И эрозия: Эрозия шейки матки / Эктопия | Гинекология

  • 31.05.2021

Содержание

В чем разница между истинной эрозией и эктопией шейки матки?

Диагноз эрозии шейки матки ставят чуть ли не каждой второй пациентке на приеме у гинеколога. В целом болезнь является одной из самых частых патологий у женщин детородного возраста. Но что такое эрозия шейки матки? Так называемая истинная эрозия шейки матки встречается крайне редко.  Это нарушение целостности, дефект или покрытие язвами ее слизистой оболочки во влагалищной части.  Кроме нее, существует эктопия шейки матки. Именно она имеется в виду, когда речь идет о распространенном заболевании. О диагностики и способах лечения данных заболеваний рассказала практикующий гинеколог медицинского центра Оn Clinic Шупик Ирина Александровна.

В чем разница между истинной эрозией и эктопией шейки матки?

В широком медицинском понимании эрозия — это поверхностный дефект слизистой оболочки. К развитию истинной эрозии приводят неблагоприятные механические, термические и химические воздействия на шейку матки, в том числе травматичные половые акты, неаккуратное введение влагалищных тампонов, использование некоторых спермицидов (химических агентов, убивающих сперматозоиды).

В отличие от них, существуют инфекционные поражения, которые не являются эрозивными, так как зачастую инфекция не способна вызвать грубых дефектов. Но она может усугубить нарушения, которые уже есть, и часто препятствует заживлению, вовлекая пораженную слизистую в инфекционный процесс. Как правило, при выявлении истинной эрозии определяется воспалительный процесс, а также его «виновник» — инфекционный агент.

Значительно чаще к нам приходят пациенты с эктопией (псевдоэрозией) — состоянием, при котором эпителий (клетки) цервикального канала выходит за пределы своего нормального расположения, на влагалищную часть шейки.

Как проводится диагностика эрозий и эктопий?

Кроме обычного гинекологического осмотра, производится кольпоскопия, микроскопия мазка на флору, цитологическое исследование. Также необходим анализ ПЦР (полимеразная цепная реакция) в целях вирусологической и бактериальной диагностики. Сначала всегда проводится лечение сопутствующих инфекций и заболеваний, лишь после этого начинается непосредственно лечение эрозии.

Как проводится лечение заболевания?

Лечение делится на два типа. Врач выбирает тактику в зависимости от того, рожала женщина или еще нет. Для нерожавших женщин проводится радиоволновая коагуляция аппаратом «Сургитрон», который применяется в On Clinic.

В On Clinic Усть-Каменогорск проводиться радиоволновая коагуляция аппаратом «Сургитрон», которая возможно не только для мам, но и для не рожавших женщин!

Уникальность метода в том, что слизистая не травмируется ни механически,  ни термически. Патологические клетки выпариваются, соответственно, заживление проходит без появления рубцовых изменений.

Другим   способом излечения  эрозий шейки матки может стать метод фармакотерапии в случае выявления сопутствующей половой инфекции, которая вызывает воспалительный процесс. Фармакотерапия может представлять собой как систематическое использование антибиотиков, так и местное применение лекарственных средств (это могут быть свечи, мази   и пр.).

Вы можете записаться на прием к Шупик Ирине Александровне онлайн, либо по телефону 25 00 70.
При записи на сайте действует скидка 20% на первичный приём.

диагностика и лечение — МЦ Семья

Всем женщинам хорошо известно, что посещать гинеколога необходимо хотя бы раз в год для профилактики, даже если ничего не болит.

Некоторые женские болезни протекают незаметно: без боли, неприятных выделений и нарушений менструального цикла, выявить их может только специалист. К таким скрытым болезням относится и эрозия шейки матки.

Что такое эрозия шейки матки?

Эрозия возникает, когда разрушается участок слизистой оболочки шейки матки, а на этом месте образуется ранка. Причин появления эрозии может быть несколько: механические травмы (в результате родов, абортов и изощренного секса), половые инфекции (герпес и т.п.) и гормональные нарушения.

Длительно существующие эрозии, если их не лечить, могут переродиться в опухоли.

Диагностика и лечение

В большинстве случаев она никак себя не проявляет. Лишь изредка у женщины могут появиться кровянистые выделения из влагалища после полового акта, спринцеваний или осмотра гинеколога. Еще реже возникают несильные боли внизу живота. Поставить правильный диагноз может только врач-гинеколог. Увидеть эрозию можно при обычном гинекологическом осмотре.

Дополнительные методы исследования: кольпоскопия — изучение шейки матки под микроскопом и цитологическое исследование — соскабливание клеток с шейки матки , которые рассматривают под большим увеличением. В некоторых ситуациях возникает необходимость провести биопсию шейки матки — отщипывают кусочек ткани и тоже изучают под микроскопом.

Лечение эрозии рекомендуют проводить комплексно, с учетом причины возникновения эрозии. Сначала необходимо ликвидировать воспалительный процесс. При выявлении инфекции назначают антибактериальную терапию. Затем измененные участки слизистой шейки матки удаляют. Существует несколько методов удаления пораженных участков шейки матки:

  1. Диатермокоагуляция
  2. Радиоволновая коагуляция
  3. Аргоноплазменная коагуляция
  4. Эксцизия и конизация

Для каждого вида воздействия на шейку матки существуют строгие показания и противопоказания, поэтому подбирается гинекологом в индивидуальном порядке.

Эрозия шейки матки, диагностика и лечение в Краснодаре

Среди женщин существует определенное заблуждение, что на осмотр к гинекологу ходить совершенно не обязательно. Достаточно сделать УЗИ органов малого таза, и так чаще всего большинство женщин и поступает. Но не всякую патологию можно диагностировать методом УЗИ. Состояние шейки матки оценивается только при осмотре врачом акушером гинекологом. Дело в том, что патологические состояния шейки матки возникают незаметно, очень долго протекают без неприятных ощущений – без болей, и при общем хорошем самочувствии и, что самое неприятное, являются предраковыми заболеваниями.

Есть несколько патологических состояний, на фоне которых может развиться рак шейки матки:

  • эктопии цервикального канала на слизистой оболочке влагалищной части шейки матки;
  • воспаления – цервициты;
  • ретенционные кисты;
  • полипы;
  • эктропион;
  • травматические повреждения шейки матки в родах, остающиеся в виде разрывов или рубцов;
  • дисплазии разной степени тяжести (истинные предраковые заболевания).

Для простоты и доступности информации патологические процессы шейки матки врачи называют эрозией, так как диагностика, лечение, диспансерное наблюдение и профилактика всех этих патологических состояний проводится по одинаковой схеме.

Итак, — эрозия шейки матки.

Патологический процесс на влагалищной части шейки матки выглядит в виде язвы, с неровными краями, кровоточащей при контакте.

Эрозия – это приобретенный патологический процесс, но может быть и врожденным.

Причинами появления эрозии шейки матки могут быть: повреждение слизистой оболочки во время родов, абортов, повреждение слизистой оболочки после полового акта с инфицированием. В результате этого образуется раневая поверхность с проявлениями воспалительной реакции, и в конечном итоге изъязвление.

Эрозия относится к числу распространенных гинекологических заболеваний. Нередко это заболевание выявляется при осмотре у женщин, считающих себя здоровыми.

Эрозия обычно располагается вокруг наружного зева шейки матки. Она имеет ярко красный цвет, неправильную, слегка округленную форму, нередко кровоточит при прикосновении. Часто на поверхности эрозии скапливается слизисто-гнойный налет, поступающий из канала шейки матки.

При наличии воспалительного процесса, слизистый секрет поверхностных желез образует кисты. Иногда эти кисты достигают значительных размеров, вызывая деформацию шейки матки.

При длительном течении эрозии и сопутствующей воспалительной реакции могут возникнуть патологические изменения глубоко лежащих слоев, что увеличивает риск развития раковой опухоли.

Эрозия шейки матки обнаруживается во время осмотра и подтверждается после проведения кольпоскопии.

При этом необходимо дообследование:

  • Мазок на флору 
  • Мазок на онкоцитологию 
  • Мазок на бактериальную флору 
  • Мазок на инфекции и ИППП

Для того, чтобы сохранить здоровье, выявить заболевание на раннем этапе, вовремя провести диагностику и лечение наиболее щадящим методом необходимо один раз в полгода проводить профилактический осмотр полным комплексом обследования на патологию шейки матки. При наличии заболеваний половых органов, осмотр должен проводиться 1 раз в 3 месяца. Вовремя проведенное лечение практически полностью на 100% снижает риск развития рака шейки матки. Лечение проводится одновременно с заболеваниями, способствующими ее возникновению с последующим хирургическим лечением шейки матки. После успешного лечения эрозии шейки матки женщине необходимо 1 раз в 3 месяца в течение года наблюдаться у акушер-гинеколога во избежание рецидива заболевания.

В нашей клинике созданы все условия для успешной диагностики и лечения патологии шейки матки. В кабинете акушера-гинеколога установлен современный кольпоскоп, с выводом изображения на экран, где врач, проводящий исследование может доступно и популярно объяснить пациентке состояние шейки матки. Мы имеет возможность провести обследование на весь спектр возбудителей инфекции. Лечение шейки матки проводится методом радиоволновой терапии, лазерной хирургии. Способ лечения определяет врач в зависимости от диагностированной патологии.

Помните, что только от Вас зависит Ваше здоровье.

Врачи гинекологического отделения «В надежных руках» смогут помочь в решении любой проблемы женщинам разного возраста.

Запись на прием по телефону: +7(861) 221-03-33

Лечение эрозии шейки матки лазером в Екатеринбурге

Эрозия шейки матки или эктопия — дефекты эпителия слизистой ШМ, которые проявляются в слущивании частиц с образованием язвочек в перспективе. Эктопия относится к числу самых распространенных заболеваний в гинекологии. При отсутствии воспалений симптоматика не выражена, дискомфорта нет. Ярким признаком начала появления инфекции и воспаления станет усиление выделений со специфичным запахом. Эрозия шейки матки при отсутствии грамотного лечения – триггер для возникновения новообразований. В перспективе развитие рака шейки матки. Женщине с ЭШМ важно регулярно обследоваться и оперативно реагировать на негативные изменения.

Факторы, влияющие на развитие заболевания

К наиболее распространенным причинам относят:

  • Раннее вступление в половую жизнь;

  • Беспорядочные связи;

  • Механическое повреждение слизистой ШМ в ходе обследований, операций;

  • Гормональные сбои;

  • ИППП и ЗППП.

Эктопия может быть врожденной. Она наблюдается у женщин не старше 25 лет. В данном случае ЭШМ способна к самозаживлению.

