Spraš je rozšířený, vítr-přepravovány, bahno-dominuje geologická vklad, který pokrývá asi 10% Zemského povrchu. Miliony lidí žijí v domácnostech, pracují v podnicích a používají silnice, železnice a letiště postavené na sprašech., Spraess je také mateřským materiálem nejproduktivnějších zemědělských půd na světě. Protože spraš je uložen z atmosféry poskytuje důležité geologické archiv minulých atmosférické cirkulace, které mohou být použity k testování modelů atmosférické cirkulace (Mahowald et al. 2006). Polétavého prachu, který bahno-velikost částic je důležitým prvkem, ovlivňuje i klima a to díky své úloze v radiativní transfer procesy a transport minerálních živin do oceánů, což ovlivňuje primární produktivita a uhlíkový cyklus (Ridgwell 2002, Jickells et al. 2005)., Sprašové usazeniny se tvoří tam, kde se prach hromadí dostatečně rychle, aby vytvořil výraznou vrstvu bohatou na bahno, která pohřbívá půdy nebo jiné geologické materiály. Různé geologické, klimatické a biotické faktory ovlivňují tvořit bahno-velikost částic, mobilizovat a transportovat bahno ze zdroje, a umožnit mu, aby se hromadí na krajinu.
částice bahna jsou mezi velikostí 2–50µm (0.002–0.05 mm), mezilehlé mezi mikroskopickými částicemi velikosti jílu (písek (0.05-2mm) (Obrázek 1)., Glaciální broušení je velmi účinné při výrobě částic velikosti bahna, které jsou začleněny do till, přepracováno meltwater a vypouštěno do ledovcových potoků jako „ledovcová mouka“ a uloženo na pláních, než je unášeno a uloženo větrem. Spraess depozice probíhá v částech Aljašky, Nový Zéland, Island, a další oblasti, kde řeky nesou bahno bohaté meltwater z dnešních ledovců., Geografická blízkost mnoha světových sprašové usazeniny na okraji bývalého kontinentální ledových příkrovů a řek, že je vyčerpala, stejně jako shoda věku sprašové usazeniny s předstihem a ústupu ledovce během poslední doby ledové, posílit vazby ledové broušení s bahnem, výroba a tvorba spraše.
řada dalších bahna vyrábějící mechanismy, jako je mráz rozbití, rozmělňování během transportu v řekách a na svazích, eolické abraze a soli, povětrnostním vlivům, byly navrženy na účet pro sprašové usazeniny, které se vyskytují v blízkosti suchých nebo polosuchých oblastech, kde ledovce neexistovaly (Derbyshire et al. 1998, Wright et al. 1998, Wright, 2001, Whalley et al., 1982). Nicméně, nedávné studie naznačují, že většina z bahna, které tvoří spraše vklady spojené s těmito „poušť“ zdroje pravděpodobně tvořil ve vzdálenějších glaciální prostředí nebo byla rozrušená z silty podloží výběžku v suchých oblastech (Muhs & Bettise 2003).,
Mobilizaci, Transport a Ukládání Naplavenin Větrem
Deflace, zvedání a odstranění částic z povrchu větrem, může dojít, pokud jsou splněny tyto tři podmínky: 1) zdroj suchého sedimentu je k dispozici, 2) vítr je dost silný, aby mobilizovat částice, a 3) zemský povrch není chráněn před větrem vegetace nebo jiné překážky. Tyto podmínky jsou řízeny interakcemi mezi geologickými materiály, atmosférickými jevy a biotou, včetně lidských činností, jako je čištění půdy., Bahno-velikost částic jsou zvláště náchylné k větrné deflace-nemají elektrostatický náboj a afinitu k vodě, která se jíl-velikost částice ulpívají na povrchu, mají menší hmotnost a jsou proto jednodušší zastavit ve větru, než částice písku.
