Loess este o scară largă, transportat de vânt, nămol dominat de depozit geologic, care acoperă aproximativ 10% din suprafața de uscat a planetei. Milioane de oameni locuiesc în case, lucrează la întreprinderi și folosesc drumuri, căi ferate și aeroporturi construite pe loess., Loess este, de asemenea, materialul de bază al solurilor agricole cele mai productive din lume. Deoarece loessul este depus din atmosferă, acesta oferă o arhivă geologică importantă a circulației atmosferice trecute, care poate fi utilizată pentru a testa modelele de circulație atmosferică (Mahowald et al. 2006). Aer praf, din care nămol-dimensiune particule sunt o componentă importantă, de asemenea, afectează clima prin rolul său în procesele de transfer radiativ și de a transporta substante nutritive minerale a oceanelor, care afectează productivitatea primară și ciclul carbonului (Ridgwell 2002, Jickells et al. 2005)., Depozitele de Loess se formează acolo unde praful se acumulează suficient de repede pentru a forma un strat distinctiv bogat în nămol care îngroapă soluri sau alte materiale geologice. O varietate de factori geologici, climatici și biotici interacționează pentru a forma particule de mărimea nămolului, pentru a mobiliza și transporta nămolul dintr-o sursă și pentru a-i permite să se acumuleze pe peisaj.

particulele de nămol au dimensiuni cuprinse între 2–50µm (0,002-0,05 mm), intermediare între particulele microscopice de dimensiuni argiloase (nisip (0,05–2 mm) (Figura 1)., Glacial măcinare este foarte eficient la producerea de nămol-dimensiunea particulelor, care sunt încorporate în pana, refăcut de meltwater și evacuate în ghețar-fed fluxuri ca „glacial făină” și depus pe outwash câmpii înainte de a fi antrenate și depuse de către vânt. Depunerile de Loess se desfășoară în unele părți din Alaska, Noua Zeelandă, Islanda și alte zone în care râurile transportă apa topită bogată în nămol din ghețarii de astăzi., Apropierea geografică a multor mari depozite de loess din lume la marginile foilor de gheață continentale și a râurilor care le-au drenat, precum și coincidența vârstei depozitelor de loess cu avansul și retragerea straturilor de gheață în timpul ultimei ere glaciare, consolidează legătura dintre măcinarea glaciară cu producția de nămol și formarea de loess.

Figura 1: mărimile relative de nisip, nămol și argilă particule.,gândiți-vă la nisip ca dimensiunea unui baschet, nămol o minge de ping-pong, și lut un bob de sare de masă.© 2012 educație pentru Natură Toate drepturile rezervate.

1998, Wright și colab. 1998, Wright, 2001, Whalley și colab., 1982). Cu toate acestea, studii recente au sugerat că cele mai multe dintre nămol face depozite de loess asociate cu aceste „desert” surse probabil s-a format în mai distant, glacial medii sau a fost erodat din prăfoase stâncă sculptată în regiunile aride (Muhs & Bettis 2003).,

Mobilizarea, Transportul și Depunerea de Aluviuni de Vânt

Deflație, ridicarea și îndepărtarea particulelor de pe o suprafață de vânt, poate avea loc dacă sunt îndeplinite trei condiții: 1) o sursă de sediment uscat este disponibil, 2) vântul este suficient de puternic pentru a mobiliza particule, și 3) suprafața de teren nu este protejat de vânt de vegetație sau alte obstacole. Aceste condiții sunt controlate de interacțiunile dintre materialele geologice, fenomenele atmosferice și biota, inclusiv acțiunile umane, cum ar fi curățarea terenurilor., Nămol-dimensiune particule sunt deosebit de sensibile la vânt deflație-lipsa încărcare electrostatică și afinitate pentru apă, care face lut-dimensiune particule rămânem la suprafață, avea mai puțin de masă, și, prin urmare, sunt mai ușor de a suspenda în vânt decât particulele de nisip.