Лечение

Лечение обязательно в целях предупреждения развития рака ШМ. Выбор способа определяет гинеколог, основываясь на данных анализов и социальных факторах (количество беременностей и родов, возраст пациентки). Перед тем, как приступить к лечению врач проводит кольпоскопическое и цитологические исследования, чтобы исключить наличие онко-клеток.

Цена за лечение эрозии шейки матки формируется в зависимости от количества исследований и метода лечения. Благодаря использованию современных препаратов и оборудования, женщина не чувствует никакого дискомфорта. Проблема ЭШМ решается быстро и безболезненно. Порядок обследования и лечения всегда назначается только врачом.

Клиническая больница | Эрозия шейки матки

Возникновение и развитие патологических состояний влагалищной части шейки матки – сложный и длительный процесс, многие стороны которого еще не достаточно изучены.

Термин «эрозия» широко используется в практической жизни и в литературе для обозначения патологического процесса на влагалищной части шейки матки, характеризующегося в начальной стадии дистрофией и десквамацией (слущиванием) плоского многослойного эпителия (изъязвление, эрозия) с последующим развитием на эрозированной поверхности цилиндрического эпителия. После покрытия цилиндрическим эпителием всей поверхности дефекта плоского многослойного эпителия процесс утрачивает свойства настоящей эрозии, но в практике это название утвердилось. Эрозия (псевдоэрозия) относится к числу распространенных гинекологических заболеваний: она наблюдается у 10-15% женщин, обращающихся к врачу с жалобами, присущими заболеваниям половых органов. Нередко это заболевание выявляется при диспансеризации у женщин, считающих себя здоровыми. Различают следующие виды эрозий: врожденная эрозия, истинная эрозия, псевдоэрозия.

Диагностика эрозий и псевдоэрозий

Клинические проявления данного заболевания нехарактерны, предъявляемые жалобы (бели, боль, нарушения менструальной функции и др.) обычно зависят от других заболеваний, которым сопутствует эрозия и псевдоэрозия (цервицит, вагинит, сальпингоофорит и др.). Нередко псевдоэрозия и истинная эрозия протекают без выраженных симптомов. Распознавание осуществляется при детальном осмотре шейки матки при помощи кольпоскопа. Осмотр позволяет выявить выраженные клинические признаки врожденной, истинной эрозии и псевдоэрозии. При наличии участков, подозрительных и даже сомнительных в отношении атипии (дисплазия), производят прицельную биопсию в области подозрительного участка с глубоким захватом слизистой оболочки и подлежащей соединительной ткани, желательно иссечение с участком зоны превращения. После биопсии края раны соединяют швом, чтобы предупредить возможность деформации шейки.

Лечение эрозий и псевдоэрозий

  • врожденные эрозии подлежат наблюдению, в проведении лечения необходимости нет;
  • лечение истинных эрозий и псевдоэрозий шейки матки проводится одновременно с заболеваниями, способствующими их возникновению (эндоцервицит, цервицит, вагинит, эндометрит, сальпингоофорит, эктропион, эндокринные нарушения и др.) или длительному течению псевдоэрозий;
  • при воспалительной этиологии псевдоэрозии (эрозии) выясняется характер микробного или вирусного возбудителя и проводится курс лечения (по соответствующим показаниям) трихомоноза, хламидиоза, гонореи и других инфекций по правилам, принятым для терапии указанных заболеваний;
  • истинную эрозию и псевдоэрозию с выраженной воспалительной реакцией в окружающих тканях рекомендуется лечить щадящими методами. К пораженной поверхности шейки бережно прикладывают тампоны, обильно пропитанные эмульсиями, содержащими антибактериальные средства. Одновременно проводят лечение вагинита, эндоцервицита и других заболеваний с учетом возбудителя и стадии процесса.

В последние годы широко практикуется использование методов, суть которых сводится к деструкции патологических субстратов псевдоэрозии, их отторжению и последующей регенерации поверхности бывшей псевдоэрозии.

Радиоволновая терапия (Сургитрон), применяемая с этой целью, кроме излечения псевдоэрозии, способствуют устранению деформации шейки матки. Заживление раневой поверхности происходит после отторжения некротизированных тканей (заканчивается на 3-4-й неделе), эпителизация образовавшегося дефекта завершается через 1,5-3 мес (иногда позднее). Клинический эффект достигается у 82-98% больных, осложнения (кровотечение, обострение воспалительных заболеваний) развиваются сравнительно редко.

Криокоагуляция (криодеструкция) в последние годы занимает видное место в терапии псевдоэрозий. Обычно используется аппарат для локальной криокоагуляции, в качестве хладоагена – жидкий азот или закись азота. Безболезненность вмешательства объясняется быстрым разрушением чувствительных нервных окончаний, отсутствие кровотечения связано с выраженным сосудосуживающим действием охлаждения. Непосредственно после криокоагуляции возникают выраженная отечность шейки, обильные водянистые выделения. Регенерация плоского эпителия начинается непосредственно после отторжения омертвевших участков псевдоэрозии, к 7-му дню наступает эпителизация большей части открытой раны. Полное заживление раны и восстановление нормальной структуры многослойного плоского эпителия отмечаются через 4-6 нед.

Облучение шейки матки лучом лазера в последние годы успешно применяется для лечения псевдоэрозий шейки. Лазерное излучение оказывает стимулирующее действие на процессы регенерации при минимальном процессе рубцевания тканей. Эпителизация поверхности наблюдается в течение 10-21 дня.

Радиоволновая терапия, криодеструкцию и лазерное излучение применяют после расширенной кольпоскопии и биопсии (по показаниям) для исключения процессов выраженной дисплазии и малигнизации (злокачественное перерождение). При наличии признаков дисплазии проводят более радикальные методы лечения (конусовидное иссечение, ампутация шейки и др.). После применения указанных методов лечения женщины находятся под тщательным диспансерным наблюдением.

недостаточные инвестиции и эрозия человеческого капитала — общая проблема постсоветских стран – Евразийский Банк Развития

Алматы, 28 февраля 2014 года. — Недостаточные инвестиции в инфраструктуру и эрозия человеческого капитала являются общей проблемой для всех постсоветских стран. Об этом заявил сегодня член Правления Евразийского банка развития (ЕАБР), Управляющий директор по аналитической работе Владимир Ясинский, выступая на сессии Всемирного банка «Диверсифицированное развитие: использование природных ресурсов в Евразии», проводившейся в рамках Красноярского экономического форума.

«Создание эффективных институтов является самой сложной проблемой в процессе перехода от одной экономической системы к другой, — отметил Владимир Ясинский. — Этот переход осложняется для постсоветских стран тем, что должен быть осуществлен в исторически короткий период».

По его словам, «эти проблемы и пути их решения не должны мешать усилиям наших стран диверсифицировать экономику через стимулирование отраслей, генерирующих высокую добавленную стоимость, но при этом не должны искажаться рыночные сигналы».

В центре обсуждения сессии находился опубликованный в феврале доклад «Диверсифицированное развитие: оптимальное использование природных ресурсов в Евразии», подготовленный Всемирным банком в сотрудничестве с ЕАБР. По мнению Владимира Ясинского, «это еще один шаг в деле развития сотрудничества Евразийского банка развития с Всемирным банком».

Авторы исследования отмечали, что природные богатства позволили государствам региона обеспечить повышение уровня жизни значительной части населения, существенно развить свои экономики. Вместе с тем отмечалось, что обладающим ресурсами странам следует обеспечить надлежащее управление доходами от эксплуатации природных богатств, инвестировать вырученные средства в накопление физического и человеческого капитала, совершенствовать экономические институты, инфраструктуру и систему образования, подчеркнули авторы доклада.

«Диверсификация — это многообещающий процесс в деле повышения эффективности и конкурентоспособности наших экономик, — сказал Владимир Ясинский. — Важно подчеркнуть, что оба обсуждавшихся на сессии подхода — диверсификация секторов и диверсификация национальных активов не должны рассматриваться как противостоящие друг другу или взаимоисключающие».

Справка

Евразийский банк развития является международной финансовой организацией, учрежденной Россией и Казахстаном в январе 2006 года с целью содействия развитию рыночной экономики государств-участников, их устойчивому экономическому росту и расширению взаимных торгово-экономических связей. Уставный капитал ЕАБР превышает 1,5 млрд. долларов США. Государствами-участниками Банка являются Республика Армения, Республика Беларусь, Республика Казахстан, Кыргызская Республика, Российская Федерация, и Республика Таджикистан.

Более подробная информация о ЕАБР на сайте http://www.eabr.org

Стираемость и эрозия зубов

Среди некариозных поражений зубов значительное место занимают эрозия и повышенная стираемость эмали зубов. Распространенность этих проблем в последнее время все увеличивается, особенно в молодом возрасте, что многие специалисты связывают с чрезмерным увлечением газированными напитками.

Дело в том, что напитки, содержащие углекислый газ, способствуют ускоренной потере кальция организмом, что отрицательно сказывается на прочности зубной эмали. К факторам, способствующим развитию таких некариозных повреждений, относятся и модные сейчас диеты для быстрого и радикального похудения, которые нередко приводят к анорексии. С другой стороны, как показывают исследования, люди, страдающие повышенным аппетитом, или булимией, также входят в группу риска эрозии зубов.
Однако главными причинами эрозии и стираемости зубов являются механическое и химическое воздействия.

Первое может быть вызвано использованием слишком жесткой зубной щетки или неправильные направления ее движений во время чистки зубов, а также неправильный прикус, который исправляет ортодонтия в Москве.

Неправильный прикус создает неравномерную нагрузку на зубы, которая при жевании может достигать 70 и более килограммов, в результате чего одни зубы выполняют всю основную работу, а другие практически бездействуют. Понятно, что зубы, подвергающиеся большей нагрузке, быстрее изнашиваются. Так возникает патологическая стираемость зубов.

Патологическая стираемость зубов отличается от физиологической или нормальной, прежде всего скоростью. Нормальная стираемость зубов составляет 0,03 мм в год. За тридцать лет это составляет около 1 мм. Патологическая стираемость происходит значительно быстрее, так что эмаль истончается и сходит на нет, обнажая дентин. После этого разрушение зуба происходит с еще большей скоростью, так как дентин значительно уступает в прочности эмали, в результате чего образуются твердые, острые края эмали, травмирующие язык и щеки.
Таким образом, патологическая стираемость означает повышенный, или ускоренный износ зубов. Мужчины подвержены этой проблеме в полтора раза чаще, чем женщины, всего же ей страдает почти 12% всех взрослых людей.

Наряду с врожденным неправильным прикусом причиной неравномерной нагрузки и повышенного износа может стать отсутствие некоторых зубов. Вот почему после удаления зуба необходима стоматология протезирования с тем, чтобы восстановить зубной ряд и тем самым предупредить ускоренное разрушение оставшихся зубов.

