침전물

Sediment
바다로 침전물을 방류하는 하천

침전물은 자연적으로 발생하는 물질로 풍화 침식의 과정에 의해 분해되며 바람, 물 또는 얼음의 작용이나 입자에 작용하는 중력에 의해 운반됩니다.를 들어, 모래와 실트는 강물과 침전물에 의해 침전된 해저에 닿을 때 부유물로 운반될 수 있다. 만약 매몰되면, 석화를 통해 결국 사암실트암(침전암)이 될 수 있다.

퇴적물은 물(유동 과정)과 바람(해풍 과정)과 빙하를 통해 가장 자주 운반된다.해변 모래와 강 수로의 퇴적물은 하천 수송과 퇴적물의 한 예이지만, 퇴적물은 호수나 바다에서 느리게 움직이거나 고여 있는 물에서 종종 침전된다.사막의 모래 언덕과 황토는 풍력 이동과 퇴적의 예이다.빙하 퇴적물과 은 얼음으로 운반되는 퇴적물입니다.

분류

멕시코 만의 퇴적물
유카탄 반도의 퇴적물

퇴적물은 입경, 입상, 조성 등에 따라 분류할 수 있다.

입경

침전물의 크기는 "파이" 척도로 불리는 통나무 베이스 2 척도로 측정되며, 이 척도는 입자를 "콜로이드"에서 "볼더"까지 크기로 분류합니다.

§ 스케일 사이즈 범위
(표준)
사이즈 범위
(표준)
집약 클래스
(웬트워스)
기타 이름
< - 8 256mm 이상 > 10.1 인치 볼더
-6 ~ -8 64~256mm 2.5~10.1 인치 코블
-5 ~ -6 32~64mm 1.26 ~ 2.5 인치 매우 거친 자갈 조약돌
-4 ~ -5 16 ~ 32 mm 0.63 ~ 1.26 인치 거친 자갈 조약돌
-3 ~ -4 8~16 mm 0.31 ~ 0.63 인치 중간 자갈 조약돌
-2 ~ -3 4~8 mm 0.120~0.31인치 고운 자갈 조약돌
-1 ~ -2 2 ~ 4 mm 0.079~0.19 인치 고운 자갈 과립
0 ~ - 1 1~2mm 0.039 ~ 0.079 인치 매우 거친 모래
1 ~ 0 0.5~1 mm 0.020 ~ 0.039 인치 거친 모래
2 대 1 0.25~0.5mm 0.010 ~ 0.020 인치 중모래
3 대 2 125~250μm 0.0049 ~ 0.010 인치 고운 모래
4 ~ 3 62.5~125μm 0.0025 ~ 0.0049 인치 매우 고운 모래
8 ~ 4 3.9~62.5μm 0.00015 ~0.0025 인치 실트 진흙
> 8 3.9μm 미만 0.00015 미만 점토 진흙
10 이상 1μm 미만 < 0.000039 인치 콜로이드 진흙

모양.

나뭇결 모양의 차이에 대한 도식적 표현.구체성(수직)과 반올림(수평)의 두 가지 파라미터가 표시됩니다.

입자의 모양은 세 가지 매개변수로 정의할 수 있습니다.형태는 입자의 전체 모양이며 일반적으로 구형, 평면 또는 막대 모양이라고 합니다.동그란 것은 곡식의 모서리가 얼마나 날카로운지를 나타내는 척도이다.이것은 모서리와 가장자리가 매끄러운 둥근 알갱이부터 모서리와 가장자리가 날카로운 둥근 알갱이까지 다양합니다.마지막으로 표면 텍스처는 곡립 [1]표면의 스크래치, 피트 또는 능선과 같은 작은 크기의 특징을 나타냅니다.

형태

형태(구형이라고도 함)는 주요 축에 있는 입자의 크기를 측정하여 결정됩니다.윌리엄 C. Krumbein은 이러한 수치를 단일 형태의 [2]척도로 변환하기 위한 공식을 제안했습니다.

서 D L I D [3]파티클의 긴, 중간 및 짧은 축 길이입니다.l \ _ 형식은 완벽한 구면 입자의 경우 1부터 플레이트 모양 또는 막대 모양 입자의 경우 매우 작은 값까지 다양합니다.