există multe surse potențiale pentru nămolul transportat de vânt, deoarece particulele de dimensiuni ale nămolului sunt omniprezente în mediile terestre., Particulele de nămol sunt disponibile de-a lungul fluxurilor care drenează ghețarii și în bazinele intermontane uscate, unde nămolul format în medii glaciare alpine îndepărtate și transportat de fluxuri în aceste bazine este expus atunci când lacurile și iazurile se usucă (Kapp et al. 2011). Aflorimentele de rocă de bază pot servi, de asemenea, ca surse pentru nămolul suflat de vânt, cu condiția ca boabele de nămol constitutive să poată fi mobilizate (Muhs et al. 2008). Odată cu apariția curățării terenurilor pe scară largă și a cultivării sezoniere, peisajele agricole au devenit, de asemenea, surse importante de nămol (Tegan et al. 1996).,vântul este forța motrice din spatele proceselor eoliene (legate de vânt). Antrenarea nămolului și argilei necesită un vânt mai puternic decât este necesar pentru a începe mișcarea nisipului (pragul de fluid din Figura 2). De fapt, energia cauzată de impactul granulelor de nisip sărate care se mișcă la viteze mai mici ale vântului îmbunătățește foarte mult antrenarea nămolului și a argilei. Saltating boabe de nisip impact suprafață și scoatere nămol și particule de argilă, care altfel ar fi dificil de a antrena din cauza lor coezive naturii și profil scăzut la vânt., Odată evacuate, particulele de nămol și argilă sunt transportate în atmosferă de vârtejuri turbulente, unde se deplasează în direcția vântului în suspensie, uneori pentru perioade prelungite de timp. Particulele de nămol și argilă rămân suspendate în atmosferă până când 1) Viteza vântului scade sub viteza de decantare a particulelor, 2) legarea electrostatică a particulelor produce agregate cu o viteză suficientă de decantare pentru a cădea sau 3) particulele de praf sau agregatele devin încorporate în ploaie sau zăpadă (Pye 1995).,

Figura 2: relația dintre dimensiunea particulelor și viteza vântului.
viteza pragului de fluid este viteza minimă a vântului necesară pentru a iniția mișcarea cerealelor numai prin forța vântului. Pragul de impact este viteza minimă a vântului necesară pentru a iniția mișcarea particulelor ca urmare a impactului cerealelor.© 2012 educație pentru Natură Toate drepturile rezervate.,

mai mulți factori influențează cât de puternic suflă vântul pe suprafața de teren și, astfel, cât de mult nămol (dacă există) va fi mobilizat. Particulele sau resturile care sunt prea mari pentru ca vântul să se miște formează o „armură” imobiliară care protejează boabele subiacente de vânt și le împiedică să fie antrenate. Plantele, gardurile și clădirile care se ridică deasupra suprafeței solului, precum și pauzele înclinate abrupt în peisaj, afectează viteza și turbulența vântului., Aceste așa-numite ” elemente de rugozitate „controlează înălțimea deasupra suprafeței solului la care viteza orizontală a vântului este prea mică pentru a mobiliza particulele („înălțimea de rugozitate”). Acoperirea cu vegetație suprimă astfel mișcarea nisipului și antrenarea nămolului prin menținerea înălțimii rugozității deasupra suprafeței solului și prin armarea suprafeței cu așternut vegetal (Figura 3). Pe măsură ce stratul de vegetație crește, este disponibilă o suprafață mai puțin goală pentru antrenarea nămolului., Vegetația și alte elemente de rugozitate promovează, de asemenea, depunerea particulelor transportate de vânt atunci când partea profilului vertical de vânt afectată de acestea scade sub pragul de impact. Gradul în care vegetația sau alte elemente de rugozitate favorizează depunerea este denumit „eficiență de captare”. În general, vegetația înaltă și/sau densă are o eficiență mai mare de captare decât vegetația scurtă sau împrăștiată., Caracteristicile topografice, cum ar fi incizate flux văi, roca de bază escapada, sau alte impedimente, poate, de asemenea, capcana saltating particulele de nisip și, astfel, să promoveze acumularea de loess pe partea de sub vânt (Mason et al. 1999).