Эрозия эмали служит способствующим фактором высокой стираемости зубов и в большинстве случаев бывает обусловлена воздействием кислоты. Эта кислота может поступать с пищей, а также образовываться на зубах в результате жизнедеятельности бактерий, живущих в зубном налете. Вот почему главными причинами эрозии зубов являются плохая гигиена полости рта, наличие зубных отложений и налета и злоупотребление кислыми напитками и продуктами (например, сухими винами, цитрусовыми).

Еще одной причиной эрозии зубов может стать общий дефицит кальция в организме, связанный с гормональными расстройствами (в частности недостатком эстрогенов – женских гормонов у женщин), нервными стрессами и расстройствами нервной системы, неправильным питанием, дефицитом солнца, а точнее витамина D3 который вырабатывается на солнечном свету и помогает усвоению кальция. Наконец, причинами эрозии может стать недостаточная работа слюнных желез и патологическая сухость рта (слюна помогает поддержанию нормального РН во рту), а также частая изжога – то есть воздействие на зубы желудочной кислоты.

Эрозия эмали и стираемость зубов проявляются в первую очередь их повышенной чувствительностью к температурным факторам (горячему и холодному), химическим факторам (сладкому, кислому, соленому) и тактильным факторам (трению, прикосновениям). При воздействии этих факторов возникает боль, которая называется гиперестезией, то есть гиперчувствительностью зубов. В этих случаях требуется лечение и восстановление, а в некоторых случаях и протезирование зубов.

Прежде всего, проводится реминерализация эмали, то есть восполнение дефицита кальция – главной причины эрозии. При необходимости одновременно с этим проводится профессиональная чистка, устранение зубных отложений и налета, например с помощью процедуры air flow. Далее поврежденные поверхности пломбируются или покрываются фарфоровыми накладками – винирами. В более сложных случаях используются металлокерамические или безметалловые коронки на зубы.

Однако никакое лечение зубов не будет по-настоящему успешным, если не устранить причину их разрушения. В случае повышенной стираемости зубов такой причиной часто оказывается неправильный прикус, поэтому так важно следить за правильным формированием зубного ряда у детей уже при замене молочных зубов постоянными. Ортодонт детский объяснит, что именно в этот период может возникнуть скученность зубов, связанная с недостатком места, так как постоянные (коренные) зубы больше молочных по размерам и зачастую не могут правильно расположиться на их месте. В таких случаях эффективную помощь оказывает аппарат Марко Росса, который расширяет зубной ряд и позволяет постоянным зубам занять свое место.

В случае уже имеющегося неправильного прикуса желательно использовать брекеты, стоимость которых может быть различной, от бюджетных металлических до дорогих сапфировых.
Таким образом, главное при патологической стачиваемости зубов – остановить ее, восстановить поврежденные зубы и устранить причину эрозии эмали и повышенной нагрузки на жевательные зубы.

Стоматологические клиники предлагают широкий выбор брекетов для эффективного исправления прикуса у детей и взрослых (один из многих примеров — стоматология на Баррикадной, предлагающая не только вестибулярные металлические, керамические и сапфировые брекеты, но и лингвальные системы STB, Incognito, а также исправление прикуса без брекетов, с помощью набора элайнеров invisalign).

эрозия | Национальное географическое общество

Эрозия — это геологический процесс, при котором земляные материалы изнашиваются и переносятся естественными силами, такими как ветер или вода. Подобный процесс, выветривание, разрушает или растворяет горную породу, но не связан с движением.

Эрозия — это противоположность отложения, геологического процесса, при котором земляные материалы откладываются или накапливаются на рельефе.

Большая часть эрозии осуществляется жидкой водой, ветром или льдом (обычно в форме ледника).Если ветер пыльный, вода или ледяной лед мутный, происходит эрозия. Коричневый цвет указывает на то, что куски камня и почвы взвешены в жидкости (воздухе или воде) и переносятся из одного места в другое. Этот перемещаемый материал называется осадком.

Физическая эрозия

Физическая эрозия описывает процесс изменения физических свойств горных пород без изменения их основного химического состава.Из-за физической эрозии камни часто становятся меньше или более гладкими. Породы, подвергшиеся эрозии в результате физической эрозии, часто образуют обломочные отложения. Обломочные отложения состоят из фрагментов более старых пород, которые были перенесены из места их происхождения.

Оползни и другие формы массового истощения связаны с физическим выветриванием. Эти процессы заставляют камни смещаться со склонов холмов и рассыпаться по мере их падения.

Рост растений также может способствовать физической эрозии в процессе, называемом биоэрозией.По мере укоренения растения разрушают земляные материалы и могут образовывать трещины и щели в камнях, с которыми они сталкиваются.

Лед и жидкая вода также могут способствовать физической эрозии, поскольку их движение заставляет камни сталкиваться или раскалываться. Некоторые камни разбиваются и рассыпаются, а другие стираются. Речные камни часто намного более гладкие, чем камни, найденные в других местах, например, потому что они были размыты в результате постоянного контакта с другими речными породами.

Водная эрозия

Жидкая вода — главный фактор эрозии на Земле.Дождь, реки, наводнения, озера и океан уносят кусочки почвы и песка и медленно смывают отложения.

Осадки вызывают четыре типа эрозии почвы: брызговую эрозию, пластовую эрозию, ручейную эрозию и овражную эрозию.

• Брызговая эрозия описывает воздействие падающей капли дождя, которая может разлететь крошечные частицы почвы на расстояние до 0,6 метра (2 фута). • Наконец, овражная эрозия — это стадия, на которой частицы почвы переносятся по большим каналам.Овраги несут воду в течение коротких периодов времени во время дождя или таяния снега, но в засушливые сезоны выглядят как небольшие долины или трещины.

Эрозия долин — это процесс, при котором стремительные потоки и реки стирают свои берега, создавая все большие и большие долины. Каньон Фиш-Ривер на юге Намибии — самый большой каньон в Африке, образовавшийся в результате эрозии долины. За миллионы лет Фиш-Ривер истощила твердые гнейсовые породы, образовав каньон длиной около 160 километров (99 миль), шириной 27 километров (17 миль) и глубиной 550 метров (1084 фута).

Океан — это огромная сила эрозии. Прибрежная эрозия — стирание камней, земли или песка на пляже — может изменить форму всей береговой линии. В процессе береговой эрозии волны толкают камни в гальку и гальку в песок. Волны и течения иногда переносят песок с пляжей, перемещая береговую линию дальше вглубь суши.

Прибрежная эрозия может иметь огромное влияние на населенные пункты, а также на прибрежные экосистемы. Например, маяк на мысе Хаттерас был почти разрушен береговой эрозией.Маяк на мысе Хаттерас был построен на Внешних берегах, серии барьерных островов у побережья американского штата Северная Каролина, в 1870 году. В то время маяк находился на расстоянии почти 457 метров (1500 футов) от океана. Со временем океан размыл большую часть пляжа возле маяка. К 1970 году прибой был всего в 37 метрах (120 футов) и поставил под угрозу строение. Многие думали, что маяк рухнет во время сильного шторма. Вместо этого, благодаря значительному инженерному подвигу, совершенному в 1999 году, он был перемещен на 880 метров (2900 футов) вглубь суши.

Ударная сила океанских волн также разрушает прибрежные скалы. Воздействие эрозии может создать множество особенностей прибрежного ландшафта. Например, эрозия может пробивать отверстия, образующие пещеры. Когда вода прорывается через заднюю часть пещеры, она может образовать арку. Непрерывные удары волн могут привести к падению вершины арки, не оставив ничего, кроме каменных столбов, называемых морскими стеками. Семь оставшихся морских стогов в Морском национальном парке Двенадцати Апостолов в Виктории, Австралия, являются одними из самых драматичных и хорошо известных проявлений береговой эрозии.

Ветровая эрозия

Ветер — мощный агент эрозии. Эолийские (ветряные) процессы постоянно переносят пыль, песок и пепел из одного места в другое. Иногда ветер может доносить до высоких дюн песок. Например, некоторые песчаные дюны в районе Бадайн-Джаран пустыни Гоби в Китае достигают высоты более 400 метров (1300 футов).

В засушливых районах песок, приносимый ветром, может с огромной силой обрушиваться на скалу, медленно изнашивая мягкую породу.Он полирует скалы и скалы, пока они не станут гладкими, придавая камню так называемый «пустынный лак». Ветер ответственен за размытые элементы, которые дали название Национальному парку Арчес в американском штате Юта.

Ветер также может разъедать материал до тех пор, пока не останется совсем немного. Ventifacts — это скалы, созданные в результате ветровой эрозии. Огромные меловые образования в Белой пустыне Египта — это артефакты, вырезанные тысячелетиями ветра, ревущего на плоском ландшафте.

Одним из наиболее разрушительных примеров ветровой эрозии являются пыльные бури, характерные для «Пылевой чаши» 1930-х годов в Северной Америке. Сделанные годами засухи и неэффективного ведения сельского хозяйства, миллионы тонн ценного верхнего слоя почвы стали хрупкими из-за сильных ветров, которые стали известны как «черные метели». Эти пыльные бури опустошили местную экономику, вынудив к миграции тысячи людей, средства к существованию которых зависели от сельского хозяйства.

Ледяная эрозия

Лед, обычно в форме ледников, может размывать землю и создавать драматические формы рельефа.В холодных районах и на некоторых горных вершинах ледники медленно спускаются с холма и пересекают сушу. По мере движения они переносят все на своем пути, от крошечных песчинок до огромных валунов.

Камни, переносимые ледниками, царапают землю внизу, размывая и землю, и камни. Таким образом, ледники измельчают камни и соскребают почву. Движущиеся ледники выбивают бассейны и образуют крутые горные долины. Эродированные отложения, называемые мореной, часто видны на ледниках и вокруг них.

Несколько раз в истории Земли обширные ледники покрывали части Северного полушария. Эти ледниковые периоды известны как ледниковые периоды. Ледники ледникового периода сформировали большую часть современного ландшафта Северной Америки и Европы.

Ледники ледникового периода вымывали землю и образовывали, например, озера Фингер-Лейкс в американском штате Нью-Йорк. Они высекали фьорды, глубокие заливы на побережье Скандинавии. Ледник размыл залив Кейп-Код, штат Массачусетс, и сформировал узнаваемую форму рыболовного крючка, напоминающую сам Кейп-Код.

Сегодня в таких местах, как Гренландия и Антарктида, ледники продолжают разрушать землю. Толщина ледяных щитов может превышать милю, поэтому ученым сложно измерить скорость и характер эрозии. Однако ледяные щиты действительно разрушаются очень быстро — на полсантиметра (0,2 дюйма) ежегодно.

