Saltacja (geologia)

Przy niskich prędkościach płynu, luźny materiał toczy się w dół rzeki, pozostając w kontakcie z powierzchnią. Zjawisko to nazywane jest pełzaniem lub reptacją. W tym przypadku siły wywierane przez płyn na cząstkę są wystarczające tylko do przetoczenia cząstki wokół punktu kontaktu z powierzchnią.

Gdy prędkość wiatru osiągnie pewną wartość krytyczną, określaną jako próg zderzenia lub próg płynu, siły oporu i unoszenia wywierane przez płyn są wystarczające do podniesienia niektórych cząstek z powierzchni. Cząstki te są przyspieszane przez płyn i ściągane w dół przez grawitację, co powoduje, że poruszają się po trajektoriach w przybliżeniu balistycznych. Jeśli cząstka uzyskała wystarczającą prędkość dzięki przyspieszeniu przez płyn, może wyrzucić, lub rozpryskać, inne cząstki w procesie saltacji, co powoduje propagację procesu. W zależności od powierzchni, cząstka może również rozpadać się przy uderzeniu lub wyrzucać z powierzchni znacznie drobniejszy osad. W powietrzu, ten proces bombardowania saltacyjnego tworzy większość pyłu w burzach pyłowych. W rzekach, proces ten powtarza się nieustannie, stopniowo erodując koryto rzeki, ale także transportując świeży materiał z górnego biegu rzeki.

Prędkość, z jaką przepływ może przemieszczać cząstki przez saltację jest określona wzorem Bagnolda.

Zawieszenie generalnie dotyczy małych cząstek („małe” oznacza ~70 mikrometrów lub mniej dla cząstek w powietrzu). Dla tych cząstek, siły oporu pionowego spowodowane turbulentnymi fluktuacjami w płynie są podobne pod względem wielkości do ciężaru cząstki. Te mniejsze cząstki są przenoszone przez płyn w zawiesinie i adwekowane w dół strumienia. Im mniejsza cząstka, tym mniejsze znaczenie ma ciążenie grawitacyjne w dół i tym dłużej cząstka prawdopodobnie pozostanie w zawieszeniu. Ogrodzenie zaprojektowane z otworami może złagodzić zjawisko saltacji poprzez zmniejszenie prędkości cząstek, a piasek gromadzi się po zawietrznej stronie ogrodzenia.

Solenie piasku wydmowego w tunelu aerodynamicznym.

W najnowszych badaniach stwierdzono, że solenie cząstek piasku indukuje statyczne pole elektryczne poprzez tarcie. Solący się piasek nabiera ujemnego ładunku w stosunku do podłoża, co z kolei rozluźnia więcej cząstek piasku, które następnie zaczynają się solić. Stwierdzono, że proces ten podwaja liczbę cząstek przewidywaną przez wcześniejsze teorie. Ma to duże znaczenie dla meteorologii, ponieważ to właśnie saltacja cząsteczek piasku powoduje unoszenie się mniejszych cząsteczek pyłu do atmosfery. Cząstki pyłu i inne aerozole, takie jak sadza, wpływają na ilość światła słonecznego otrzymywanego przez atmosferę i Ziemię, a także są jądrami kondensacji pary wodnej.

Piasek uderzający w piasek jest bardziej skłonny do przylegania; piasek uderzający w bardziej spójną powierzchnię jest bardziej skłonny do odbijania się. Ta pętla sprzężenia zwrotnego pomaga piaskowi gromadzić się i tworzyć wydmy.

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.