Figura 3: efectul de acoperire plante pe rugozitate înălțime.
pe măsură ce înălțimea plantelor crește, la fel și înălțimea rugozității.© 2012 educație pentru Natură Toate drepturile rezervate.,

Loess Depoziționale Sistem

producția, antrenarea și depunerea de loess implică interacțiunile dintre litosfera, atmosfera și biosfera, care sunt controlate în ultimă instanță de condițiile climatice. Condițiile reci cu umiditate suficientă pentru a susține ghețarii pe bază de umezeală oferă „fabricile” pentru producția de nămol, precum și fluxurile de spălare pentru a transporta nisip, nămol și argilă în locații unde poate apărea antrenarea de vânt., Suficient de uscat condiții trebuie să existe în deflație zonă pentru nisip pentru a saltate și impactul suprafață nămol și particule de argilă poate fi aruncată în vânt. Vântul nu poate antrena particule minerale de pe o suprafață umedă, deoarece forța vântului nu poate depăși tensiunea superficială a apei dintre particule. O suprafață goală cu un conținut de umiditate de doar câteva procente este foarte dificil pentru erodarea vântului., Condițiile uscate prelungite vor duce la o vegetație mai puțin densă, la o mișcare mai mare a nisipului și la creșterea cantității de nămol și argilă eliberate în atmosferă, atâta timp cât la suprafață sunt disponibile suficiente nisip, nămol și argilă. Pe de altă parte, barierele topografice sau factorii bioclimatici care reduc mișcarea nisipului vor reduce cantitatea de nămol și argilă care intră în atmosferă în acea locație, dar vor crește acumularea de nămol și argilă din surse de vânt. Pe măsură ce zona de depozitare loess se extinde, locurile care se confruntă cu activitate de sărare se deplasează în direcția vântului., Dacă condițiile bioclimatice se schimbă până la punctul în care saltarea nu mai este un proces activ major în zona sursă, atunci generarea semnificativă de praf și depunerea de loess încetează.

deoarece particulele de nămol și argilă sunt suspendate în atmosferă de vârtejuri turbulente, ele pot fi transportate departe de zona lor sursă înainte de a se acumula ca loess. Rata de depunere a prafului și grosimea depozitului de loess rezultat este cea mai mare în apropierea sursei și scade cu distanța (Figura 4)., Alte proprietăți ale loess, cum ar fi dimensiunea medie a granulelor, conținutul de argilă și compoziția mineralogică pot varia, de asemenea, sistematic Cu distanța față de sursă (Figura 5, Muhs et al. 2008). Aceste variații conferă modele fizice și chimice peisajelor loess care afectează eroziunea solului, stabilitatea pantei, capacitatea de reținere a apei și alte proprietăți importante.,

Figura 4: distribuția și grosimea stratului de loess, distribuția de mare, contiguu dune, câmpuri, și la sfârșitul glaciare limita de ghețarul laurentid în america de Nord midcontinent.direcția predominantă a vântului în timpul depunerii loessului a fost dinspre nord-vest și vest., Notă acumulări groase de loess sud și la est de Mississippi și Missouri văile râurilor, care a efectuat outwash de la cele glaciare în marjă, și sud-est de Dealuri de Nisip Nebraska și Wray Câmpuri de Dune, în sud-vestul statului Nebraska, și nord-estul Colorado.
© 2012 Nature Education Adapted from Muhs et al. 2008. Toate drepturile rezervate.,

Figura 5: Tendințe în dimensiune de cereale și oxid de calciu conținut de ultima glaciare loess cu distanța de la Râul Missouri Valley sursa.
dimensiunea medie a granulelor loessului și conținutul de nămol grosier scad sistematic Cu distanța față de sursa văii, în timp ce conținutul de particule fine crește., Oxidul de calciu (un proxy pentru carbonatul de calciu) este cel mai mare conținut în apropierea văii sursă și scade odată cu distanța față de vale. Scăderea carbonat este un produs de carbonat mai puțin în fracțiunile mai fine dimensiunea particulelor și leșiere mai eficientă de carbonat ca loess subțiază cu Distanța de la vale.© 2012 educație pentru Natură Toate drepturile rezervate.,