Прочие силы эрозии

Термическая эрозия описывает эрозию вечной мерзлоты вдоль реки или береговой линии.Высокие температуры могут привести к тому, что богатая льдом вечная мерзлота отколется от береговой линии огромными кусками, часто унося с собой ценный верхний слой почвы и растительность. Эти размытые «плавучие острова» могут раствориться в океане или даже врезаться в другой участок земли, помогая распространять новую жизнь в различных ландшафтах.

Массовое истощение описывает движение вниз камней, почвы и растительности. К массовым случаям истощения относятся оползни, оползни и лавины. Массовое истощение может привести к разрушению и переносу миллионов тонн земли, изменяя форму холмов и гор и, зачастую, разрушая общины на своем пути.

Факторы, влияющие на эрозию

Некоторые из природных факторов, влияющих на эрозию ландшафта, включают климат, топографию, растительность и тектоническую активность.

Климат — это, пожалуй, самая влиятельная сила, влияющая на воздействие эрозии на ландшафт. Климат включает осадки и ветер. Климат также включает сезонную изменчивость, которая влияет на вероятность переноса выветрившихся отложений во время погодных явлений, таких как таяние снегов, ветер или ураган.

Топография, форма поверхностных элементов области, может влиять на то, как эрозия влияет на эту область. Земляные поймы речных долин гораздо более подвержены эрозии, чем каменистые паводковые русла, эрозия которых может занять столетия. Мягкие породы, такие как мел, разрушаются быстрее, чем твердые породы, такие как гранит.

Растительность может замедлить воздействие эрозии. Корни растений прилипают к частицам почвы и горных пород, предотвращая их перенос во время дождя или ветра.Деревья, кусты и другие растения могут даже ограничить воздействие массовых истощений, таких как оползни и другие стихийные бедствия, такие как ураганы. Пустыни, в которых обычно отсутствует густая растительность, часто являются наиболее эродированными ландшафтами на планете.

Наконец, тектоническая активность формирует сам ландшафт и, таким образом, влияет на то, как эрозия воздействует на территорию. Например, тектонический подъем заставляет одну часть ландшафта подниматься выше, чем другие. Примерно за 5 миллионов лет тектоническое поднятие привело к тому, что река Колорадо врезалась все глубже и глубже в плато Колорадо, суша на территории, которая сейчас является U.С. штат Аризона. В конечном итоге он сформировал Гранд-Каньон, глубина которого превышает 1600 метров (1 милю), а в некоторых местах ширина достигает 29 километров (18 миль).

Эрозия и люди

Отложения, почвы и отложения

Эродированные отложения глубоко повлияли на развитие цивилизаций по всему миру.

Дельты рек почти полностью состоят из наносов, размытых с берегов и русла реки.Например, богатые почвы дельты рек Сан-Хоакин и Сакраменто в северной Калифорнии создали одну из самых продуктивных сельскохозяйственных территорий в мире.

Лесс — это богатый земледелием отложения, почти полностью состоящий из переносимых ветром эродированных наносов. Желтая река в центральном Китае получила свое название от желтого лесса, который вдувался в ее воду и взвешивался в ней. Плодородные земли вокруг Желтой реки на протяжении тысячелетий были одними из самых плодородных в Китае.

Контроль эрозии

Эрозия — естественный процесс, но деятельность человека может ускорить его.

Человеческая деятельность, изменяющая растительность на территории, возможно, является самым большим человеческим фактором, способствующим эрозии. Деревья и растения удерживают почву на месте. Когда люди вырубают леса или вспахивают травы для сельского хозяйства и развития, почва становится более уязвимой для мытья или сдувания ветром. Оползни становятся более частыми.Вода не впитывается, а течет по обнаженной почве, вызывая затопление.

Глобальное потепление, нынешний период изменения климата, ускоряет эрозию. Изменение климата связано с более частыми и сильными штормами. Штормовые нагоны после ураганов и тайфунов могут разрушить километровую береговую линию и прибрежную среду обитания. Эти прибрежные районы являются домом для жилых домов, предприятий и экономически важных отраслей, таких как рыболовство.

Повышение температуры также способствует быстрому таянию ледников.Более медленная и более массивная форма ледниковой эрозии вытесняется кумулятивным воздействием эрозии ручьев, оврагов и долин. В районах ниже по течению от ледниковых устьев быстро тающие ледники способствуют повышению уровня моря. Поднимающийся уровень моря быстрее разрушает пляжи.

Иногда инженеры просто устанавливают конструкции, чтобы физически предотвратить перенос грунта. Габионы — это огромные каркасы, которые, например, удерживают валуны на месте. Габионы часто ставят у скал.У этих скал, часто недалеко от побережья, есть дома, предприятия и дороги. Когда водная или ветровая эрозия угрожает обрушить валуны на здания и автомобили, габионы защищают землевладельцев и водителей, удерживая камни на месте.

Борьба с эрозией также включает физическое изменение ландшафта. Сообщества часто вкладывают средства в ветрозащитные полосы и прибрежные буферы для защиты ценных сельскохозяйственных земель. Ветрозащитные полосы, также называемые живыми изгородями или лесополосами, представляют собой ряды деревьев и кустарников, посаженных для защиты пахотных земель от ветровой эрозии.Прибрежные буферы описывают такие растения, как деревья, кустарники, травы и осоки, выстилающие берега реки. Прибрежные буферы помогают сдерживать реку во время повышенного стока и наводнений.

Живые береговые линии — еще одна форма борьбы с эрозией на водно-болотных угодьях. Живые береговые линии создаются путем размещения местных растений, камня, песка и даже живых организмов, таких как устрицы, вдоль берегов водно-болотных угодий. Эти растения помогают закрепить почву на участке, предотвращая эрозию. Охраняя землю, живые береговые линии создают естественную среду обитания.Они защищают береговую линию от сильных штормовых нагонов и эрозии.

Выветривание и эрозия | Геология

Опишите виды и процессы выветривания и эрозии.

Этот раздел знакомит вас с выветриванием и эрозией, двумя важными частями горного цикла. Вы узнаете, как выветриваются и размываются различные породы, а также о последствиях этого выветривания.

Что вы научитесь делать

  • Определите, каким образом механическое выветривание изменяет материалы на Земле.
  • Определите, каким образом химическое выветривание изменяет материалы на Земле.
  • Укажите несколько факторов, влияющих на выветривание.

Что такое выветривание?

Следы, оставленные космонавтами на Луне, останутся там навсегда. Почему? Это связано с тем, что на Луне нет атмосферы и, как следствие, выветривания. Выветривание — одна из сил на Земле, разрушающих скалы и рельеф. Без выветривания геологические объекты будут нарастать, но с меньшей вероятностью разрушатся.

Выветривание — это процесс, при котором твердые породы превращаются в отложения. Отложения были описаны в главе «Камни». При выветривании порода разрушается. Он распадается на части.

Как только эти отложения отделяются от горных пород, эрозия — это процесс, который перемещает отложения. Эрозия — тема следующей главы. Четыре силы эрозии — это вода, ветер, ледники и гравитация.

  • Вода ответственна за большую часть эрозии. Вода может перемещать осадки большинства размеров, в зависимости от силы воздействия.
  • Ветер перемещает по воздуху камни размером с песок и меньшие по размеру.
  • Ледники перемещают отложения всех размеров, от очень больших валунов до мельчайших фрагментов.
  • Гравитация перемещает осколки камня, большие или маленькие, вниз по склону.

Рис. 1. Некогда гладкое дорожное покрытие имеет трещины и изломы, а также большую выбоину.

В то время как силы тектоники плит работают, чтобы построить огромные горы и другие ландшафты, силы выветривания постепенно уносят эти скалы и пейзажи.Вместе с эрозией высокие горы превращаются в холмы и даже равнины. Аппалачи на восточном побережье Северной Америки когда-то были такими же высокими, как Гималаи.

Ни один человек не может миллионы лет наблюдать, как строятся горы, и никто не может наблюдать, как те же самые горы постепенно стираются. Но представьте себе новый тротуар или дорогу. Новая дорога ровная и ровная. Через сотни лет он полностью исчезнет, ​​но что произойдет через год? Какие изменения вы бы заметили (рисунок 1)? Какие силы выветривания со временем изнашивают эту дорогу, скалы или горы?

Перейдите по этой ссылке, чтобы просмотреть анимацию различных типов процессов выветривания.

Механическое выветривание

Механическое выветривание (также называемое физическим выветриванием) разбивает горную породу на более мелкие части. Эти меньшие части похожи на большой камень, только меньшего размера. Это означает, что камень изменился физически, не изменив своего состава. Меньшие куски содержат те же минералы, но в тех же пропорциях, что и исходный камень.

Есть много способов разбить камни на более мелкие части. Расклинивание льда — это основная форма механического выветривания в любом климате, который регулярно проходит выше и ниже точки замерзания (рис. 2).Заклинивание льда работает быстро, разрушая скалы в областях с температурами, которые колеблются выше и ниже нуля днем ​​и ночью, а также с циклами выше и ниже нуля в зависимости от времени года.

Рисунок 2. Расклинивание льда.

Ледяной клин раскалывает так много камней, что у подножия холма видны большие груды обломков, когда фрагменты скал разделяются и падают вниз. Заклинивание льда распространено в полярных регионах Земли и в средних широтах, а также на больших высотах, например в горах. Истирание — еще одна форма механического выветривания. При истирании один камень натыкается на другой камень.

Рис. 3. Камни на пляже изнашиваются абразивным истиранием, поскольку проходящие волны заставляют их сталкиваться друг с другом.

  • Гравитация вызывает истирание при падении камня со склона горы или утеса.
  • Движущаяся вода вызывает истирание, поскольку частицы в воде сталкиваются и сталкиваются друг с другом.
  • Сильный ветер, разносящий кусочки песка, может производить пескоструйную очистку поверхностей.
  • Лед в ледниках несет в себе множество осколков горных пород. Камни, застрявшие на дне ледника, царапают камни внизу.

При истирании камни с острыми или зазубренными краями становятся гладкими и круглыми. Если вы когда-либо собирали пляжное стекло или булыжник из ручья, вы были свидетелями истирания (рис. 3).

Теперь, когда вы знаете, что такое механическое выветривание, можете ли вы подумать о других способах его возникновения? Растения и животные могут выполнять работу механического выветривания (рисунок 4).Это может происходить медленно, когда корни растения врастают в трещину или трещину в скале и постепенно увеличиваются в размерах, расклинивая трещину. Роющие животные также могут раскалывать камни, когда копают себе пищу или устраивают себе жилые помещения.

Рис. 4. (a) Человеческая деятельность является причиной огромного количества механического выветривания, в результате выкапывания или взрыва скальных пород для строительства домов, дорог, метро или добычи камня. (b) Солевое выветривание строительного камня на острове Гозо, Мальта.

