Transport a ukládání sedimentů

Transport a ukládání sedimentů jsou klíčové procesy v sedimentologie které řídí tvorbu sedimentární horniny. Pohyb sedimentu může nastat prostřednictvím různých mechanismů, včetně větru, vody, ledu a gravitace. Povaha transportu sedimentu je do značné míry závislá na energii transportního média, která se může pohybovat od mírných proudů v řece až po prudké proudění pyroklastického proudu ze sopečné erupce.

Jakmile je sediment transportován, může být uložen v široké škále prostředí, včetně říčních kanálů, jezer, delt, pláží a hlubokých mořských pánví. Depoziční prostředí ovlivňuje vlastnosti sedimentu, který se ukládá, jako je velikost zrna, třídění a složení.

Studium transportu a ukládání sedimentů je rozhodující pro pochopení vzniku sedimentů skály a prostředí, ve kterém byly uloženy. Tyto znalosti lze také aplikovat na řadu praktických aplikací, jako je správa vodních zdrojů, výstavba přehrad a hrází a předvídání a zmírňování geologických rizik, jako je např. sesuvy půdy a trosky proudí.

Agenti dopravy sedimentů

Činiteli transportu sedimentů jsou přírodní síly, které pohybují sedimenty z jednoho místa na druhé. Tyto látky lze rozdělit do několika kategorií:

1. voda: Sediment může být transportován řekami, potoky, mořskými proudy a vlnami. Množství sedimentu transportovaného vodou závisí na rychlosti a turbulenci vody, velikosti a tvaru částic sedimentu a dostupnosti sedimentu.
2. Vítr: Sediment může být přenášen větrem, zejména v suchých oblastech, kde je málo vegetace, která udrží půdu na místě. Vítr může pohybovat jemnozrnným i hrubozrnným sedimentem a množství transportovaného sedimentu závisí na rychlosti větru a velikosti částic sedimentu.
3. Led: Sediment může být transportován ledovci, které se svou vlastní vahou pomalu pohybují z kopce. Ledovce mohou transportovat velké množství sedimentů, včetně balvanů, dlažebních kostek a písku.
4. Gravitace: Sediment může být transportován gravitací, zejména na strmých svazích a v horských oblastech. Gravitace může způsobit sesuvy půdy, řícení kamenů a proudění trosek, které transportují sediment dolů po svahu.
5. biologickými činiteli: Sediment mohou být transportovány také živými organismy, jako jsou norní živočichové, kořenové systémy rostlin a mikroby.

Typ a množství sedimentu transportovaného každým činidlem závisí na řadě faktorů, včetně síly a trvání činidla, typu a velikosti sedimentu a charakteristik terénu.

Způsoby dopravy sedimentů

Existuje několik způsobů přepravy sedimentů, včetně:

1. Přeprava lůžka: Jedná se o pohyb částic sedimentu po dně řeky, potoka nebo oceánu válením, klouzáním nebo poskakováním.
2. Přeprava zavěšeného nákladu: Jedná se o pohyb malých částic sedimentu, které jsou suspendovány ve vodním sloupci silou proudící vody.
3. Mutace: Jedná se o typ přepravy zátěže, při které částice sedimentu poskakují podél dna v sérii krátkých poskoků.
4. Trakce: Jedná se o typ přepravy zátěže, při které jsou částice sedimentu válcovány nebo taženy po dně silou proudící vody.

Způsob transportu sedimentu je ovlivněn řadou faktorů, včetně rychlosti vody, velikosti a tvaru částic sedimentu a hustoty částic.

Přeprava lůžka

Transport bedload je proces, při kterém se částice sedimentu na dně řeky nebo potoka pohybují proudem vody. V tomto procesu jsou větší částice sedimentu, jako je štěrk a písek, zachycovány silou vody a kutálejí se, klouzají nebo odrážejí po dně koryta potoka. Přeprava zátěže je typicky charakterizována přerušovanými, vysokoenergetickými toky, ke kterým dochází během období zvýšeného průtoku toků, jako jsou bouře nebo tání sněhu. Rychlost transportu zátěže je ovlivněna řadou faktorů, včetně velikosti a tvaru částic sedimentu, rychlosti vody a sklonu a drsnosti koryta toku. Přeprava zátěže může mít významný dopad na fyzikální a ekologické vlastnosti říčních a vodních ekosystémů, včetně tvorby rýh a tůní, eroze břehů toků a změna vodního prostředí.