Exemple

Exemple de modern Alaska și din ultima perioadă glaciară din vestul Mijlociu American a ilustra funcționarea a două loess sisteme depoziționale-unul direct legat de ghețari și un al doilea legate de condiții uscate într-o sursă de suprafață. Frecvente vânturi puternice în partea de jos a Central Alaska Delta River valley duce la furtuni de praf și depunerea de loess moderne. Mai mulți ghețari de vale care oferă nămol-laden outwash expuse la vânturi puternice care se usucă panglica simplu în debit scăzut perioadele de alimentare râu., Sărarea nisipului de-a lungul panglicii expuse și fără vegetație scoate particule de nămol și argilă, care sunt măturate în aer de vârtejuri turbulente (Figura 6). Vegetația din direcția vântului captează o parte din nămolul și argila antrenată ca acoperiri de praf pe frunze, tulpini, trunchiuri și suprafața solului. Capturarea este deosebit de eficientă atunci când vegetația este umedă cu rouă sau îngheț. Loessul care s-a acumulat în ultimele câteva mii de ani pe ambele părți ale văii oferă o perspectivă pe termen lung asupra procesului de acumulare a loessului., Loessul se subțiază de la câțiva metri grosime pe bluffs în pădurea de conifere de lângă râu până la mai puțin de un metru într-o pădure similară la câțiva kilometri în direcția vântului. În localitățile din apropiere, loessul este semnificativ mai subțire, deoarece vegetația este mai mică și mai deschisă, cu o eficiență de captare mult mai mică decât în pădurea de conifere.

Figura 6: Praf (în principal particule de nămol) este antrenat de uscat panglica neteda a River Delta în Alaska Central.,o parte din praf este prins de vegetația pădurilor de conifere în apropierea râului pentru a forma depozite groase de loess.© 2012 educație pentru Natură Toate drepturile rezervate.

, Studiile compoziționale ale loessului indică faptul că aflorimentele de siltstone de la nord-vest de dealurile de nisip au fost sursa loessului (Muhs et al. 2008). Un model propus pentru a explica aceste relații de grosime și compoziție loess este că rece, uscat ultima-glaciare condițiile climatice din Midwest superioară a încurajat vegetație rare acoperi și cicluri de îngheț-dezgheț, care a dus la condiții ideale pentru mișcarea nisipului și eroziunea vântului de siltstone expuse., Particulele de nămol și argilă antrenate în zona sursă au fost suflate spre sud-est în câmpul dune active Sand Hills, unde nisipul sărat a re-antrenat orice nămol și argilă de decantare. Nămol și lut a continuat să se deplaseze pe și prin Dealuri de Nisip până saltating nisip renunțat la văile râurilor și alte topografice bariere de-a lungul marja de sud-est de câmp dune (Mason 2001)., Cu impactul nisipului sărat care nu mai acționează pentru a suspenda nămolul și lutul și cu antrenarea și transportul continuu al nămolului din direcția vântului, loessul gros s-a acumulat pe peisajul sud-estic al dealurilor de nisip (Figura 7).

Figura 7: Un strat gros de loess depozit datând din ultima perioadă glaciară în central Nebraska, S. U. A.,
De vânt nămol particulele care formează acest depozit au fost erodate de prăfoase roca de bază și transportate prin Dealuri de Nisip dune de teren (în fundal îndepărtat) înainte de a întâlni pe Platou valea Râului, un topografice pauza care s-a oprit saltating nisip și a provocat loess să se acumuleze.
© 2012 Nature Education Photo courtesy of Dan Muhs, U. S. Geological Survey. Toate drepturile rezervate.,

Sumar

Loess sisteme de sedimentare sunt conduse de către climatice și peisaj procese și condiții care produc particule de nămol, antrena și transportul particulelor de la sursa zone, și să promoveze suficient de acumulare nămol în direcția vântului de antrenare zona pentru a forma un depozit de sedimente. Zonele cu sursă uscată, cu o acoperire cu vegetație redusă, permit saltarea nisipului și antrenarea balistică a particulelor de nămol, procese care sporesc deflația și transportul nămolului., În schimb, suprafețele în care se acumulează loess, în general, nu au nisip sărat și trebuie să aibă adăpost de vânt, care poate fi asigurat de vegetație, bariere topografice sau alte condiții care reduc viteza vântului.