Механическое выветривание увеличивает скорость химического выветривания.По мере того как порода распадается на более мелкие части, площадь поверхности частей увеличивается, рис. 5. Чем больше открытых поверхностей, тем больше поверхностей, на которых может произойти химическое выветривание.

Рис. 5. Механическое выветривание может увеличить скорость химического выветривания.

Химическое выветривание

Химическое выветривание — еще один важный тип выветривания. Химическое выветривание отличается от механического, потому что порода изменяется не только по размеру кусков, но и по составу.То есть один тип минерала превращается в другой минерал. Химическое выветривание происходит через химические реакции, вызывающие изменения в минералах.

Рис. 6. Вырубка лесов в Бразилии показывает подстилающую почву, богатую глиной.

Большинство минералов образуются при высоком давлении или высоких температурах глубоко в коре, а иногда и в мантии. Когда эти породы достигают поверхности Земли, они находятся при очень низких температурах и давлении. Эта среда сильно отличается от той, в которой они образовались, и минералы больше не стабильны.При химическом выветривании минералы, которые были стабильны внутри коры, должны превратиться в минералы, устойчивые на поверхности Земли.

Помните, что самые распространенные минералы в земной коре — это силикатные минералы. Многие силикатные минералы образуются в магматических или метаморфических породах. Минералы, образующиеся при самых высоких температурах и давлениях, наименее стабильны на поверхности. Глина стабильна на поверхности, и химическое выветривание превращает многие минералы в глину (рис. 6).

Существует много типов химического выветривания, потому что существует много агентов химического выветривания.Вода — важнейший агент химического выветривания. Двумя другими важными агентами химического выветривания являются углекислый газ и кислород.

Химическое выветривание водой

Молекула воды имеет очень простую химическую формулу, H 2 O, два атома водорода, связанные с одним атомом кислорода. Но вода замечательна во всем, на что она способна. Помните из главы «Минералы Земли», что вода — это полярная молекула. Положительная сторона молекулы притягивает отрицательные ионы, а отрицательная сторона притягивает положительные ионы.Таким образом, молекулы воды отделяют ионы от их соединений и окружают их. Вода может полностью растворять некоторые минералы, например соль. Перейдите по этой ссылке, чтобы посмотреть эту анимацию о том, как вода растворяет соль.

Гидролиз — это химическая реакция между химическим соединением и водой. Когда происходит эта реакция, вода растворяет ионы минерала и уносит их. Эти элементы прошли выщелачивание . В результате гидролиза такой минерал, как калиевый полевой шпат, выщелачивается от калия и превращается в глинистый минерал.Глинистые минералы более устойчивы на поверхности Земли.

Рис. 7. Эта статуя была повреждена кислотным дождем.

Химическое выветривание из-за кислотных дождей

Двуокись углерода (CO 2 ) соединяется с водой, когда капли дождя падают через атмосферу. Это создает слабую кислоту, называемую угольной кислотой. Углекислота очень распространена в природе, поскольку она растворяет горные породы.

Загрязняющие вещества, такие как сера и азот, при сжигании ископаемого топлива создают серную и азотную кислоты.Серная и азотная кислоты — два основных компонента кислотных дождей, которые ускоряют химическое выветривание (рис. 7). Кислотный дождь обсуждается в главе Действия человека и атмосфера.

Химическое атмосферное воздействие кислородом

Рис. 8. Когда минералы, богатые железом, окисляются, они приобретают знакомый красный цвет, характерный для ржавчины.

Окисление — это химическая реакция, протекающая при взаимодействии кислорода с другим элементом. Кислород очень химически активен.Самый известный тип окисления — это когда железо реагирует с кислородом с образованием ржавчины (рис. 8). Минералы, богатые железом, разрушаются по мере окисления железа и образования новых соединений. Оксид железа придает почвам красный цвет.

Теперь, когда вы знаете, что такое химическое выветривание, можете ли вы подумать о некоторых других способах его возникновения? Химическому выветриванию также могут способствовать растения и животные. Поскольку корни растений принимают растворимые ионы в качестве питательных веществ, происходит обмен определенных элементов.Корни растений и бактериальный гниль используют углекислый газ в процессе дыхания.

Влияние на выветривание

Скорость выветривания зависит от нескольких факторов. К ним относятся состав породы и содержащихся в ней минералов, а также климат региона.

Порода и минералы

Рис. 9. Башня Дьявола — это центральная пробка устойчивой лавы, от которой окружающие породы выветрились и разрушились.

Различные типы горных пород имеют разную скорость погоды.Некоторые породы очень устойчивы к атмосферным воздействиям. Магматические породы, особенно интрузивные магматические породы, такие как гранит, выветриваются медленно, потому что воде трудно проникнуть в них. Другие виды горных пород, такие как известняк, легко выветриваются, поскольку растворяются в слабых кислотах.

Камни, устойчивые к атмосферным воздействиям, остаются на поверхности и образуют гребни или холмы. Башня Дьявола в Вайоминге — это вулканическая скала из-под вулкана (рисунок 9). По мере того, как окружающие менее стойкие скалы стирались, стойкий центр вулкана оставался позади.

Различные минералы также выветриваются с разной скоростью. Некоторые минералы в породе могут полностью раствориться в воде, но более стойкие минералы останутся. В этом случае поверхность породы становится ямчатой ​​и шероховатой. Когда менее стойкий минерал растворяется, из породы высвобождаются более стойкие минеральные зерна.

Климат

Климат региона сильно влияет на выветривание. Климат определяется температурой региона и количеством выпадающих в нем осадков.Климат — это погода, усредненная за длительный период времени. Химическое выветривание увеличивается как:

  • Повышение температуры: химические реакции протекают быстрее при более высоких температурах. На каждые 10 o C повышения средней температуры скорость химических реакций удваивается.
  • Количество осадков увеличивается: больше воды способствует большему количеству химических реакций. Поскольку вода участвует как в механическом, так и в химическом выветривании, большее количество воды сильно увеличивает выветривание.

Рисунок 10.Наиболее подвержены погодным условиям влажные, теплые тропические районы.

Так как же климат влияет на выветривание? Холодный и сухой климат вызывает наименьшую скорость выветривания. Теплый и влажный климат вызовет самую высокую скорость выветривания. Чем теплее климат, тем больше на нем растительности и тем выше скорость биологического выветривания (рисунок 10). Это происходит потому, что растения и бактерии быстрее растут и размножаются при более высоких температурах.

Некоторые ресурсы сконцентрированы процессами выветривания.В тропическом климате интенсивное химическое выветривание уносит все растворимые минералы, оставляя только наименее растворимые компоненты. Таким образом образуется оксид алюминия, боксит, который является нашим основным источником алюминиевой руды.

Проверьте свое понимание

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе. В этой короткой викторине , а не засчитываются в вашу оценку в классе, и вы можете пересдавать ее неограниченное количество раз.

Используйте этот тест, чтобы проверить свое понимание и решить, следует ли (1) изучить предыдущий раздел дальше или (2) перейти к следующему разделу.

Выветривание и эрозия | manoa.hawaii.edu/sealearning

Это упражнение основано на приведенном ниже содержимом.


Выветривание и эрозия

Выветривание — это процесс разделения поверхности Земли на более мелкие части. Выветривание часто вызывается ветром, водой, льдом, растениями и перепадами температуры.

Эрозия похожа на выветривание, но она также включает перемещение обветренных частей и их отложение. Эрозия происходит из-за ветра, проточной воды, такой как реки, и даже при медленном движении льда в ледниках. Живые организмы также могут способствовать эрозии. Например, корни растений могут вклиниваться между трещинами в камнях, а рыба может отламывать части камня, поедая водоросли.

Как выветривание, так и эрозия могут происходить очень быстро, как при оползнях.Выветривание и эрозия также могут быть очень медленными, например, при образовании русел ручьев, когда вода просачивается сквозь них. Мы ежедневно видим примеры выветривания и эрозии — от трещин на тротуарах до песка на пляже и скал, спускающихся с гор (рис. 1).

Биологические организмы также могут изменять физические характеристики Земли. Наука биогеология изучает взаимодействие между живыми и неживыми элементами Земли.


Различные пески Гавайев

Песок, из которого состоят пляжи на Гавайях, происходит из разных источников.Основной источник песка часто можно определить по цвету. На Гавайях есть пляжи с красным, черным, зеленым и белым песком. На многих пляжах часто бывает несколько типов песка, а также частицы из других источников (например, морской мусор).


Красный, черный и зеленый песок происходят из вулканической породы

Вулканический песок образован в результате выветривания и механической эрозии. Пляжи с красным песком встречаются редко. Они происходят из вулканической породы, богатой железом. Пляж Кайхалулу на Мауи является примером пляжа с красным песком (рис.2).


Обсидиановые пляжи с черным песком образуются, когда лава попадает в океан и быстро превращается в черное стекло. Стекло взрывается из-за быстрого охлаждения, и осколки разлетаются по береговой линии. Со временем эти фрагменты размываются под действием волн на мелкие зерна, образуя черный песок обсидиановых пляжей, таких как пляжи Пуналу, Хоокена и Кеалакекуа на острове Гавайи (рис. 3). На других пляжах может быть черный песок из-за эрозии вулканических пород, но они не такие равномерно темные, как пляжи, сформированные в основном из обсидианового стекла.


Зеленые песчаные пляжи также образовались в результате выветривания. Минеральный оливин поступает из вулканической породы, которая размывается в песчинки, образуя зеленые песчаные пляжи (рис. 4).


Белый песок происходит от живых организмов

Белый песок в основном состоит из небольших остатков живых существ. Белый песок и часто состоит из известковых водорослей и скелетов кораллов или других животных, имеющих раковины или структуры из карбоната кальция (рис.5). Пляжи с белым песком чаще встречаются вблизи рифовых структур. Развитие белого песка требует времени, чтобы произошли динамические процессы механической и биологической эрозии (биоэрозии). Во время механической эрозии фрагменты кораллов отламываются во время штормов или других волнений. Эти фрагменты вместе с панцирями животных и кальцинированными водорослями катятся взад и вперед вместе с волнами, медленно разрушаясь на все более мелкие частицы, которые становятся песком. Белый песок можно найти в таких местах, как пляж Ланикай на острове Оаху.


Животные помогают формировать песок

Животные, которые копаются в кораллах в поисках пищи, помогают создавать песок в процессе биоэрозии. Например, рыбы-попугаи (уху) считаются важными биоэродерами на рифе (рис. 6). Они используют свои сросшиеся челюсти, чтобы отламывать кусочки живых кораллов, чтобы переваривать водоросли, обитающие в тканях кораллов и вокруг них. При этом рыба-попугай измельчает скелет коралла и откладывает его обратно на риф в качестве побочного продукта. По оценкам исследователей, рыба-попугай на Гавайях составляет до 70% белого песка на пляже.Кроме того, такие животные, как губки, черви и двустворчатые моллюски, ежи и рыбы, также производят песок в качестве побочного продукта при выпасе кораллов.


