Rozpadliny wiatrowo-erodowane yardangowe

Co To Jest Yardang?

Yardang jest formacją erozjonalną w kształcie przystosowanym do wiatru, wykutszaną z skał, półsolidaryzowanej sedimentacji lub nawet kompresowanych glin, przez działanie wspólne wiatrowego pyłu i ziemi. Indywidualne yardangi obwodzą się typowo od mniej niż metra do kilkudziesięciu metrów wysokości, a długość ich boku może wynosić od kilku metrów do kilkunastu kilometrów. Ich charakterystycznym celem jest asymetria: natarczywa, stara i podcieniona strona na stronie wiatrowej, gdzie abrasja jest najintensywniejsza, ponieważ poruszające się ziarna pyłu uderzają o skałę pod małymi kątami, oraz długie, łagodnie zakończone ogony na stronie odwrotnej wiatrowej, kształtowane przez koncentrację i przyspieszenie prądu powietrza wokół przeszkody. Pole yardangów zwykle nie występuje samotnie, formują się one w korytarzach yardangowych, równoległych brzegów oddzielonych przez pozbawione roślinności doliny, wszystko zorientowane z wybitną jednostajnością wzdłuż osi dominującego wiatru. Ta orientacja sprawia, że pola yardangów stanowią niektóre z najbardziej wiarygodnych naturalnych kompasów do odtworzenia dawnych i współczesnych reguł wiatrowych. Geolodzy często używają ich orientacji do wnioskowania o wzorcach klimatycznych paleokrajowych, np. w pustyni Lut we Wschodnim Iranie, gdzie znajduje się niektóre z najwyższych yardangów na Ziemi, przekraczających 100 metrów wysokości. Yardangi są również często klasycznie podzielane według ich dojrzałości i kształtu, od małych, niskich mesa-form yardangów, które nadal przypominają nieprawdopodobne bloki skały, przez długie, wąsko ogrodzone brzegi lub formy ridge-yardangów z wyraźnie przystosowanym do wiatru profilami, aż po natchające, murowe yardangi, które zostały ucięte prawie do ostrza przez długotrwałą abrasję na obu bokach. Specyficzny kształt yardanga zależy od struktury wewnętrznego materiału macierzystego: skały z warstwami poziomymi tendencji do tworzenia yardangów ze stopniowym, schodkowym profilem, ponieważ różne warstwy o różnej odporności na erozję erodeją w różnych tempach, podczas gdy bardziej masowe i jednorodne skały tworzą powierzchnie gładkiejsze, kontynuowanej krzywej. Ponieważ proces wymaga masywnego, przynajmniej częściowo kamieniowatego materiału początkowego, yardangi mogą formować się nie tylko w dawnych sedimentarnych skałach, ale i w niespodziewanie młodych zdeponowaniach, w tym suchych brzegach jeziorny glin, crustach salnowodnych i nawet loessie, przenośnej sztule, pod warunkiem że te materiały stały się wystarczająco mocne, aby przeciwdziałać progresji znikania jako pustkowia przed rozpoczęciem procesu przystosowania do wiatru.

Mechanizmy erodowania wiatrowego z abrasivekami

Sam wiatr, bez abrasivek, prawie nie ma zdolności do erozji skał. Przekształcającą agencją jest saltacja – pędzenie i skacowanie granic sandałkowych blisko powierzchni ziemi, zazwyczaj w odległości do metra od powierzchni. Gdy wiatr przyspiesza granicę i kolide z przeszkodą, energia kinetyczna jest przenoszona na mikrofrakturowanie i wyrywanie granic na powierzchni skał. Ponieważ sandałki rzadko podnoszą się ponad kilka metrów, erodowanie skupia się w pobliżu podstawy wyjściowej, co wyjaśnia, dlaczego wiele yardangów pokazuje charakterystyczną uciętą lub notkę powyżej poziomu ziemi, często nazywaną pionikiem wiatrowym. Szybkość erozji jest proporcjonalna zarówno do prędkości wiatru, jak i koncentracji szpary, szybsze wiatry przyczyniają się do wyrywania większej liczby granic i przekazują większą energię kinetyczną na kolizję, podczas gdy gęstsza chmura szpary zwiększa liczbę uderzeń abrasivekowych na jednostkę czasu. Jednak relacja nie jest liniowa – powyżej pewnej prędkości, turbulencje i kolizje granic w powietrzu zaczynają rozpraszać energię przed kolizją, a ekstremalnie gęste koncentracje szpary mogą nawet chronić powierzchnie skał, co geomorfologowie nazywają sufitem erodowania. Hardeść i struktura skał, w tym płaszczyne warstw, drzazgi i skład mineralny, dalszymi modulacjami regulują szybkość i wzór, w jakim powierzchnia poddaje się nieustannemu bombardowaniu sandałkami. Temperatura i wilgotność odgrywają również rolę wspomagającą – we wielu pustyniach, rosy lub krótkie deszcze mogą lekko słabeć mineralne cmentarze na powierzchni skał w nocy, tylko by ten otrzesany róg być skutecznie usunięty przez erodowanie następnego dnia, synergie między erozją a erozji sometimes called coupling wiatrowo-erodacyjne. Rozmiar granic przewożonych sandałk również ma znaczenie – szersze sandałki noszą więcej pędów na kolizję i są bardzo skuteczne w erodowaniu wyjściowych skał, ale są też cięższe i szybciej opadają z przepływu powietrza, co oznacza, że najintensywniejsze erodowanie jest zwykle skupione blisko głównego źródła sandałków, podczas gdy finałna pył może podróżować dalej, ale dostarcza porównajennie łagodnego, wolniejszego bombardowania sandałkami na większych obszarach. To dlatego pola yardangów często rozwijają się w kierunku wiatru od wiarygodnego źródła sandałków, takiego jak suchy rzeczniczy łoże, playa lub pole dunes, które mogą ciągle dostarczać abrasivekowe narzędzia potrzebne do kontynuowania erozji nawet gdy same yardangi rosną wyższe i bardziej odporniejsze na dalsze zmiany.

