Подвод грунтовых вод
Подвод подземных вод представляет собой процесс геоморфической эрозии, который приводит к миграции каналов вперед в ответ на почти постоянный расход жидкости в фиксированной точке. Постоянный поток воды вытесняет мелкие отложения, которые физически и химически выветривают горные породы. [1] Долины, которые, по-видимому, образовались в результате истощения грунтовых вод , встречаются по всему миру в таких регионах, как Англия , Колорадо , Гавайи , Новая Зеландия и во многих других местах. [2] Однако трудно охарактеризовать форму рельефа как сформированную исключительно за счет подтопления грунтовых вод из-за таких явлений, как плювиальный сток, подрезка водоемов, изменения уровня грунтовых вод и непостоянный поток грунтовых вод. [1] Пример дренажных путей, созданных исключительно за счет оттока подземных жидкостей, можно увидеть на берегах пляжей . По мере того как волна воды и песка, принесенная волной на сушу, отступает в сторону моря, водная пленка становится тоньше, пока не образует на песке ромбовидные узоры. На вершине ромбических образований образуются небольшие вееры, которые в конечном итоге питаются оставшимся обратным потоком воды, идущей вниз по склону. Каналы начинают образовываться навстречу в виде ручейков шириной в миллиметр по бокам вееров; создание этих небольших сетей каналов достигает кульминации, когда рассеиваются остатки обратного потока. [1]
Это один из процессов, участвующих в образовании оврагов , таких как лавака . Эрозия в результате подрыва имеет тенденцию образовывать U-образные долины с крутыми склонами и довольно одинаковой ширины с коробчатыми «театральными» верхними стенками . Это контрастирует с более распространенной ветвящейся или дендритной структурой V-образных долин, образованных сухопутными потоками , которые становятся шире по мере удаления от источника. Истощение грунтовых вод было предложено в качестве причины эрозии долин и сети каналов на Марсе , хотя исследования показывают, что сами по себе грунтовые воды не могут выкапывать и транспортировать материал, необходимый для создания этих каньонов. [3]
Геоморфология и геология
[ редактировать ]Осушение обычно происходит в проницаемых песчаниках , связанных с высоким уровнем грунтовых вод, под которыми находится непроницаемый слой. Ограниченная в своей способности двигаться вертикально вода вынуждена двигаться вбок, где в конечном итоге она просачивается из земли. Известняки , алевролиты и сланцы также можно найти в долинах, образовавшихся в результате истощения грунтовых вод. [4]
Характерные формы рельефа
[ редактировать ]Характерными формами рельефа, вызванными истощением грунтовых вод, являются «театральные» истоки каналов и «U-образные» долины, имеющие постоянную ширину и крутые стенки долин. [5] Ослабленные базальные породы не могут поддерживать более устойчивые верхние слои, в результате чего головка и боковые стенки долины обрушиваются внутрь. [5] Истоки каналов театральной формы характеризуются нависающими боковыми стенками, которые относительно сухие по сравнению с породами нижнего уровня ниже зоны просачивания. [2] Развитие головок театра было связано с «направлением потока грунтовых вод, трещиноватостью и разломами, контрастами проницаемости, наклоном и углами падения пласта, а также сцеплением пласта». [4] Морфология каналов и долин, созданных в результате высачивания, сильно зависит от геологии регионального масштаба, и ее трудно отличить от особенностей, созданных в результате альтернативных процессов. Химические осадки могут использоваться в качестве индикаторов разгрузки подземных вод, подразумевая, что долина или канал могли образоваться в результате подтопления. Подобные подсказки важны в районах, где в настоящее время вода не сбрасывается. [4]
Известные достопримечательности
[ редактировать ]
Плато Колорадо
[ редактировать ]Множество «природных амфитеатров» можно найти вблизи реки Колорадо . Считается, что высаживание могло быть более распространено в этом районе в прошлом, когда уровень грунтовых вод был выше. Изменение климата и связанные с ним осадки или врезка реки Колорадо — вот два фактора, которые могли вызвать изменение уровня грунтовых вод. [4]
Марс
[ редактировать ]На Марсе наблюдались короткие, похожие на ручьи, глубокие каналы. Открытие марсианских долин, очень похожих на долины, образовавшиеся в результате истощения грунтовых вод здесь, на Земле, побудило к многочисленным исследованиям, направленным на лучшее понимание процесса истощения. [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Хиггинс, CG (1984). «Трубопроводы и прорывы: развитие форм рельефа за счет оттока подземных вод». В ЛаФлере, Р.Г. (ред.). Подземные воды как геологический агент . Бостон, Массачусетс: Аллен и Анвин. стр. 18–58.
- ^ Перейти обратно: а б Нэш, диджей (1996). «Иссушение подземных вод и развитие долины на холмах Хакнесс, Северный Йоркшир, Англия». Процессы на поверхности Земли и формы рельефа . 21 (9) (9 изд.): 781–795. Бибкод : 1996ESPL...21..781N . doi : 10.1002/(sici)1096-9837(199609)21:9<781::aid-esp616>3.0.co;2-o .
- ^ Лэмб, член парламента; Дитрих, МЫ; Асьего, СМ; Депаоло, диджей; Манга, М. (2008). «Формирование Бокс-Каньона, штат Айдахо, в результате меганаводнения: последствия просачивающейся эрозии на Земле и Марсе» (PDF) . Наука . 320 (5879): 1067–1070. Бибкод : 2008Sci...320.1067L . дои : 10.1126/science.1156630 . ПМИД 18497296 . S2CID 30609556 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Розенберри, Дональд. «Университет Колорадо» . Подвод грунтовых вод и образование природных амфитеатров .
- ^ Перейти обратно: а б Кохель, РЦ; Пайпер, Дж. Ф. (1986). «Морфология больших долин на Гавайях: свидетельства истощения подземных вод и сравнение с марсианскими долинами». Журнал геофизических исследований . 91 (Б13): 175–192. Бибкод : 1986JGR....91E.175K . дои : 10.1029/jb091ib13p0e175 .
- ^ Гулик, ВК (2001). «Происхождение сетей долин на Марсе: гидрологическая перспектива». Геоморфология . 37 (3–4): 241–268. Бибкод : 2001Geomo..37..241G . дои : 10.1016/s0169-555x(00)00086-6 . hdl : 2060/20000092094 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Моделирование истощения подземных вод
- Алан Д. Ховард, «Введение: истощение подземных вод на Марсе и Земле» в книге « Особенности истощения плато Колорадо » под редакцией А.Д. Ховарда, Р.К. Кочела и Х.Р. Холта, NASA SP-491, стр. 1-5 (1988)
- Джули Э. Лэйти и Майкл К. Малин, «Процессы высачивания и развитие сетей долин на плато Колорадо», Бюллетень Геологического общества Америки: Vol. 96, № 2 (1985), стр. 203–217 (Реферат).
- Степинский, Т.Ф.; Корадетти, С. (2004). «Сравнение морфологии водосборных бассейнов на Марсе и Земле с использованием интегральной геометрии и нейронных карт» . Письма о геофизических исследованиях . 31 (15): L15604. Бибкод : 2004GeoRL..3115604S . дои : 10.1029/2004GL020359 . S2CID 26509302 .
- Лу, В. (2000). «Количественная оценка форм рельефа, истощающих грунтовые воды, с помощью гипосометрического метода» . Журнал геофизических исследований . 105 (1): 1685–1694. Бибкод : 2000JGR...105.1685L . дои : 10.1029/1999je001096 .