Другие животные, которые способствуют образованию белого песка, включают животных с панцирем, которые после смерти оставляют свои дома с панцирем или колючки, такие как улитки, устрицы, гребешки и ежи (рис. 7). Эти структуры катятся по волнам и медленно размываются на частицы песка. Известковые водоросли, такие как Halimeda (рис. 8), и коралловые водоросли, такие как покрывающие корку розовые водоросли, которые цементируют рифы, также оставляют после себя свои карбонатные структуры кальция, которые со временем разрушаются и превращаются в частицы песка.Кроме того, травоядные рыбы могут поедать известковые водоросли и откладывать остатки в виде песка.


Словарь терминов выветривания и эрозии

  • Bioerosion : биологический процесс эрозии из-за выпаса скота, скучных организмов и других живых организмов, которые разбивают риф на более мелкие частицы.

  • Биогеология : изучение взаимодействия между живыми и неживыми элементами Земли.

  • Побочный продукт : побочный результат, непреднамеренный, но неизбежно полученный при выполнении или производстве чего-то еще.

  • Размещение : размещение чего-либо на новом месте.

  • Карбонат кальция : твердое вещество белого цвета, встречающееся в природе в виде мела, известняка, мрамора и кальцита. Он также составляет раковины или скелеты многих морских организмов, таких как устрицы, ежи, кораллы и известковые водоросли.

  • Эрозия : разрушение и транспортировка материала.

  • Механическая эрозия : эрозия из-за движения и износа материала в результате воздействия волн, ветра, водного транспорта и т. Д.

  • Обсидиан : твердая, темная, похожая на стекло вулканическая порода, образованная в результате быстрого затвердевания лавы без кристаллизации.

  • Оливин : минерал оливково-зеленого, серо-зеленого или коричневого цвета, широко встречающийся в базальте, перидотите и других основных магматических породах.Это силикат, содержащий в различных пропорциях магний, железо и другие элементы.

  • Песок : раздробленная порода или органический материал, из которого состоят пляжи.

  • Выветривание : физический процесс разрушения горной породы на более мелкие частицы ветром и осадками.

Наводнение и эрозия | Департамент охраны окружающей среды Флориды

Наводнения чаще всего происходят во время сильных штормов, которые вызывают обильные дожди в течение коротких периодов времени.Есть три возможных сценария:

  1. Обильные дожди за короткий период времени при недостаточном отводе ливневых вод. Это называется внезапным наводнением. Подъем воды может быть внезапным и без особого предупреждения. Кроме того, после периодов засухи почва может быть слишком сухой, чтобы достаточно быстро впитать воду (из-за отсутствия сцепления).
  2. Большие объемы воды в течение длительного периода времени. Этот тип наводнения будет происходить во время шторма, и наводнение может продолжаться еще долго после того, как шторм пройдет.Часто между событием и наводнением будет задержка, поскольку вода движется через гидрологическую систему. Это может быть событие, которое не вызвало сильного дождя в вашем районе, но в районах выше по течению выпало значительное количество осадков.

  3. Штормовой нагон, затопленный ветром и волнами ураганов и тропических штормов, которые приводят к накоплению чрезмерного количества воды вдоль побережья. Это сочетание низкого давления шторма, позволяющего воде подниматься, и неумолимого прибоя, толкающего воду вглубь суши быстрее, чем она может ускользнуть от тех же волн обратно в более глубокие воды.

Хотя ураганы являются наиболее очевидными причинами наводнений во Флориде, важно понимать, что сильные дожди могут вызвать наводнения во Флориде в любое время года и в любом месте. Наводнение может привести к человеческим жертвам и материальному ущербу. Эпизоды затопления могут сопровождаться загрязнением водоносных горизонтов и колодцев на некоторых участках. Жителям Флориды следует знать о предупреждениях о необходимости кипячения воды, размещенных в местных средствах массовой информации. Жизненно важно, чтобы каждый, кто живет во Флориде, знал о возможности наводнения и имеющихся ресурсах, чтобы помочь жителям Флориды справиться с ним.

Департамент по чрезвычайным ситуациям Флориды https://floridadisaster.org/

Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям https://www.fema.gov/

Национальная программа страхования от наводнений https://www.fema.gov/national-flood-insurance-program


Береговая эрозия имеет как естественные причины, так и причины, связанные с деятельностью человека. Постепенная береговая эрозия происходит естественным образом из-за колебаний уровня моря и берегового дрейфа. В прибрежных течениях песок движется параллельно берегу.В идеале движение песка функционирует как сбалансированный бюджет. Песок постоянно удаляется и заменяется прибрежными течениями.

Сооружения, такие как пирсы, морские стены, причалы и судоходные бухты, могут препятствовать движению песка, и он может застрять в одном месте этими типами конструкций. Прибрежные течения продолжат течь, хотя в других местах будет меньше песка. Поскольку в системе находится значительное количество песка, продолжающееся движение течений приводит к эрозии.Таким образом, человеческое развитие и строительная деятельность, приводящая к неестественному улавливанию песка, могут со временем привести к значительной береговой эрозии.

Самая серьезная береговая эрозия может произойти в течение очень короткого периода времени, когда штат подвергается воздействию ураганов и других суровых погодных систем в результате сочетания штормовых нагонов и наводнений, вызываемых ветром и волнами, размывающими побережье.

Средиземноморский объект всемирного наследия ЮНЕСКО, подверженный риску прибрежных наводнений и эрозии из-за повышения уровня моря

  • 1.

    ЮНЕСКО. Конвенция об охране всемирного культурного и природного наследия http://whc.unesco.org/archive/convention-en.pdf (ЮНЕСКО, Париж, 1972 г.).

  • 2.

    Центр всемирного наследия ЮНЕСКО. Список всемирного наследия http://whc.unesco.org/en/list/ (Центр всемирного наследия ЮНЕСКО, Париж, 2018 г.).

  • 3.

    Террилл Г. Изменение климата. Как должна реагировать конвенция о всемирном наследии? Внутр. J. Herit. Stud. 14 , 388–404 (2008).

    Артикул Google Scholar

  • 4.

    Казенаве, А. Антропогенное глобальное потепление угрожает всемирному культурному наследию. Environ. Res. Lett. 9 , 51001 (2014).

    ADS Статья Google Scholar

  • 5.

    Ридер, Л. А., Рик, Т. К. и Эрландсон, Дж. М. Наше исчезающее прошлое. ГИС-анализ уязвимости прибрежных археологических ресурсов в районе пролива Санта-Барбара в Калифорнии. J. Coast. Консерв. 16 , 187–197 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 6.

    Бенуа Г. и Комо А. Устойчивое будущее Средиземноморья. Перспективы развития и окружающей среды Голубого плана (Earthscan, Лондон, 2005).

    Google Scholar

  • 7.

    Марзейон Б. и Леверманн А. Утрата всемирного культурного наследия и населенных в настоящее время мест в результате повышения уровня моря. Environ. Res. Lett. 9 , 34001 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 8.

    Саббиони К., Кассар М., Бримблкомб П. и Лефевр Р. А. Уязвимость культурного наследия к изменению климата. https://www.coe.int/t/dg4/majorhazards/activites/2009/Ravello15-16may09/Ravello_APCAT2008_44_Sabbioni-Jan09_EN.pdf (2008).

  • 9.

    Центр всемирного наследия ЮНЕСКО. Программный документ о воздействии изменения климата на объекты всемирного наследия https: // whc.unesco.org/uploads/activities/documents/activity-397-2.pdf (Центр всемирного наследия ЮНЕСКО, Париж, 2008 г.).

  • 10.

    Центр всемирного наследия ЮНЕСКО. Обзор всемирного наследия http://unesdoc.unesco.org/images/0023/002355/235561e.pdf (Центр всемирного наследия ЮНЕСКО, Париж, 2015 г.).

  • 11.

    Ховард А. Дж. Управление глобальным наследием перед лицом будущего изменения климата. Важность понимания геологических и геоморфологических процессов и опасностей. Внутр.J. Herit. Stud. 19 , 632–658 (2013).

    Артикул Google Scholar

  • 12.

    Филлипс, Х. Способность адаптироваться к изменению климата на объектах наследия — разработка концептуальной основы. Environ. Sci. Политика 47 , 118–125 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 13.

    Lollino, G. et al. (ред.). Инженерная геология для общества и территории — Том 8 (Springer International Publishing, Cham, 2015).

  • 14.

    Европейское агентство по окружающей среде (EEA). Отчет Horizon 2020 по Средиземноморью . На пути к общим системам экологической информации — Совместный отчет ЕАОС-ЮНЕП / МАП (Бюро публикаций Европейского Союза, Люксембург, 2014 г.).

  • 15.

    UNEP / MAP. Региональные рамки адаптации к изменению климата для морских и прибрежных районов Средиземного моря (UNEP / MAP, Афины, Греция, 2017).

    Google Scholar

  • 16.

    Scussolini, P. et al. ФЛОПРОС. Постоянно развивающаяся глобальная база данных стандартов защиты от наводнений. Нац. Опасности Earth Syst. Sci. 16 , 1049–1061 (2016).

    ADS Статья Google Scholar

  • 17.

    UNEP / MAP. Средиземноморская стратегия устойчивого развития на 2016–2025 гг. Инвестиции в экологическую устойчивость для достижения социально-экономического развития (Plan Bleu, Центр региональной деятельности, Вальбонн, 2016).

    Google Scholar

  • 18.

    Центр всемирного наследия ЮНЕСКО. Изменение климата и всемирное наследие. Отчет о всемирном наследии Vol. 22 whc.unesco.org/documents/publi_wh_papers_22_en.pdf (Центр всемирного наследия ЮНЕСКО, Париж, 2007 г.).

  • 19.

    Филлипс, Х. Адаптация к изменению климата на объектах всемирного наследия Великобритании. Прогресс и проблемы. Hist. Environ. Политическая практика. 5 , 288–299 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 20.

    Фаторич, С. и Сикамп, Э. Угрожает ли культурное наследие и ресурсы изменению климата? Систематический обзор литературы. Клим. Измените 142 , 227–254 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    Перри, Дж. Горячие точки всемирного наследия. Глобальная модель определяет 16 объектов природного наследия, включенных в Список всемирного наследия, наиболее подверженным риску изменения климата. Внутр. J. Herit. Stud. 17 , 426–441 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 22.

    Howard, A.J. et al. Оценка речных угроз объектам наследия, создаваемых будущим изменением климата, с помощью геоморфологического подхода и прогнозного моделирования в Derwent Valley Mills WHS, Великобритания. J. Cult. Herit. 19 , 387–394 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 23.

