黄土は広く、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれ、風に運ばれる。地球の土地表面の約10パーセントをカバーするシルト支配地質Deposit積物。 何百万人もの人々が家庭に住み、企業で働き、黄土に建てられた道路、鉄道、空港を使用しています。, 黄土はまた、世界で最も生産的な農業土壌の親材料でもあります。 黄土は大気から堆積されるため、大気循環モデルをテストするために使用することができる過去の大気循環の重要な地質学的アーカイブを提供する(Mahowald et al. 2006). シルトサイズの粒子が重要な成分である浮遊粉塵も、放射移動プロセスにおけるその役割を通じて、および一次生産性および炭素循環に影響を与える海洋に鉱物栄養素を輸送することによって気候に影響を与える(Ridgwell2002,Jickells et al. 2005)., 黄土鉱床は、ほこりが土壌や他の地質材料を埋める独特のシルトが豊富な層を形成するのに十分な速さで蓄積する場所を形成します。 地質学的、気候的および生物的要因の様々な相互作用は、シルトサイズの粒子を形成し、ソースからシルトを動員して輸送し、それが景観に蓄積することを

シルト粒子の大きさは2–50μm(0.002–0.05mm)であり、微視的な粘土サイズの粒子(砂(0.05-2mm)の中間である(図1)。, 氷河粉砕は、シルトサイズの粒子を生成するのに非常に効果的であり、それはまでに組み込まれ、溶融水によって再加工され、”氷河粉”として氷河に供給された流れに排出され、風によって巻き込まれて堆積される前に外流平野に堆積される。 黄土の堆積は、アラスカ、ニュージーランド、アイスランド、および川が今日の氷河からシルトが豊富な融解水を運ぶ他の地域の一部で進行中です。, 世界の偉大な黄土鉱床の多くがかつての大陸氷床とそれらを排水した川の縁に地理的近接されていること、および黄土鉱床の時代が最後の氷河時代の氷床の前進と後退と一致していることは、シルト生産と黄土形成との氷河の粉砕との関連性を強化している。

図1:砂、シルトおよび粘土粒子の相対的なサイズ。,
砂をバスケットボールの大きさと考え、ピンポンボールを沈め、テーブルソルトを粘土にします。
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氷河が存在しない乾燥地または半乾燥地の近くで発生する黄土鉱床を説明するために、霜の粉砕、河川および斜面での輸送中の粉砕、風成摩耗および塩の風化など、他の多くのシルト生成メカニズムが提案されている(Derbyshire et al. 1998,Wright et al. 1998,Wright,2001,Whalley et al., 1982). しかし、最近の研究では、これらの”砂漠”源に関連する黄土鉱床を構成するシルトのほとんどは、おそらくより遠い氷河環境で形成されたか、乾燥地域のシルト岩盤の露頭から侵食されたことが示唆されている(Muhs&Bettis2003)。,

風によるシルトの動員、輸送および堆積

風による表面からの粒子の持ち上げおよび除去は、1)乾燥した堆積物の供給源が利用可能である、2)風が粒子を動員するのに十分な強さであり、3)地面が植生または他の障害物によって風から遮蔽されていないという三つの条件が満たされている場合に起こる可能性がある。 これらの条件は、地質物質間の相互作用、大気現象、および埋立地などの人間の行動を含む生物相によって制御されます。, 泥サイズの粒子は風のデフレーションに特に敏感である-粘土サイズの粒子を表面に付けさせ、より少ない固まりがあり、従って風で中断し易い水のための静電気そして類縁に欠けている砂の粒子より。 シルトサイズの粒子は陸上環境に遍在するため、風によって輸送されるシルトのための多くの潜在的な供給源がある。, シルト粒子は、氷河を排出する流れに沿って、および遠くの高山氷河環境で形成され、これらの流れによって輸送される乾燥した山間流域では、湖および池が乾燥すると露出される(Kapp et al. 2011). シルト質の岩盤の露頭は、構成シルト粒子を動員することができれば、風に吹かれたシルトの供給源としても機能することができる(Muhs et al. 2008). 大規模な開墾と季節栽培の出現により、農業景観もシルトの重要な供給源となっている(Tegan et al. 1996).,