Sned와 [4]Folk에 의해 대체 방안이 제안되었다.

이 값은 0에서 1까지 다양하며 구체성이 높아집니다.

둥그스

침전물 입자의 원형도 평가를 위한 비교표

원형도는 입자의 가장자리와 모서리가 얼마나 날카로운지를 나타냅니다.정확한 측정을 위해 복잡한 수학 공식들이 고안되었지만, 이러한 공식들은 적용하기가 어려우며, 대부분의 지질학자들은 비교 차트에서 둥근 정도를 추정한다.일반적인 설명 용어는 매우 각진 것부터 각진 것, 아각진 것, 반올림된 것, 둥근 것, 매우 둥근 것까지 다양하며, 점점 [5]더 둥근 정도가 된다.

표면 텍스처

표면 텍스처는 피트, 골절, 능선, 스크래치 등 곡물의 작은 크기를 나타냅니다.이것들은 오랜 시간 동안 표면 표시를 유지하기 때문에 석영 입자에 대해 가장 일반적으로 평가됩니다.표면 질감은 연마에서 프로스트까지 다양하며 곡물의 수송 이력을 드러낼 수 있습니다. 예를 들어 프로스트 곡물은 바람에 의해 운반되는 풍성 퇴적물의 특징입니다.이러한 특징을 평가하려면 종종 스캔 전자 현미경[6]사용해야 합니다.

구성.

침전물의 조성은 다음과 같은 관점에서 측정할 수 있다.

이로 인해 점토를 크기 범위와 조성물로 모두 사용할 수 있는 애매한 상황이 초래됩니다(점토 광물 참조).

토사 수송

퇴적물은 사람이 만든 방파제에 쌓이게 되는데, 이는 물의 흐름 속도를 떨어뜨리기 때문에 하천이 많은 퇴적물을 운반할 수 없기 때문이다.
바위의 빙하 운반.이 바위들은 빙하가 후퇴하면서 퇴적될 것이다.

침전물은 침전물을 운반하는 흐름의 세기와 그 자체의 크기, 부피, 밀도 및 모양을 기준으로 운반됩니다.흐름이 강하면 입자의 양력과 항력이 증가하여 입자가 상승하는 반면 더 크거나 밀도가 높은 입자는 흐름을 통해 낙하할 가능성이 높아집니다.

하천 프로세스: 하천, 하천 및 육로 흐름

입자 운동

강이나 시냇물은 그 흐름에 침전물을 운반한다.이 침전물은 입자의 상승 속도(드래그 및 리프트 힘)와 입자의 침전 속도 사이의 균형에 따라 흐름 내의 다양한 위치에 있을 수 있습니다.이러한 관계는 상승 [7][8]속도에 대한 퇴적물 침하 속도(하강 속도)의 비율인 각성수에 대한 다음 표에 나와 있습니다.

어디에

  • 안착 속도입니다.
  • \kappa 폰 카르만 상수입니다.
  • u u { u _ { *}는 전단 입니다.
Hjulström 곡선: 다양한 크기의 침전물 입자의 침식, 수송, 퇴적(침전)에 필요한 전류의 속도
수송 수단 각성수
침대 하중 2.5 이상
서스펜드 로드: 50% 서스펜드 1.2 이상, 2.5 미만
서스펜드 로드: 100% 서스펜드 0.8 이상, 1.2 미만
세척 부하 0.8 미만

상승 속도가 침하 속도와 거의 동일할 경우 침전물은 전적으로 부유 하중으로 하류로 운반됩니다.상승 속도가 침전 속도보다 훨씬 낮지만 침전물이 이동할 수 있을 만큼 충분히 높은 경우(운동 개시 참조), 침상 하중을 따라 롤링, 슬라이딩 및 염분(흐름으로 점프하여 짧은 거리를 이동했다가 다시 침전)에 의해 이동한다.상승 속도가 침하 속도보다 높으면 침전물이 세척 [9]하중으로 흐름에서 높게 운반됩니다.

흐름에는 일반적으로 다양한 입자 크기의 범위가 있기 때문에, 주어진 흐름 조건에 따라 흐름의 모든 영역을 이동하는 것이 일반적입니다.