    Андерсон, Д. Г. и др. Повышение уровня моря и разрушение археологических раскопок: пример из юго-востока США с использованием DINAA (Цифровой индекс североамериканской археологии). PLoS ONE 12 , e0188142 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 24.

    Wang, J.-J. Карты риска наводнений для культурного наследия. Измер. Процесс. J. Cult. Herit. 16 , 210–220 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 25.

    Daly, C. Возможности индикаторов для управления воздействиями изменения климата на культурное наследие http://arrow.dit.ie/cgi/viewcontent.cgi?article=1005&context=beschreccon (Берлин, Германия, 2011 г.).

  • 26.

    Шмидт М. и Рудольф Б. Изменение климата и культурное наследие: результаты быстрой оценки уязвимости культурного наследия в Республике Македония и рекомендации по национальным стратегиям защиты культурного наследия в контексте изменения климата .Отчет о проекте. http://docshare04.docshare.tips/files/24286/242864272.pdf (2013 г.).

  • 27.

    Lanza, S. G. Угроза наводнения культурному наследию в городе Генуя (Италия). J. Cult. Herit. 4 , 159–167 (2003).

    Артикул Google Scholar

  • 28.

    Hapciuc, O.-E. и другие. Анализ подверженности наводнениям культурного наследия в водосборе Сучевица (Румыния). Внутр. J. Conserv.Sci. 7 , 501–510 (2016).

    Google Scholar

  • 29.

    Vojinovic, Z. et al. Целостный подход к оценке риска наводнений на территориях с культурным наследием. Практическое применение в Аюттхая, Таиланд. Нац. Опасности 81 , 589–616 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    Синья, Ф., Тапете, Д. и Ли, К. Геологические опасности на объектах всемирного наследия ЮНЕСКО в Великобритании.От глобального до местного масштаба. наук о Земле. Ред. 176 , 166–194 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 31.

    Центр всемирного наследия ЮНЕСКО . Оперативное руководство по осуществлению Конвенции о всемирном наследии http://whc.unesco.org/en/guidelines/ (Центр всемирного наследия ЮНЕСКО, Париж, 2015 г.).

  • 32.

    Reimann, L., Vafeidis, A. T., Brown, S., Hinkel, J.И Тол, Р. С. Дж. Культурное наследие ЮНЕСКО в прибрежной зоне Средиземного моря. Фигшер https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5759538 (2018).

  • 33.

    МакГранахан Г., Балк Д. и Андерсон Б. Прилив. Оценка рисков изменения климата и населенных пунктов в низинных прибрежных зонах. Environ. Городской 19 , 17–37 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 34.

    Ридер-Майерс, Л.А. Культурное наследие в опасности в ХХI веке. Оценка уязвимости прибрежных археологических памятников в США. J. Isl. Побережье. Археол. 10 , 436–445 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 35.

    Ramieri, E. et al. Методы оценки уязвимости побережья к изменению климата. Технический документ ETC CCA 1/2011 ftp://sitelftp.unine.ch/bouzelboudjen/Guelat_Jeremie_2013_UniNE_Geog/BD_risques_%20cotiers/doc/Methods%20for%20assessing%20coastal.pdf (2011).

  • 36.

    Сеенат, А., Уилсон, М. и Миллер, К. Сравнение гидродинамического и ГИС-моделирования для оценки уязвимости прибрежных наводнений. Что лучше для управления прибрежным районом? Побережье океана. Manag. 120 , 99–109 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 37.

    де Моэль, Х., ван Альфен, Дж. И Аэртс, Дж. К. Дж. Х. Карты наводнений в Европе — методы, наличие и использование. Нац.Опасности Earth Syst. Sci. 9 , 289–301 (2009).

    ADS Статья Google Scholar

  • 38.

    Европейский Союз. Директива 2007/60 / EC Европейского парламента и Совета от 23 октября 2007 г. об оценке и управлении рисками наводнений. Оф. J. Eur. Union 50 , 27–34 (2007).

  • 39.

    UNEP / MAP. Протокол о комплексном управлении прибрежной зоной Средиземного моря.Protocole relatif à la gestion intégrée des zone côtières de la Méditerranée = Protocolo relativo a la gestion integration de las zonas costeras del Mediterraneo (Программа приоритетных действий, Сплит, 2008).

    Google Scholar

  • 40.

    Маклафлин, С. и Купер, Дж. А. Г. Многомасштабный индекс уязвимости прибрежных районов. Инструмент для прибрежных менеджеров? Environ. Опасности 9 , 233–248 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • 41.

    Херманс, Л. М., Хааснот, М., тер Маат, Дж. И Кваккель, Дж. Х. Разработка механизмов мониторинга для совместного изучения путей адаптации. Environ. Sci. Политика 69 , 29–38 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 42.

    Кваккель, Дж. Х., Хааснот, М. и Уолкер, У. Э. Сравнение надежного процесса принятия решений и динамической адаптивной политики для поддержки принятия решений на основе моделей в условиях глубокой неопределенности. Environ. Модель. Софтв. 86 , 168–183 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 43.

    van Vuuren, D. P. et al. RCP2.6: изучение возможности удержания повышения средней глобальной температуры ниже 2 ° C. Клим. Смена 109 , 95 (2011).

    CAS Статья Google Scholar

  • 44.

    Организация Объединенных Наций. Парижское соглашение http: // uncccc.int / files / essential_background / Convention / application / pdf / english_paris_agreement.pdf (Организация Объединенных Наций, Нью-Йорк, 2015 г.).

  • 45.

    Вусдукас, М. И., Ментаски, Л., Вукувалас, Э., Верлан, М. и Фейен, Л. Экстремальный уровень моря повышается вдоль побережья Европы. Земля будущего. 5 , 304–323 (2017).

    ADS Статья Google Scholar

  • 46.

    Rockström, J. et al. Самая большая авантюра в мире. Земля будущего. 4 , 465–470 (2016).

    ADS Статья Google Scholar

  • 47.

    Rogelj, J. et al. Предложения по климату Парижского соглашения нуждаются в усилении, чтобы поддерживать потепление значительно ниже 2 градусов по Цельсию. Природа 534 , 631–639 (2016).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 48.

    Schleussner, C.-F. и другие.Научные и политические характеристики температурной цели Парижского соглашения. Нац. Клим. Измените 6 , 827–835 (2016).

    ADS Статья Google Scholar

  • 49.

    Марготтини, К. в Инженерная геология для общества и территории — Том 8 (ред. Лоллино, Г. и др.) 1-28 (Springer International Publishing, Cham, 2015).

  • 50.

    Bowcott, O. Камень за камнем: восстановленная башня, открытая для публики https: // www.theguardian.com/artanddesign/2008/aug/29/architecture.heritage (2008).

  • 51.

    Маяк Бель Тоут https://www.belletout.co.uk/information/history/ (2018).

  • 52.

    Служба национальных парков США. Перемещение маяка на мысе Хаттерас https://www.nps.gov/caha/learn/historyculture/movingthelighthouse.htm (2015).

  • 53.

    Кляйн, Р. Дж. Т. и Николлс, Р. Дж. В Справочнике по методам оценки воздействия изменения климата и стратегиям адаптации (редакторы Feenstra, J.F. et al.) (Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде и Институт экологических исследований, Найроби, 1998 г.).

  • 54.

    Хэмбли, Дж. Обзор наследия, подверженного риску из-за прибрежных процессов в Шотландии. Результаты проекта «Прибрежное наследие Шотландии под угрозой», 2012–2016 гг. http://scharp.co.uk/media/medialibrary/2018/02/Review_of_Coastal_Heritage_at_Risk.pdf (2017).

  • 55.

    Хакзад С., Питерс М. и ван Бален К. Культурное наследие побережья. Ресурс, который будет включен в комплексное управление прибрежной зоной. Побережье океана. Manag. 118 , 110–128 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 56.

    Temmerman, S. et al. Экосистемная защита побережья перед лицом глобальных изменений. Nature 504 , 79–83 (2013).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 57.

    van Wesenbeeck, B.K., Boer, W., de Narayan, S., ван дер Стар, В. Р. Л. и де Фрис, М. Б. Прибрежные и речные экосистемы как адаптивные средства защиты от наводнений в условиях изменяющегося климата. Mitig. Адаптировать. Strateg. Glob. Измените 22 , 1087–1094 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 58.

    Бьюкенен, М.К., Копп, Р.Э., Оппенгеймер, М., Тебальди, К. Учет развивающихся рисков прибрежных наводнений в условиях неопределенного местного повышения уровня моря. Клим. Change 137 , 347–362 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 59.

    Ward, P.J. et al. Полезность и ограничения глобальных моделей риска наводнений. Нац. Клим. Изменить 5 , 712–715 (2015).

    ADS Статья Google Scholar

  • 60.

    Hinkel, J. et al. Ущерб прибрежным наводнениям и затраты на адаптацию в условиях повышения уровня моря в 21 веке. Proc. Natl. Акад. Sci. США 111 , 3292–3297 (2014).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 61.

    Муис, С., Гунеральп, Б., Йонгман, Б., Аэртс, Дж. К. Дж. Х. и Уорд, П. Дж. Риск наводнений и стратегии адаптации в условиях изменения климата и расширения городов: вероятностный анализ с использованием глобальных данных. Sci. Total Environ. 538 , 445–457 (2015).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 62.

    Джонгман, Б., Уорд, П. Дж. И Аэртс, Дж. С. Глобальная подверженность речным и прибрежным наводнениям. Долгосрочные тенденции и изменения. Глоб. Environ. Измените 22 , 823–835 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 63.

    Aerts, J. C. J. H. et al. Климатическая адаптация. Оценка стратегий устойчивости к наводнениям для прибрежных мегаполисов. Наука 344 , 473–475 (2014).

    ADS PubMed Статья Google Scholar

  • 64.

    Ward, P. J. et al. Глобальная структура будущих затрат и выгод от защиты от наводнений в городских районах. Нац. Клим. Изменить 7 , 642–646 (2017).

    ADS Статья Google Scholar

  • 65.

    Тейлор Т., Хант А., Кассар М. и Уэйнрайт И. в книге Engineering Historic Futures. Отчет по распространению информации и научным исследованиям заинтересованных сторон (ред. Кассар, М. и Хокингс, К.) 124–144 (Центр устойчивого наследия UCL, Лондон, 2007 г.).

  • 66.

    Vousdoukas, M. I. et al. Разработки в области крупномасштабного картирования опасности прибрежных наводнений. Нац. Опасности Earth Syst. Sci. 16 , 1841–1853 (2016).

    ADS Статья Google Scholar

  • 67.