風は風(風関連)プロセスの原動力です。 シルトと粘土の巻き込みは、砂の動きを開始するために必要とされるよりも強い風を必要とします(図2の流体閾値)。 実際には、より低い風速で移動する塩化砂粒の影響からのエネルギーが大幅にシルトと粘土の巻き込みを高めます。 塩化砂粒は表面に影響を与え、それ以外の場合は、その凝集性質と風にロープロファイルのために同伴することは困難であろうシルトと粘土粒子を, 放出されると、シルトおよび粘土粒子は乱流の渦によって大気中に運ばれ、そこで浮遊状態で風下に移動することがあり、時には長期間にわたって シルトと粘土粒子は、1)風速が粒子の沈降速度を下回るまで大気中に懸濁したままである、2)粒子の静電結合は、落下するのに十分な沈降速度を有する凝集体を生成する、または3)雨や降雪に塵粒子または凝集体が組み込まれる(Pye1995)。,

図2:粒子サイズと風速の関係。
流体閾値速度は、風の力だけで穀物の動きを開始するのに必要な最小風速です。 衝撃閾値は、粒子の衝撃の結果として粒子の移動を開始するために必要な最小風速である。
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いくつかの要因は、風が土地の表面を横切ってどのくらい強く吹くか、それによってどのくらいのシルト(もしあれば)が動員されるかに影響します。 風が動くには大きすぎる粒子または破片は、風からの基礎となる穀物を遮蔽し、それらが巻き込まれるのを防ぐ不動の”鎧”を形成する。 地面の上に上昇する植物、フェンス、および建物、ならびに風景の急傾斜の休憩は、風の速度および乱流に影響を与える。, これらのいわゆる”粗さの要素”は風の横の速度が粒子を動員するには余りにも低い地上の表面の上の高さ(”粗さの高さ”)を制御する。 したがって、植生カバーは、地面の上に粗さの高さを維持し、植物のゴミで表面をアーマー化することによって、砂の動きとシルトの巻き込みを抑制する(図3)。 植物カバーが増加すると同時に、より少ない裸の表面は沈泥の同調用に利用できる。, 植生およびその他の粗さ要素はまた、それらによって影響される垂直風プロファイルの一部が衝撃閾値を下回ると、風輸送粒子の堆積を促進する。 植生または他の粗さ要素が堆積を促進する程度は、”トラッピング効率”と呼ばれる。 一般に、背の高いおよび/または密集した植生は、短いまたは散在した植生よりも大きな捕獲効率を有する。, 切開渓谷、岩盤絶壁、またはその他の障害などの地形的特徴は、塩化砂粒子を捕捉し、それによって風下側に黄土の蓄積を促進することもできる(Mason et al. 1999).

図3:粗さの高さに対する植物カバーの影響。
植物の高さが増加するにつれて、粗さの高さも増加します。
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黄土の堆積システム

黄土の生産、巻き込み、および堆積は、最終的に気候によって制御されるリソスフェア、大気、および生物圏 湿った氷河を支えるのに十分な水分を持つ寒い条件は、シルト生産のための”工場”と、砂、シルト、粘土を風に巻き込まれる可能性のある場所に輸送するための外流を提供する。, デフレーション領域には、砂が塩漬けになり、表面に衝撃を与えるために十分に乾燥した条件が存在しなければならないので、シルトや粘土粒子が風 風の力は粒子間の水の表面張力を超えることができないので、風は湿った表面から鉱物粒子を巻き込むことはできません。 水分content有量がわずか数パーセントの裸の表面は、風が侵食するのが非常に困難です。, 長期の乾燥条件は、十分な砂、シルト、および粘土が表面に利用可能である限り、密度の低い植生、より多くの砂の動き、および大気中に放出されるシルトおよび粘土の量の増加をもたらすであろう。 一方、砂の動きを減らす地形障壁または生物気候要因は、その場所の大気に入るシルトおよび粘土の量を減少させるが、風上源からのシルトおよび粘土の蓄積を増加させる。 黄土の堆積エリアが拡大するにつれて、塩分活性を経験している場所は風上にシフトします。, 生物気候条件が塩析がもはや源域の主要で活動的なプロセスではないポイントに変わればそして重要な塵の生成および黄土の沈殿は止まる。

シルトや粘土粒子は乱流渦によって大気中に浮遊しているため、黄土として蓄積する前に、それらの源域から遠くに輸送することができます。 ダスト堆積速度と黄土鉱床の厚さは、ソース付近で最も大きく、距離とともに減少します(図4)。, 平均粒径、粘土content有量、および鉱物組成などの黄土の他の特性もまた、供給源からの距離によって系統的に変化し得る(図5、Muhs et al. 2008). これらのバリエーションは、土壌浸食、斜面の安定性、保水能力、および他の重要な特性に影響を与える黄土景観に物理的および化学的パターンを与える。,