Přeprava zavěšeného nákladu

Závěsný transport nákladu je jedním ze způsobů transportu sedimentu, při kterém jsou jemnozrnné částice, jako je bahno a jíl, neseny v suspenzi pohybující se tekutinou, typicky vodou nebo vzduchem. Částice jsou suspendovány díky vzestupným složkám turbulentních vírů, které jsou vytvářeny prouděním tekutiny.

K přepravě zavěšeného nákladu může dojít v různých prostředích, jako jsou řeky, ústí řek, oceány a atmosféra. Visuté břemeno je obecně považováno za nejvýznamnější složku transportu sedimentů v řekách a může přispívat ke vzniku sedimentárních vklady, jako jsou záplavové oblasti a delty, jakož i erozi a sedimentaci po proudu.

Množství sedimentu, které může být transportováno v suspenzi, závisí na řadě faktorů, včetně rychlosti a turbulence tekutiny, velikosti a hustoty částic a koncentraci sedimentu v tekutině. Obecně platí, že čím vyšší je rychlost a turbulence tekutiny, tím větší částice mohou být suspendovány a tím vyšší je koncentrace sedimentu, který lze transportovat.

Mutace

Solení je druh transportu sedimentu, při kterém jsou částice, obvykle o velikosti písku, odráženy podél koryta potoka nebo povrchu duny proudem vzduchu nebo vody. Během solení jsou částice vyzdviženy do vzduchu a poté padají zpět na povrch, poskakují nebo poskakují podél řady krátkých skoků. Tento typ transportu sedimentu je důležitý v řekách, potocích a dalších vodních cestách, kde se písek a další malé částice pohybují po dně proudící vodou. Je to důležité také v pouštích, kde je písek transportován větrem, a na povrchu Marsu, kde řídká atmosféra umožňuje, aby byl písek transportován větrem podobným způsobem.

Trakce

Trakce je způsob dopravy sedimentu, při kterém se částice odvalují nebo klouzají po dně vodní nebo jiné tekutiny. Trakce je často spojena s hrubšími částicemi sedimentu, jako je písek nebo štěrk, které jsou příliš těžké na přepravu v suspenzi nebo solení. Jak se voda nebo jiná tekutina pohybuje nad částicemi, jsou taženy po dně silou pohybující se tekutiny. Množství sedimentu transportovaného tahem závisí na síle proudu nebo toku, velikosti a tvaru částic sedimentu a vlastnostech sedimentového dna, jako je sklon a drsnost povrchu. Trakce je důležitým procesem při utváření morfologie řek, potoků a dalších vodních ploch, jakož i při formování sedimentární ložiska.

Depoziční prostředí

Depoziční prostředí jsou místa a podmínky, kde se sediment hromadí a jsou určovány fyzikálními, chemickými a biologickými procesy při práci. Jsou klasifikovány na základě vlastností sedimentu a dominantních procesů, které vytvářejí ložisko. Některá běžná depoziční prostředí zahrnují:

• Aluviální: Ložiska vytvořená tekoucí vodou v říčních kanálech, nivách a aluviálních vějířích.

Aluviální se týká sedimentárních materiálů, jako je písek, štěrk, jíl nebo bahno, které se ukládají tekoucí vodou, jako je řeka, potok nebo povodeň. Pojem „naplavenina“ je odvozen z latinského slova „naplavenina“, což znamená „umýt se“. Aluviální usazeniny lze nalézt v říčních kanálech, nivách, deltách a aluviálních vějířích a jsou často bohaté na minerály a organické materiály. Běžně se používají pro stavební materiály, stejně jako pro těžbu drahých kovů a dalších zdrojů.

• Deltaic: Hromadění sedimentu u ústí řeky, když vstupuje do stojaté vody, často tvořící rozvětvené kanály a rozvody.

Deltaická depozice se vyskytuje u ústí řek, kde vstupují do stojatých vodních ploch, jako jsou jezera, moře nebo oceány. Delty vznikají nahromaděním sedimentu, který je unášen řekou a ukládá se u jejího ústí, protože rychlost řeky klesá v důsledku stojaté vody. Sediment je typicky jemnozrnný a zahrnuje jíl, bahno a písek, které jsou uloženy ve vrstvách. Přesná charakteristika deltaického ložiska závisí na povaze transportovaného sedimentu a také na podmínkách v ústí řeky, jako je síla a směr přílivových proudů. Deltaická ložiska jsou typicky velmi bohatá na organickou hmotu, což z nich činí důležité zdroje uhlovodíků.