하상층

현대의 비대칭 파문은 호주 뉴사우스웨일스주 헌터강 바닥의 모래에서 발달했다.흐름 방향은 오른쪽에서 왼쪽으로입니다.
노바스코샤 울프빌 인근 콘월리스 강의 썰물 때 드러나는 구불구불한 사구
노바스코샤주 토르번 인근 콜번 피트 스텔라톤층(펜실바니아)의 고대 수로 퇴적물.

퇴적물 운동은 강이나 하천 바닥에 잔물결, 모래언덕 또는 반딧불과 같은 자체 조직화된 구조물을 만들 수 있습니다.이러한 침전물은 퇴적암에 보존되는 경우가 많으며 퇴적물을 퇴적시킨 흐름의 방향과 크기를 추정하는 데 사용될 수 있습니다.

지표면 유출

육로의 흐름은 토양 입자를 침식시켜 아래로 운반할 수 있다.육로 흐름과 관련된 침식은 기상 및 흐름 조건에 따라 다른 방법을 통해 발생할 수 있다.

  • 만약 빗방울의 초기 충격이 토양을 제거한다면, 그 현상을 빗방울 침식이라고 한다.
  • 육로의 흐름이 퇴적물 유입의 직접적인 원인이지만 협곡을 형성하지 않는 경우, 이를 "시트 침식"이라고 한다.
  • 흐름과 기질이 채널화를 허용하면 갤리지가 형성될 수 있습니다. 이를 "갤리 침식"이라고 합니다.

주요 하천 퇴적 환경

퇴적물의 퇴적을 위한 주요 하천(강 및 하천) 환경은 다음과 같습니다.

풍속 공정: 바람

바람은 미세한 침전물을 운반하고 공기 중의 먼지로 인해 모래 언덕과 토양을 형성한다.

빙하 과정

몬태나에서 온 빙하 퇴적물

빙하는 다양한 퇴적물 크기를 가지고 있으며, 그것을 퇴적시킨다.

질량 균형

운송 중인 침전물과 침상에 퇴적되는 침전물 사이의 전체적인 균형은 Exner 방정식으로 구한다.이 표현은 퇴적물로 인한 침전물 상승률이 흐름에서 떨어지는 침전물의 양에 비례한다는 것을 나타냅니다.이 방정식은 흐름의 힘의 변화가 퇴적물을 운반하는 흐름의 능력을 변화시킨다는 점에서 중요하며, 이는 하천 전체에서 관찰되는 침식과 퇴적 패턴에 반영된다.이는 단순히 작은 장애물로 인해 국소화될 수 있습니다. 예를 들어, 흐름이 가속되는 바위 뒤에 있는 스크리핑 구멍과 사행선 내부에 있는 퇴적물 등이 있습니다.침식과 퇴적도 국지적일 수 있다. 댐 제거바닥 레벨 하락으로 인해 침식이 발생할 수 있다.퇴적물은 강이 전체 하중을 웅덩이로 만들고 퇴적시키는 댐 배치 또는 바닥 수위 상승으로 인해 발생할 수 있다.

해안과 얕은 바다

바다, 바다, 그리고 호수는 시간이 지남에 따라 침전물을 축적한다.퇴적물은 육지에서 발생하는 토종 물질로 구성될 수 있지만, 육지, 해양 또는 라쿠스트린(호수) 환경 또는 수역에서 발생하는 퇴적물(종종 생물학적)에 퇴적될 수 있다.토종 자재는 인근 하천과 하천 또는 재처리된 해양 침전물(예: 모래)을 통해 공급되는 경우가 많다.미드오션에서 죽은 유기체의 외골격은 주로 퇴적물 축적의 원인이 된다.

퇴적된 퇴적물은 퇴적암의 근원인데, 퇴적암은 사망 시 퇴적암으로 덮인 수역의 거주민 화석을 포함할 수 있다.암석으로 굳지 않은 호수층 퇴적물은 과거의 기후 조건을 결정하는 데 사용될 수 있다.

주요 해양 퇴적 환경

바하마 롱아일랜드의 홀로세니올리언석과 탄산염 해변

해양 환경에서 퇴적물이 퇴적되는 주요 영역은 다음과 같다.