Fazy rozwoju yardangów

Formacja yardangów przebiega zazwyczaj przez charakterystyczne fazy. Na etapie początkowym, skałka o wyękach lub jasach istniejących wcześniejszych słabości jest atakowana nierównomiernie przez wiatr. Słabsze warstwy erodują szybciej i nieporęczności stają się bardziej zauważalne, a nie gładkiejja. W tej fazie młodej, forma krajobrazu może nadal przypominać blokową mesę lub nierównomirowany wyjście. Przez dalszą erodację tworzy się stok wiatrowski i boki zaczynają się zacierać, co prowadzi do odwrotnej defekcji: wiatr odbija się od massy, przyspiesza lokalnie i intensyfikuje erodację po stronach, tworząc self-reinforcing feedback, który promuluje rozszerzanie się równolegle do wiatru. W fazie maturującej powstaje klasyczna forma podobna do skrzydełki zwierzęcia lub dźwigu aerodynamicznie efektywna, co oznacza niższy opór i bardziej uniformny, choć wolniejszy, proces erodacji na powierzchni. W bardzo długotrwałym czasie kontynuowana erodacja może sprowadzić yardangy do niskich, residualnych brzegów lub w końcu zniszczyć je całkowicie, dostarczając dodatkowej abrasivej sedimentacji do systemu wiatrowego, który je wykopał. To zaskakujące przykład procesu geomorfologicznego, który częściowo wspiera własną kontynuację. Geolodzy polińscy badający aktywne korytarze yardangów często używają prostej ramki względnej wieku opartej na tej progressji, porównując ostrość brzegów brzegów, głębokość podcięcia na dole i stopień polisownia powierzchni, aby szacować przybliżoną długość czasu, przez który dany korytarz yardangów był wykopalny przez erodację wiatrową. W korytarzach z mieszonym wiekiem yardangów, gdzie starsze, blokowe formy stoją obok starszych, całkowicie przystosowanych do wiatru brzegów, badacze mogą wnioskować o nierównomierny proces erodacji na terenie krajobrazu, być może z powodu lokalnych różnic w odporności skał, częściowej chronionej przez sąsiednią topografię lub nowoczesnego odkrycia ukrytej skały po usunięciu nadległego warstwy słabszej. Ten model fazowy rozwoju również wyjaśnia dlaczego pola yardangów często pokazują silny gradient wielkości w kierunku wiatru, z najbardziej odpornych i wysokich brzegów umieszczonych najbliżej źródła erodującego wiatru, a coraz mniejsze, degradowane resztki rozciągające się w dół w kierunku wiatrowego, gdzie dostępne erodujące siły i zapas pyłu zmniejszają się z odległości.