• Pobřežní: Nánosy vzniklé podél pobřeží působením vln, proudů a přílivu a odlivu, včetně pláží, bariérových ostrovů a lagun.

Pobřežní depoziční prostředí se vyznačuje přítomností mořských nebo pobřežních procesů, jako jsou vlny, příliv a odliv a proudy, které ovlivňují transport a ukládání sedimentů. Tato prostředí mohou zahrnovat pláže, duny, bariérové ​​ostrovy, přílivové oblasti a ústí řek.

Pláže jsou nejběžnějším pobřežním depozitním prostředím, které je tvořeno působením vln a vyznačuje se sedimentem o velikosti písku. Mohou být klasifikovány podle stupně jejich vystavení energii vln, od vysokoenergetických disipativních pláží po nízkoenergetické reflexní pláže. Duny se mohou tvořit za plážemi a jsou tvarovány působením větru. Mohou být důležitými stanovišti pro rostliny a živočichy a také sloužit jako přírodní nárazník proti pobřežní erozi.

Bariérové ​​ostrovy jsou dlouhé, úzké pobřežní tvary terénu které jsou rovnoběžné s pobřežím a jsou od něj odděleny lagunou nebo ústím řek. Vznikají akumulací sedimentu působením vln a proudu a mohou v průběhu času migrovat v reakci na změny hladiny moře nebo nabídky sedimentů.

Přílivové plošiny jsou nízko položené pobřežní oblasti, které jsou vystaveny při odlivu a ponořeny při přílivu. Vyznačují se jemnozrnným sedimentem a mohou být důležitým zdrojem potravy a rozmnožování mořských živočichů. Ústí jsou částečně uzavřené pobřežní vodní útvary, které jsou spojeny s mořem a jsou ovlivněny mořskými i sladkovodními procesy. Mohou to být důležitá stanoviště pro chov ryb a jiných vodních organismů, stejně jako důležité oblasti pro lodní dopravu a rekreaci.

• Navy: Ložiska vzniklá v oceánu proudy, vlnami a dalšími procesy, včetně kontinentálních šelfů, svahů a hlubokomořských pánví.

Mořská depoziční prostředí jsou ta, ve kterých dochází k sedimentaci v oceánu nebo moři. Tato prostředí se vyznačují přítomností mořských organismů a mohou se pohybovat od mělkých vod až po hlubokomořská prostředí. Příklady mořských depozitních prostředí zahrnují:

1. Kontinentální šelf: Jedná se o mělkou, mírně se svažující oblast dna oceánu, která se rozprostírá od pobřeží k zlomu šelfu, kde se svah zesiluje. Sedimenty jsou zde typicky jemnozrnné, včetně písku, bahna a bahna.
2. Continental Slope and Rise: Za kontinentálním šelfem leží kontinentální svah, což je strmě se svažující oblast, která sahá až k hlubokému dnu oceánu. Sedimenty jsou zde transportovány po svahu gravitací a mohou zahrnovat turbidity, což jsou nánosy písku a bahna, které jsou výsledkem podvodních lavin.
3. Abyssal Plain: Toto je plochá, nevýrazná oblast hlubokého oceánského dna, která leží za kontinentálním vzestupem. Sedimenty jsou zde typicky velmi jemnozrnné a mohou obsahovat jíl a bahno.
4. Mid-Ocean Ridge: Toto je podvodní hora pohoří, které prochází středem světových oceánů. Sedimenty jsou zde typicky vulkanického původu a mohou zahrnovat polštářové lávy a čedič.
5. Hydrotermální průduchy: Jedná se o hlubokomořská prostředí, kde je z mořského dna vypouštěna horká voda bohatá na minerály. Sedimenty zde mohou zahrnovat sulfidy kovů a další minerály.
6. Korál Útesy: Jedná se o oblasti mělké, teplé vody, kde korálová zvířata staví útesy. Sedimenty zde mohou zahrnovat úlomky písku a skořápek, stejně jako úlomky korálů.
7. Ústí: Jedná se o polouzavřená pobřežní prostředí, kde se mísí sladká a slaná voda. Sedimenty jsou zde typicky jemnozrnné a mohou zahrnovat písek, bláto a bahno.
8. Mangrove Swamps: Jedná se o pobřežní prostředí, kde mangrovové stromy rostou v mělké vodě. Sedimenty zde mohou zahrnovat bahno a organické nečistoty.