  • 연안 모래(예: 해변 모래, 유출 하천 모래, 해안 철근 및 가래지, 대부분 쇄설성 물질로 동물 함량이 거의 없음)
  • 대륙붕(실트 점토, 해양 동물 함량 증가).
  • 선반 가장자리(토종 공급량이 낮고 대부분 석회질 동물 골격)
  • 선반 경사(더 미세한 실트와 점토)
  • "베이 머드"라고 불리는 퇴적물이 있는 하구의 바닥.

하천과 해양이 혼합된 다른 퇴적 환경은 깊은 퇴적물심해 유역 및 깊은 해양 해구의 주요 퇴적물 공급원인 탁탄계입니다.

시간이 지남에 따라 퇴적물이 쌓이는 해양 환경의 움푹 패인 곳을 퇴적물 트랩이라고 합니다.

Null 점 이론은 해양 환경 내에서 침전물 퇴적물이 유체역학적 분류 과정을 거치면서 침전물 입자의 크기가 바다 쪽으로 가는 과정을 어떻게 거치는지를 설명한다.

환경 문제

하천 침식 및 농업용 침전물 공급

높은 퇴적물 하중의 한 가지 원인은 열대 우림의 베고 태우며 옮겨 심는 것이다.지표면이 초목을 제거하고 모든 생물을 태울 때, 상층 토양은 바람과 물의 침식에 취약합니다.지구상의 많은 지역에서, 한 나라의 모든 분야가 부식될 수 없게 되었다.예를 들어, 국토 면적의 약 10%를 차지하는 마다가스카르 고원에서는, 대부분의 육지가 황폐해졌고, 갈라지는 바닥의 토양으로 침식되어 라바카라고 불리는 독특한 굴을 형성했습니다.이것들은 일반적으로 폭 40미터(130피트), 길이 80미터(260피트), [10]깊이 15미터(49피트)입니다.일부 지역에는 평방 킬로미터 [11]당 150개의 라바카가 있으며,[12] 라바카는 하천에 의해 유입되는 모든 퇴적물의 84%를 차지할 수 있다.침전물은 강을 검붉은 갈색으로 변색시켜 물고기를 죽인다.

한 종류의 작물을 재배하고 수확하기 위해 자생식물을 제거하는 것은 토양을 [13]지탱할 수 없게 만드는 현대 농업 지역에서도 침식이 문제이다.이 지역들 중 상당수는 강과 배수구 근처에 있다.침식으로 인한 토양의 유실은 유용한 농지를 없애고, 퇴적물 하중을 가중시키며, 인공 비료를 하천으로 운반하는 데 도움을 줄 수 있으며,[14] 이는 부영양화를 초래할 수 있다.

토사배출비율(SDR)은 [15]하천 출구로 전달될 것으로 예상되는 총 침식(내부, 릴, 협곡 및 하천 침식)의 일부입니다.퇴적물 이동 및 퇴적물은 WaTEM/[16]SEDEM과 같은 퇴적물 분포 모델을 사용하여 모델링할 수 있다.유럽에서는 WaTEM/SEDEM 모델에 따르면 침전물 공급 비율이 약 15%[17]로 추정됩니다.

산호초 인근 해안 개발 및 퇴적

산호초 근처의 유역 개발은 퇴적물과 관련된 산호 스트레스의 주요 원인이다.개발을 위한 분수령에서 자연식물을 제거하면 토양이 바람과 강우에 노출되고, 그 결과 노출된 침전물이 강우 시 해양 환경에 침식 및 전달되기 쉬워질 수 있다.퇴적물은 물리적으로 산호를 질식시키고, 표면을 마모시키고, 퇴적물을 제거하는 동안 산호가 에너지를 소비하게 하고, 궁극적으로 어린 산호가 정착할 수 있는 해저의 공간을 줄일 수 있는 녹조 번식을 야기하는 등 여러 면에서 산호에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