Yardangi po Zmieńczeniu

Jedną z najbardziej przekonujących aspektów badań nad yardangami jest fakt, że te formacje nie są ograniczone do naszego planeta. Wyżynowe obrazy orbitalne z misji jak Mars Reconnaissance Orbiter o wysokiej rozdzielczości wykazały istnienie poli yardangowych na powierzchni Martyna, szczególnie w regionach takich jak Medusae Fossae Formation, gdzie mniej trwałe, łatwo erodowane vulkaniczne lub sedimentacyjne osadki zostały skulptowane przez tysiące lat wiatru Martyna w formy brzegowe podobne do tych w pustyniach Sahara czy Taklamakan. Ponieważ atmosfera Martyna ma delikatną strukturę, około jednego procenta gęstości atmosfery Ziemi, prędkości wiatru muszą być znacznie wyższe, aby mogły zasilać i przewozić graniny szpary. Jednak wynikające z tego formacje podlegają tym samym podstawom fizyki erodycji. Badanie martwskich yardangów daje naukowcom optymalizowane dowody na poprzednie i obecne wiatrowe perygrinacje, gęstość atmosfery oraz nawet skład i warstwowanie podłoża, ponieważ stratyki bardziej odpornościowe pozostawiają wyraźniejsze, dłużej trwające brzegi. Ta porównanie między planetami podkreśla, że formacja yardangów jest uniwersalnym konsekwencji wiatru, cząsteczek i czasu działających na dowolnej solidnej powierzchni, czy to pustynia Lut w Iranie, czy płaskowyży Amazonis Planitia. Poza Martynem obrazy orbitalne i radarowe podsunęły możliwe cechy przylewane przez wiatr w innych środowiskach pośród systemu słonecznego, gdzie istnieje solidna powierzchnia, zapas cząstek erodujących oraz długoterminowy przepływ gazu w jednym kierunku. Ponieważ te warunki są względem proste i powszechne w atmosferach planet, formacje podobne do yardangów pełnią rolę przydatnej naturalnej laboratorium do testowania naszego zrozumienia fizyki erodycji pod wpływem grawitacji i gęstości atmosfery bardzo różne od Ziemi. Badacze nawet używali eksperymentów w tunelu wiatrowym i modeli numerycznych przepływu powietrza dostosowanych do poli yardang Martyna, aby szacować prędkości wiatru paleoklimatyczne na Martynie podczas różnych okresów klimatycznych, ponieważ wielkość, odstęp i kształt przekroju brzegu wykopalisk erodowanych przez wiatr zawierają informacje o prędkości i turbulencji przepływu powietrza, które go kształtowały. To sprawia, że yardangi są prawdziwie interdyscyplinarnym tematem, łączącym klasyczną geomorfologię ziemską, naukę o planecie i fizykę atmosferyczną w sposób, który niewiele innych formacji nie robi.

Czytanie rozpadlin yardangowych jako zapisy klimatyczne

Dokonane orientacje rozpadlin yardangowych zapewniają kierunek dominującej wiatrakowej erozji przy formowaniu, co pozwala na interpretację tych wzgórz jako długoterminowych zapisy krążenia atmosferycznego regionalnego. W miejscach, gdzie kierunek wiatru pozostawał stały przez tysiąclecia, jak na przykład części pustyni Qaidam w Chinach lub Białoziemie egiptskim, koridor rozpadlin yardangowych biegnie zaskakująco prosto i równolegle kilkaset kilometrów. Gdzie badacze natrafiają na przesekające się lub zmienione w orientacji zestawy rozpadlin yardangowych, czyli wzgórz, które wydają się być częściowo erozjonowane w jednym kierunku i następnie przysztyleskowane po innej osi, to silny dowód na to, że dominujący system wiatrowy uległ zmianie w pewnym momencie historii, co może być związane z szerszą reorganizacją klimatu, taką jak wzrost monsunów lub przesunięcie pola strumienia. Sedimentolodzy również badają skład skał podjednanych yardang i powierzchni dezynfliacji, ponieważ ten sam wiatr, który rzeźbi wzgórz, zazwyczaj depozytuje materiały usunięte na bieżące jako pola dzwonkowe lub szlachty loessu. To oznacza, że koridor rozpadlin yardangowych i sasiednie systemy dzwonkowe często są dwoma wyrażeniami jednego i tego samego, związanego aeloidowego budżetu sedimentarnego. Rozumienie tej weryfikacji ma również praktyczne znaczenie, szczególnie dla współczesnych pustyni oznajmionych degradacji terenu, gdzie badania nad rozpadlinami yardangowymi pomagają przewidzieć, jak infrastruktura, rolnictwo i wzory desertyzacji mogą reagować na długoterminową erozję wiatrową. Przevlekle technologie odbioru informacji (satelitowe) stały się coraz mocniejszym narzędziem w tej formie analizy, obrazy satelitarne pozwalają badaczom mapować orientacje, odstępstwa i długości tysięcy pojedynczych rozpadlin yardangowych na całym basenie pustyni w ułamkach czasu wymaganych dla tradycyjnej pomiarów na ziemi. To odkrywa regionalne wzory wiatru z dokładnością, która byłaby niemożliwa do osiągnięcia jedynie poprzez bezpośrednie pomiary meteorologiczne, szczególnie w odległych lub politycznie niedostępnych pustyniach. Porównywanie danych orientacji rozpadlin yardangowych z zapisami modernistów klimatologii i zestawieniami ponownego analizowania klimatu dostarcza również wartościowy sprawdzenie, jak reprezentatywne są krótkoterminowe zapisy wiatrowe instrumentu do długoterminowego systemu erozji wiatrowej. Rozpadliny yardangowe geomorfologiczne nie tylko są zapisem głębokiej przeszłości, ale też aktywnym narzędzem do charakteryzowania dzisiejszych dynamicznych wiatrów pustyni i prognozowania, jak mogą one się zmieniać pod wpływem zmieniającego się klimatu globalnego.

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Yardang Wind-Erosion Ridges i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.