Saltatie (geologie)

Bij lage vloeistofsnelheden rolt los materiaal stroomafwaarts, waarbij het in contact blijft met het oppervlak. Dit wordt kruip of reptatie genoemd. Hier zijn de krachten die door de vloeistof op het deeltje worden uitgeoefend slechts voldoende om het deeltje rond het contactpunt met het oppervlak te laten rollen.

Als de windsnelheid een bepaalde kritische waarde bereikt, de zogenaamde impact- of vloeistofdrempel, zijn de door de vloeistof uitgeoefende weerstands- en liftkrachten voldoende om sommige deeltjes van het oppervlak te tillen. Deze deeltjes worden versneld door de vloeistof, en naar beneden getrokken door de zwaartekracht, waardoor ze zich voortbewegen in ruwweg ballistische banen. Als een deeltje voldoende snelheid heeft verkregen door de versnelling door de vloeistof, kan het andere deeltjes uitwerpen, of spatten, in saltatie, waardoor het proces zich voortzet. Afhankelijk van het oppervlak kan het deeltje bij de botsing ook desintegreren, of veel fijner sediment van het oppervlak afstoten. In de lucht zorgt dit proces van saltatiebombardement voor het meeste stof in stofstormen. In rivieren herhaalt dit proces zich voortdurend, waarbij de rivierbedding geleidelijk wordt weggesleten, maar ook vers materiaal van stroomopwaarts wordt aangevoerd.

De snelheid waarmee de stroming deeltjes door saltatie kan verplaatsen, wordt gegeven door de formule van Bagnold.

Suspensie treft over het algemeen kleine deeltjes (‘klein’ betekent ~70 micrometer of minder voor deeltjes in de lucht). Voor deze deeltjes zijn de verticale weerstandskrachten ten gevolge van turbulente fluctuaties in de vloeistof van vergelijkbare grootte als het gewicht van het deeltje. Deze kleinere deeltjes worden gedragen door de vloeistof in suspensie en stroomafwaarts voortbewogen. Hoe kleiner het deeltje, hoe minder de neerwaartse aantrekkingskracht van de zwaartekracht, en hoe langer het deeltje waarschijnlijk in suspensie zal blijven. Een hek met gaten kan saltatie tegengaan door de snelheid van de deeltjes te verminderen, en zand hoopt zich op aan de lijzijde van het hek.

Saltatie van duinzand in een windtunnel.

Een recente studie toont aan dat het salteren van zanddeeltjes een statisch elektrisch veld induceert door wrijving. Het zoutende zand krijgt een negatieve lading ten opzichte van de grond, die op haar beurt meer zanddeeltjes losmaakt, die vervolgens beginnen te zouteren. Dit proces blijkt het aantal deeltjes te verdubbelen dat door eerdere theorie werd voorspeld. Dit is van belang voor de meteorologie omdat het vooral de zoutvorming van zanddeeltjes is die kleinere stofdeeltjes losmaakt in de atmosfeer. Stofdeeltjes en andere aërosolen zoals roet beïnvloeden de hoeveelheid zonlicht die de atmosfeer en de aarde ontvangen, en zijn kernen voor de condensatie van de waterdamp.

Zand dat zand raakt heeft meer kans om te blijven plakken; zand dat een meer coherent oppervlak raakt heeft meer kans om te stuiteren. Door deze terugkoppeling hoopt zand zich op en ontstaan duinen.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.