퇴적물이 해양 연안 지역으로 유입되면, 퇴적물 배출원 근처의 해저의 특징을 나타내는 육지, 해양 및 유기 유래 퇴적물의 비율이 변화한다.또한 퇴적물의 출처(즉, 육지, 해양 또는 유기)는 지역을 특징짓는 퇴적물의 입자가 평균 얼마나 거칠거나 미세한지와 종종 상관관계가 있기 때문에 퇴적물의 입도 분포는 육지(일반적으로 미세), 해양(일반적으로 거칠음), 유기유래(가변수 w)의 상대적 투입량에 따라 변화한다.퇴적물해양 침전물의 이러한 변화는 주어진 시간에 물기둥에 부유되는 침전물의 양과 침전물과 관련된 산호 응력을 특징짓는다.[18]

생물학적 고려사항

2020년 7월, 해양 생물학자들은 "준현탁 애니메이션"에 나오는 호기성 미생물이 남태평양 자이해저에서 250피트 아래에 있는 최대 1억150만 년 전의 유기물이 없는 퇴적물에서 발견되었으며,[19][20] 지금까지 발견된 생명체 중 가장 오래 살 수 있다고 보고했다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 철근(하천 형태학) – 유량에 의해 침전된 하천의 침전물 상승 지역
  • 비치 커스 – 호 모양의 다양한 등급의 침전물로 구성된 해안선 형성
  • 바이오헥시스타시
  • Bioswale – 지표면 유출수를 관리하기 위해 설계된 경관 요소
  • 디시션 – 혼합물의 분리를 위한 프로세스
  • 퇴적물(지질) – 퇴적물, 토양, 암석이 지형 또는 육지에 첨가되는 지질학적 과정
  • 퇴적 환경 – 특정 유형의 퇴적물과 관련된 프로세스
  • 침식 – 토양과 암석을 제거하는 자연 과정
  • Exner 방정식 – 침전물 분해의 법칙
  • 입자 크기(입자 크기라고도 함) – 개별 침전물 입자 또는 쇄설암 내 석화 입자의 직경
  • 먼지, 침전물 침전이라고도 합니다.
  • 레골리스 – 단단한 암석을 덮고 있는 느슨하고 이질적인 표면 퇴적물 층
  • 모래 – 바위와 미네랄 입자로 이루어진 입상 재료
  • 퇴적물학 – 자연 퇴적물과 자연 퇴적물이 형성되는 과정에 대한 연구
  • 퇴적물 트랩 – 시간이 지남에 따라 퇴적물이 상당히 축적되는 모든 지형적 함몰
  • 침전 – 미립자가 액체 바닥에 침전되어 침전물을 형성하는 과정
  • 지표면 유출 – 지표면에 걸쳐 지반에 침투하지 않은 초과 빗물의 흐름