existuje mnoho potenciálních zdrojů pro bahno přepravované větrem, protože částice velikosti bahna jsou všudypřítomné v pozemském prostředí., Bahno částice jsou snadno dostupné, podél potoků, které odsávají ledovce a v suchém intermountain povodí, kde bahno tvořil v vzdálené alpské ledovcové prostředí a přepravovat proudy do těchto povodí je vystaven, když jezer a rybníků vyschnout (Kapp et al. 2011). Výchozy bahnitého podloží mohou také sloužit jako zdroje větru foukaného bahna za předpokladu, že mohou být mobilizovány základní zrna bahna (Muhs et al. 2008). S příchodem rozsáhlého zúčtování půdy a sezónního pěstování se zemědělské krajiny staly také důležitými zdroji bahna (Tegan et al. 1996).,
vítr je hnací silou procesů souvisejících s eolianem (větrem). Zachycení bahna a jílu vyžaduje silnější vítr, než je zapotřebí k zahájení pohybu písku (práh tekutiny na obrázku 2). Ve skutečnosti energie z dopadu slaných pískových zrn, které se pohybují při nižších rychlostech větru, výrazně zvyšuje zachycení bahna a hlíny. Saltating zrnka písku dopad na povrch a vysunout bahna a jílu částice, které by jinak bylo obtížné se sladit, protože jejich soudržné přírody a nízký profil větru., Po vysunutí se částice bahna a hlíny přenášejí do atmosféry turbulentními víry, kde se pohybují po větru v suspenzi, někdy po delší dobu. Bahno a jíl částice zůstávají v ovzduší až 1) rychlost větru klesne pod sedimentační rychlost částic, 2) elektrostatické spojování částic vytváří agregáty s dostatečnou sedimentační rychlost klesat, nebo 3) prach, částice nebo agregáty se staly součástí déšť nebo sněžení (Pye 1995).,
Několik faktorů, vliv na to, jak silný vítr fouká přes povrch půdy, a tím, jak moc bahna (pokud nějaké máte) budou mobilizovány. Částice nebo nečistoty, který je příliš velký pro vítr přesunout tvoří nepohyblivý „brnění“, která chrání hlubších zrna před větrem a zabraňuje jejich strhávány. Rostliny, ploty a budovy, které stoupají nad povrchem země, stejně jako strmě se svažující přestávky v krajině, ovlivňují rychlost a turbulenci větru., Tyto takzvané “ prvky drsnosti „řídí výšku nad povrchem země, při které je vodorovná Rychlost větru příliš nízká na mobilizaci částic („výška drsnosti“). Vegetační kryt čímž potlačuje pohyb písku a bahna strhávání udržováním drsnosti výška nad povrchem země a pancéřování povrch rostlin vrh (Obrázek 3). S rostoucím vegetačním krytem je k dispozici méně holý povrch pro zachycení bahna., Vegetační a jiné prvky drsnosti také podporují ukládání částic transportovaných větrem, když část vertikálního profilu větru, který je ovlivňuje, klesne pod práh nárazu. Stupeň, do kterého vegetace nebo jiné prvky drsnosti podporují ukládání, se označuje jako“účinnost zachycení“. Obecně platí, že vysoká a/nebo hustá vegetace má větší účinnost zachycení než krátká nebo rozptýlená vegetace., Topografické rysy, jako jsou řezné stream údolí, skalní srázy, nebo jiné překážky, můžete také past saltating částice písku, a tím podporovat hromadění spraše na jejich závětrné straně (Mason et al. 1999).
Sprašové Sedimentačních Systém
výroba, strhávání, a ukládání spraše zahrnují interakce mezi litosférou, atmosférou a biosférou, že jsou v konečném důsledku kontrolována klimatu. Chladné podmínky s dostatečnou vlhkostí na podporu mokré bázi ledovce poskytují „továrny“ na bahno výroby, stejně jako outwash toků k dopravě písku, bahna a hlíny na místa, kde strhávání větrem může dojít., Dostatečně suché podmínky musí existovat v deflaci prostor pro písek, aby saltate a dopadu na povrch tak, bahno a jíl částice mohou být vysunuty do větru. Vítr nelze sladit minerální částice z vlhkého povrchu, protože síla větru nesmí překročit povrchové napětí vody mezi částicemi. Holý povrch s obsahem vlhkosti jen několik procent je pro vítr velmi obtížné erodovat., Dlouhodobé suché podmínky povedou k méně husté vegetaci, většímu pohybu písku a zvýšení množství bahna a jílu uvolněného do atmosféry, pokud je na povrchu k dispozici dostatečný písek, bahno a hlína. Na druhou stranu, topografické překážky, nebo bioklimatických faktorů, které snižují písek pohybu sníží množství naplavenin a jílu vstupu do atmosféry v daném místě, ale zvýšit akumulaci bahna a hlíny, z návětrné zdrojů. Jak se sprašová depoziční oblast rozšiřuje, místa, která zažívají slanou aktivitu, se posouvají proti větru., Pokud bioklimatické podmínky změnit k bodu, kde saltation je už ne hlavní aktivní proces ve zdrojové oblasti tak významné prachu a spraše ukládání ukončit.
