta.
Kertauskysymykset
- Mitä kolmea erilaista kuormituslajia on, jotka muodostavat ne hiukkaset, jotka puro kuljettaa. Nimeä ja määrittele kukin tyyppi.
- Mitä on virtauksen kaltevuus? Mikä vaikutus sillä on virtauksen toimintaan?
- Kuvaile useita virtausten tuottamia eroosioalueita. Selitä, miksi eroosiota tapahtuu näissä paikoissa.
- Minkälainen gradientti tai kaltevuus joella olisi, kun se aktiivisesti eroosioi uomaansa? Selitä.
- Milloin joki muodostaa alluviaaliviuhkan ja milloin se muodostaa suiston? Kuvaile kummankin kerrostumatyypin ominaispiirteitä.
Vastaa