図4:黄土の分布と厚さ、大きく連続した砂丘フィールドの分布、および北アメリカ中大陸のローレンタイド氷床の後期氷期限界。
黄土deposition積時の卓越風向は北西と西からであった。, 氷河縁から流れ出したミズーリ川とミシシッピ川の谷の南と東、およびネブラスカ砂丘丘とレイ砂丘フィールドの南東、ネブラスカ州南西部、およびコロラド州北東部の厚い黄土の蓄積に注目してください。
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図5:最終氷河黄土からの距離における結晶粒径および酸化カルシウム含有量の傾向ミズーリ-リバー-バレー出身。
黄土の平均粒径と粗いシルトの含有量は、谷源からの距離とともに体系的に減少し、微粒子の含有量は増加した。, 酸化カルシウム(炭酸カルシウムのプロキシ)含有量は、源谷付近で最大であり、谷から離れる距離とともに減少する。 炭酸塩の減少は、より細かい粒子サイズの画分におけるより少ない炭酸塩の生成物であり、黄土が谷からの距離とともに薄くなるにつれて炭酸塩のより効果的な浸出が生じる。
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現代のアラスカおよびアメリカ中西部の最終氷期からの例は、二つの黄土鉱床システムの働きを示しています。 中央アラスカのデルタ川渓谷の下部で頻繁に強風が砂嵐と現代の黄土の堆積をもたらします。 低流量期にブレイド平原を乾燥させる強風にさらされたシルトを含んだ外流を提供するいくつかの谷の氷河が川を供給する。, 露出した植生のないブレイドプレーンを横切る砂塩は、乱流の渦によって空気中に掃引されるシルトと粘土粒子を排出します(図6)。 風下の植生は、葉、茎、幹、および土壌表面に付着したシルトおよび粘土の一部を塵埃コーティングとして閉じ込めます。 トラッピングは、植生が露や霜で湿っているときに特に効果的です。 谷の両側に過去数千年の間に蓄積されている黄土は、黄土蓄積プロセスに関する長期的な視点を提供します。, 黄土は川の隣の針葉樹林の断崖の厚さの数メートルから風下の同じような森林の数キロメートルよりより少しに薄くなります。 近くの樹木ライン地域では、植生が低く、より開放的であり、針葉樹林よりもはるかに低い捕獲効率であるため、黄土は著しく薄くなっている。

図6:ダスト(主にシルト粒子)は、アラスカ州中央部のデルタ川の乾燥したブレイド平野から同伴されます。,
ほこりの一部は、川の近くの針葉樹林の植生によって閉じ込められ、厚い黄土鉱床を形成します。
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厚い最終氷期の黄土の大きな領域は、最終氷期の北アメリカで最大の活発な砂丘フィールドであったネブラスカ州砂丘の南東縁に突然接しています(図4)。, 黄土の組成研究は、砂丘北西のシルト岩の露頭が黄土の供給源であったことを示している(Muhs et al. 2008). これらの黄土の厚さと組成の関係を説明するために提案されたモデルは、中西部上部の寒く乾燥した最終氷河気候条件がまばらな植生被覆と凍結融解サイクルを促進し、露出したシルト岩の砂の動きと風の浸食に理想的な条件をもたらしたということである。, ソースエリアに混入したシルトと粘土粒子は,砂を塩漬けすると沈降シルトと粘土が再び混入するアクティブサンドヒルズ砂丘フィールドに南東に吹き込まれた。 シルトと粘土は、砂丘の南東縁に沿って川の谷やその他の地形の障壁で塩分化砂がシステムから脱落するまで、砂の丘の上を移動し続けました(Mason2001)。, 砂を塩漬けすることによって、シルトと粘土を再懸濁させることができなくなり、風上からのシルトの巻き込みと輸送が続くと、砂の丘の南東の風景に厚い黄土が蓄積された(図7)。

図7:アメリカ合衆国ネブラスカ州中央部の最終氷期にさかのぼる厚い黄土鉱床,
この堆積物を形成する風に吹かれたシルト粒子は、シルト質の岩盤から侵食され、砂丘砂丘フィールド(遠い背景)を通って運ばれ、プラッタ川渓谷に遭遇
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概要

黄土の堆積系は、シルト粒子を生成し、ソースエリアから粒子を同伴して輸送し、黄土鉱床を形成するために巻き込みエリアの風下に十分なシルト蓄積を促進する気候および景観プロセスおよび条件によって駆動される。 疎植生カバーが付いている乾燥した源区域は沈泥の粒子、沈泥のデフレーションおよび輸送を高めるプロセスの砂のsaltationそして弾道同調を可能にする。, 逆に、黄土が蓄積する表面は、一般的に塩化砂を欠いており、植生、地形障壁、または風速を低下させる他の条件によって提供される風からの避難所を