레퍼런스

  1. ^ Boggs, Sam (2006). Principles of sedimentology and stratigraphy (4th ed.). Upper Saddle River, N.J.: Pearson Prentice Hall. p. 65. ISBN 0131547283.
  2. ^ Krumbein, Wiliam C. (1941). "Measurement and Geological Significance of Shape and Roundness of Sedimentary Particles". SEPM Journal of Sedimentary Research. 11: 64–72. doi:10.1306/D42690F3-2B26-11D7-8648000102C1865D.
  3. ^ Boggs 2006, 582페이지
  4. ^ Sneed, Edmund D.; Folk, Robert L. (March 1958). "Pebbles in the Lower Colorado River, Texas a Study in Particle Morphogenesis". The Journal of Geology. 66 (2): 114–150. Bibcode:1958JG.....66..114S. doi:10.1086/626490. S2CID 129658242.
  5. ^ Boggs 2006, 페이지 66-67.
  6. ^ Boggs 2006, 68-70페이지.
  7. ^ Ali, Sk Zeeshan; Dey, Subhasish (November 2016). "Mechanics of advection of suspended particles in turbulent flow". Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 472 (2195): 20160749. Bibcode:2016RSPSA.47260749A. doi:10.1098/rspa.2016.0749.
  8. ^ Kumbhakar, Manotosh; Ghoshal, Koeli; Singh, Vijay P. (January 2017). "Derivation of Rouse equation for sediment concentration using Shannon entropy". Physica A: Statistical Mechanics and Its Applications. 465: 494–499. Bibcode:2017PhyA..465..494K. doi:10.1016/j.physa.2016.08.068.
  9. ^ Whipple, K. X (2004). "12.163 Course Notes, MIT Open Courseware" (PDF). Retrieved 23 September 2021.
  10. ^ Sawe, Benjamin Elisha (25 April 2017). "Erosion Landforms: What Is A Lavaka?". WorldAtlas. Retrieved 24 September 2021.
  11. ^ Voarintsoa, N. R. G.; Cox, R.; Razanatseheno, M.O.M.; Rakotondrazafy, A.F.M. (1 June 2012). "Relation Between Bedrock Geology, Topography and Lavaka Distribution in Madagascar". South African Journal of Geology. 115 (2): 225–250. doi:10.2113/gssajg.115.225.
  12. ^ Cox, Rónadh; Bierman, Paul; Jungers, Matthew C.; Rakotondrazafy, A.F. Michel (July 2009). "Erosion Rates and Sediment Sources in Madagascar Inferred from 10 Be Analysis of Lavaka, Slope, and River Sediment". The Journal of Geology. 117 (4): 363–376. Bibcode:2009JG....117..363C. doi:10.1086/598945. S2CID 55543845.
  13. ^ Ketcheson, J. W. (1 March 1980). "Long-Range Effects of Intensive Cultivation and Monoculture on the Quality of Southern Ontario Soils". Canadian Journal of Soil Science. 60 (3): 403–410. doi:10.4141/cjss80-045.
  14. ^ Ohlsson, Thomas (2014). "Sustainability and Food Production". In Motarjemi, Yasmine; Lelieveld, Hubb (eds.). Food safety management: a practical guide for the food industry. Elsevier. ISBN 9780128056820. Retrieved 24 September 2021.
  15. ^ Fernandez, C.; Wu, J. Q.; McCool, D. K.; Stöckle, C. O. (2003-05-01). "Estimating water erosion and sediment yield with GIS, RUSLE, and SEDD". Journal of Soil and Water Conservation. 58 (3): 128–136. ISSN 0022-4561.
  16. ^ Van Rompaey, Anton J. J.; Verstraeten, Gert; Van Oost, Kristof; Govers, Gerard; Poesen, Jean (2001-10-01). "Modelling mean annual sediment yield using a distributed approach". Earth Surface Processes and Landforms. 26 (11): 1221–1236. Bibcode:2001ESPL...26.1221V. doi:10.1002/esp.275. ISSN 1096-9837. S2CID 128689971.
  17. ^ Borrelli, P.; Van Oost, K.; Meusburger, K.; Alewell, C.; Lugato, E.; Panagos, P. (2018-02-01). "A step towards a holistic assessment of soil degradation in Europe: Coupling on-site erosion with sediment transfer and carbon fluxes". Environmental Research. 161: 291–298. Bibcode:2018ER....161..291B. doi:10.1016/j.envres.2017.11.009. ISSN 0013-9351. PMC 5773246. PMID 29175727.
  18. ^ Risk, Michael J (April 2014). "Assessing the effects of sediments and nutrients on coral reefs". Current Opinion in Environmental Sustainability. 7: 108–117. doi:10.1016/j.cosust.2014.01.003.
  19. ^ Wu, Katherine J. (28 July 2020). "These Microbes May Have Survived 100 Million Years Beneath the Seafloor - Rescued from their cold, cramped and nutrient-poor homes, the bacteria awoke in the lab and grew". Retrieved 31 July 2020.
  20. ^ Morono, Yuki; et al. (28 July 2020). "Aerobic microbial life persists in oxic marine sediment as old as 101.5 million years". Nature Communications. 11 (3626): 3626. Bibcode:2020NatCo..11.3626M. doi:10.1038/s41467-020-17330-1. PMC 7387439. PMID 32724059.

추가 정보

  • Prothero, Donald R.; Schwab, Fred (1996), Sedimentary Geology: An Introduction to Sedimentary Rocks and Stratigraphy, W. H. Freeman, ISBN 978-0-7167-2726-2
  • Siever, Raymond (1988), Sand, New York: Scientific American Library, ISBN 978-0-7167-5021-5
  • Nichols, Gary (1999), Sedimentology & Stratigraphy, Malden, MA: Wiley-Blackwell, ISBN 978-0-632-03578-6
  • Reading, H. G. (1978), Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy, Cambridge, Massachusetts: Blackwell Science, ISBN 978-0-632-03627-1