Protože bahno a jíl částice suspendované v ovzduší o turbulentní víry mohou být přepravovány daleko od jejich zdrojové oblasti, než se hromadí jako spraše. Rychlost depozice prachu a tloušťka výsledné spraše vklad je největší v blízkosti zdroje a klesá se vzdáleností (Obrázek 4)., Další vlastnosti spraše, jako je průměrná velikost zrna, obsahem jílu a mineralogické složení se může lišit také systematicky se vzdáleností od zdroje (viz Obrázek 5, Muhs et al. 2008). Tyto variace dodávají fyzikální a chemické vzorce na sprašové krajiny, které ovlivňují erozi půdy, stabilitu svahu, kapacitu zadržování vody a další důležité vlastnosti.,
Příklady
Příklady z moderní Aljašku a od poslední doby ledové, na Americkém Středozápadě ilustraci fungování dvou spraše sedimentačních systémy-jeden přímo vázána na ledovci a druhý souvisí s suchých podmínek ve zdrojové oblasti. Častý silný vítr v dolní části údolí delty řeky střední Aljašky má za následek prachové bouře a ukládání moderních sprašů. Několik údolních ledovců, které poskytují bahno naložené přeplavení vystavené silným větrům, které suší pláň copu během období nízkého průtoku, přivádí řeku., Písek saltating přes exponované a vegetace-zdarma cop prostý vysune bahna a jílu, které jsou zametl do vzduchu turbulentní víry (Obrázek 6). Po větru vegetace zachycuje některé z unášených bahna a hlíny jako prachové povlaky na listech, stonky, kmeny, a povrch půdy. Zachycení je zvláště účinné, když je vegetace vlhká rosou nebo mrazem. Spraše, které se hromadí v průběhu posledních několika tisíc let na obou stranách údolí poskytuje dlouhodobější perspektivu na sprašové akumulace proces., Sprašové tenčí z několika metrů v tloušťce na útesech v jehličnatých lesů u řeky na méně než metr v podobném lese několik kilometrů po větru. V blízkých lokalitách stromové linie je spraš výrazně tenčí, protože vegetace je nižší a otevřenější s mnohem nižší účinností odchytu než v jehličnatém lese.
velký prostor husté poslední glaciální spraše prudce hranice jihovýchodní okraj Nebraska Písek Kopce, což byl největší aktivní dunové pole v Severní Americe během poslední doby ledové, a jak nedávno jako před 1500 lety (Obrázek 4)., Kompoziční studie sprašové naznačují, že prachovce výchozy severozápadně od Písku Kopce byly zdrojem pro spraše (Muhs et al. 2008). Jeden model navržený vysvětlit tyto spraše tloušťka a složení vztahy, je to, že chladný, suchý poslední glaciální klimatické podmínky v Horní Midwest podporovat řídký vegetační kryt a zmrazovacích cyklů, které mělo za následek ideální podmínky pro písek pohybu a větrnou erozí obnažené prachovce., Bahno a jíl částice unášeny ve zdrojové oblasti byly foukané na jihovýchod do aktivní Písku Hills dunové pole, kde saltating písek znovu strhávány žádné usazování bahna a jílu. Bahno a jíl i nadále pohybovat nad a přes Písečné Kopce, dokud saltating písku vypadl systém na řeku, údolí a jiné topografické překážky podél jihovýchodní okraj dunové pole (Mason 2001)., S dopadem saltating písku již jedná re-pozastavení bahna a hlíny a s pokračující strhávání a odvoz bahna z proti větru, silné sprašové nahromaděné v krajině jihovýchodně od Písku Hills (Obrázek 7).
Shrnutí
Spraše sedimentární systémy jsou poháněny klimatických a krajinných procesů a podmínek, které produkují bahna částice, sladit a dopravy částice od zdrojové oblasti, a podporovat dostatek bahna akumulace po větru strhávání oblasti tvoří spraše vklad. Suché zdroj oblastech s řídkou vegetací kryt umožňují písek saltation a balistické strhávání bahna částice, procesy, které zvyšují bahna deflace a dopravy., Naopak povrchy, kde se hromadí spraše, obecně postrádají slaný písek a musí mít úkryt před větrem, který může být zajištěn vegetací, topografickými bariérami nebo jinými podmínkami, které snižují rychlost větru.