• Glaciální: Vklady tvořené ledovci, včetně morén, till a ledovcových outwash plání.

Glaciální depozice je termín používaný k popisu procesu, kterým ledovce erodují a transportují sediment a ukládají ho jinde, když led taje. Ledovce při pohybu erodují kameny a další materiály a s sebou nesou trosky. Tento materiál se může pohybovat od velkých balvanů až po jemné bahno, v závislosti na velikosti a síle ledovce.

Ledovcové sedimenty se obvykle dělí do dvou kategorií: do a stratifikovaný drift. Till je netříděný sediment usazený přímo ledovcem při jeho tání, zatímco stratifikovaný drift je sediment, který byl roztříděn a uložen proudy tající vody vytékající z ledovce.

Ledovcové sedimenty lze nalézt v různých prostředích, včetně horských údolí, pobřežních oblastí a kontinentálních vnitrozemí. Tato ložiska jsou důležitými indikátory minulé ledovcové činnosti a mohou poskytnout cenné poznatky o klimatu a krajině minulosti. Mají i ekonomický význam, neboť ledovcová ložiska často obsahují cenné nerosty jako např zlato, stříbro, a měď.

• Liparské: Ložiska vytvořená větrem, včetně písečných dun a spraší.

Liparská depozice se týká transportu a ukládání sedimentu větrem. Liparské sedimenty se často vyznačují svou malou velikostí a dobře roztříděnou povahou, protože vítr má tendenci třídit zrna sedimentů podle velikosti a přepravovat na velké vzdálenosti pouze ty nejjemnější částice. Liparské sedimenty se často ukládají v dunách, které mohou nabývat různých tvarů v závislosti na směru a síle větru. Studium eolických sedimentů a tvarů terénu je důležité pro pochopení minulého a současného klimatu, stejně jako pro průzkum a využívání přírodní zdroje jako je ropa a plyn.

• Jezerní: Ložiska vytvořená v jezerech, včetně delt, a hlubokých jezerních pánvích.

Jezerní prostředí se týká oblastí, které souvisejí s jezery nebo jsou s nimi spojeny. Tato prostředí se vyznačují ukládáním sedimentů v jezerech, které mohou být později pohřbeny a zachovány jako sedimentární horniny. Depoziční procesy v jezerních prostředích jsou určeny velikostí a tvarem jezerní pánve, hloubkou jezera, okolním klimatem a množstvím a typem sedimentu přiváděného z řek nebo jiných zdrojů.

Lakustrinní prostředí se může značně lišit ve svých ukládacích charakteristikách a může být ovlivněno řadou faktorů. Typ sedimentu uložený v jezerním prostředí se může pohybovat od jemnozrnného bahna a jílu až po hrubozrnný písek a štěrk. Depoziční prostředí se také může lišit od mělké vody po hlubokou vodu a sedimentární struktury se mohou pohybovat od tenkých vrstev laminovaného bahna a jílu až po silné vrstvy. pískovec a konglomerát.

Některé z běžných sedimentárních rysů spojených s jezerním prostředím zahrnují rytmity (opakující se vrstvení sedimentů), varvy (tenké laminace sedimentu) a bahenní trhliny. Fosílie nalezené v jezerních sedimentárních horninách mohou poskytnout důležité informace o evoluce života ve sladkovodních ekosystémech, včetně ryb, hmyzu a rostlin. Kromě toho mohou jezerní sedimentární horniny také poskytnout cenné informace o minulých klimatických podmínkách, včetně kolísání teploty a srážek a vulkanické nebo tektonické činnosti.

Každé z těchto prostředí má jedinečné vlastnosti, jako jsou typy sedimentů, sedimentární struktury a přítomné fosilie, a může poskytnout důležité informace o geologické a environmentální historii oblasti. Sedimentární horniny vytvořené v těchto různých prostředích se používají jako indikátory pro minulé klima, změny hladiny moře, tektonickou aktivitu a vývoj života na Zemi.