    Vousdoukas, M. I. et al. Понимание эпистемической неопределенности в крупномасштабной оценке риска прибрежных наводнений для настоящего и будущего климата. Нац. Опасности Earth Syst. Sci. Обсудить .Т. 1–27 (2018).

  • 68.

    Рамирес, Дж. А., Лихтер, М., Култхард, Т. Дж. И Скиннер, К. Картирование регионального штормового нагона и приливных наводнений с гипер-разрешением. Сравнение статической и динамической моделей. Нац. Опасности 82 , 571–590 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 69.

    Поултер Б. и Халпин П. Н. Растровое моделирование прибрежных наводнений в результате повышения уровня моря. Внутр. J. Geogr. Инф.Sci. 22 , 167–182 (2008).

    Артикул Google Scholar

  • 70.

    Вольф, К., Вафейдис, А. Т., Линке, Д., Марасми, К. и Хинкель, Дж. Влияние масштаба и исходных данных на оценку будущих воздействий прибрежных наводнений. Приложение DIVA для побережья Эмилии-Романьи. Фронт. Mar. Sci. 3 , 34 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 71.

    Hoozemans, F. M., Marchand, M. & Pennekamp, ​​H. A. Повышение уровня моря: глобальный анализ уязвимости. Оценка уязвимости населения, прибрежных водно-болотных угодий и производства риса в глобальном масштабе (Delft Hydraulics, Delft, 1993).

    Google Scholar

  • 72.

    Муис, С., Верлаан, М., Винсемиус, Х. К., Аэртс, Дж. К. Дж. Х. и Уорд, П. Дж. Глобальный повторный анализ штормовых нагонов и экстремальных уровней моря. Нац. Commun. 7 , 11969 (2016).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 73.

    Muis, S. et al. Сравнение двух глобальных наборов данных об экстремальных уровнях моря и подверженности наводнениям. Земля будущего. 5 , 379–392 (2017).

    ADS Статья Google Scholar

  • 74.

    de Moel, H. et al. Оценка риска наводнений в различных пространственных масштабах. Mitig. Адаптировать. Strateg. Glob. Измените 20 , 865–890 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 75.

    Città di Venezia. отчетов о состоянии сохранности государства-участника. Объект всемирного наследия Венеция и ее лагуна — (Италия) (C 394) http://whc.unesco.org/en/list/394/documents/ (2017).

  • 76.

    Hanson, S. et al. Глобальный рейтинг портовых городов с высокой подверженностью экстремальным климатическим явлениям. Клим. Измените 104 , 89–111 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 77.

    Халлегатт, С., Грин, К., Николлс, Р. Дж. И Корфи-Морло, Дж. Потери от наводнений в будущем в крупных прибрежных городах. Нац. Клим. Изменить 3 , 802–806 (2013).

    ADS Статья Google Scholar

  • 78.

    Бок, Ю., Вдовински, С., Ферретти, А., Новали, Ф. и Фумагалли, А. Недавнее опускание Венецианской лагуны, полученное с помощью непрерывного GPS и интерферометрического радара с синтезированной апертурой. Geochem. Geophys. Геосист. 13 , 1–13 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 79.

    Николлс, Р. Дж. Прибрежные мегаполисы и изменение климата. GeoJournal 37 , 369–379 (1995).

    Артикул Google Scholar

  • 80.

    Syvitski, J. P. M. et al. Опускание дельт из-за деятельности человека. Нац. Geosci. 2 , 681–686 (2009).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 81.

    Taramelli, A., Di Matteo, L., Ciavola, P., Guadagnano, F. & Tolomei, C. Временная эволюция моделей и процессов, связанных с опусканием прибрежной зоны, окружающей устье реки Бевано ( Северная Адриатика) — Италия. Побережье океана.Manag. 108 , 74–88 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 82.

    Лихтер, М., Вафейдис, А. Т., Николлс, Р. Дж. И Кайзер, Г. Изучение связанных с данными неопределенностей при анализе площади суши и населения в «низинной прибрежной зоне» (LECZ). J. Coast. Res. 274 , 757–768 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 83.

    Sampson, C.C. et al. Модель опасности глобального наводнения с высоким разрешением. Водных Ресурсов. Res. 51 , 7358–7381 (2015).

    ADS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 84.

    Città di Venezia. Альтиметрия исторического центра: процент затопления http://www.comune.venezia.it/archivio/EN/1754 (2016).

  • 85.

    Kulp, S. & Strauss, B.H.Глобальные ошибки ЦМР недооценивают уязвимость прибрежных районов к повышению уровня моря и наводнениям. Фронт. Науки о Земле. 4 , 4823 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 86.

    Kulp, S. A. & Strauss, B.H. CoastalDEM. Глобальная цифровая модель рельефа побережья, улучшенная по сравнению с SRTM, с использованием нейронной сети. Remote Sens. Environ. 206 , 231–239 (2018).

    ADS Статья Google Scholar

  • 87.

    Jongman, B. et al. Снижение уязвимости к речным наводнениям и глобальные преимущества адаптации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 112 , E2271 – E2280 (2015).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 88.

    Чжоу, К., Ленг, Г. и Фэн, Л. Предсказуемость ущерба от наводнения на уровне штата в прилегающих Соединенных Штатах: роль опасности, подверженности и уязвимости. Sci. Отчет 7 , 5354 (2017).

    ADS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 89.

    Клин, Ф., Крейбич, Х., де Моэль, Х. и Пеннинг-Роуселл, Э. Адаптивное планирование управления рисками наводнений, основанное на всеобъемлющей концептуализации рисков наводнений. Mitig. Адаптировать. Strateg. Glob. Измените 20 , 845–864 (2015).

    Артикул Google Scholar

  • 90.

    МГЭИК. Управление рисками экстремальных явлений и стихийных бедствий для ускорения адаптации к изменению климата. Специальный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (ред. Филд, К. Б. и др.) 582 (Cambridge University Press, Cambridge, 2012).

  • 91.

    Oppenheimer, M. et al. in Climate Change 2014. Воздействие, адаптация и уязвимость / под редакцией Кристофер Б. Филд, сопредседатель Рабочей группы II, Департамент глобальной экологии Научного института Карнеги, Висенте Р.Баррос, сопредседатель Рабочей группы II, Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera, Universidad de Buenos Aires [и 14 других] (изд. Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC)) 1039–1099 (Cambridge University Press, Cambridge and New Йорк, 2014).

  • 92.

    Горниц, В. М., Дэниелс, Р. К., Уайт, Т. В. и Бердвелл, К. Р. Разработка базы данных оценки риска прибрежных районов: уязвимость к повышению уровня моря на юго-востоке США. J. Coast. Res. 12 , 327–338 (1994).

  • 93.

    Торресан С., Критто А., Рицци Дж. И Маркомини А. Оценка уязвимости прибрежных районов к опасностям изменения климата в региональном масштабе. Пример Северной Адриатики. Нац. Опасности Earth Syst. Sci. 12 , 2347–2368 (2012).

    ADS Статья Google Scholar

  • 94.

    Satta, A., Venturini, S., Puddu, M., Firth, J. & Lafitte, A. Укрепление базы знаний о региональной изменчивости и изменении климата: применение многомасштабных прибрежных рисков Индекс в региональном и местном масштабе в Средиземноморье http: // planbleu.org / sites / default / files / публикации / multi-scale_coastal_risk_index.pdf (2015).

  • 95.

    Daire, M.-Y. и другие. Прибрежные изменения и культурное наследие (1). Оценка уязвимости прибрежного наследия в Западной Франции. J. Isl. Побережье. Археол. 7 , 168–182 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 96.

    Mavromatidi, A., Briche, E. & Claeys, C. Картирование и анализ социально-экологической уязвимости прибрежных опасностей, вызванных изменением климата.Приложение для прибрежных средиземноморских городов Франции. Города 72 , 189–200 (2018).

    Артикул Google Scholar

  • 97.

    Педуцци, П., Дао, Х., Херольд, К. и Мутон, Ф. Оценка глобальной подверженности и уязвимости перед стихийными бедствиями. Индекс риска бедствий. Нац. Опасности Earth Syst. Sci. 9 , 1149–1159 (2009).

    ADS Статья Google Scholar

  • 98.

    Балица, С. Ф., Райт, Н. Г. и ван дер Мейлен, Ф. Индекс уязвимости прибрежных городов от наводнений и его использование при оценке воздействий изменения климата. Нац. Опасности 64 , 73–105 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 99.

    Дейли, К. Рамки для оценки уязвимости археологических памятников к изменению климата. теория, развитие и применение. Консерв. Manag. Археол. Сайты 16 , 268–282 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 100.

    Chang, A. Y. et al. Объединение технологий картографирования Google Планета Земля и ГИС в системе наблюдения за лихорадкой денге для развивающихся стран. Внутр. J. Health Geogr. 8 , 49 (2009).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 101.

    Dassanayake, D., Burzel, A. & Oumeraci, H. Оценка культурных потерь https: // www.tu-braunschweig.de/Medien-DB/hyku-xr/43_dassanayake_et_al_xtremrisk_evaluation_of_cultural_losses.pdf (2012).

  • 102.

    ПРОТЕГО проект. Map Viewer http://mapapps2.bgs.ac.uk/prothego/index.html (2018).

  • 103.

    Джарвис, А., Рейтер, Х.И., Нельсон, А. и Гевара, Э. SRTM с заполнением отверстий для Globe Version 4, доступно из базы данных CGIAR-CSI SRTM 90m http: // srtm .csi.cgiar.org (2008 г.).

  • 104.

    Фарр Т.G. et al. Миссия шаттла по радиолокационной топографии. Ред. Geophys . 45 , DOI: 10.1029 / 2005rg000183 (2007).

  • 105.

    Крон, W. Риск наводнения = опасность • ценности • уязвимость. Water Int. 30 , 58–68 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 106.

    Нойман, Б., Вафейдис, А. Т., Циммерманн, Дж. И Николлс, Р. Дж. Будущий рост населения прибрежных районов и подверженность воздействию повышения уровня моря и прибрежных наводнений — глобальная оценка. PLoS ONE 10 , e0118571 (2015).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 107.

    Nicholls, R.J. et al. Рейтинг портовых городов с высокой подверженностью и уязвимостью к экстремальным климатическим явлениям: оценки подверженности . Рабочие документы ОЭСР по окружающей среде, № 1, https://doi.org/10.1787/011766488208 (2008).

  • 108.

    Wolff, C. et al. База данных о прибрежных водах Средиземного моря для оценки воздействия повышения уровня моря и связанных с этим опасностей. Sci. Данные 5 , 180044 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 109.

    Wolff, C. et al. База данных по прибрежным районам Средиземного моря (MCD). Фигшер https://doi.org/10.6084/m9.figshare.c.3145426.v1 (2018).

  • 110.

    Rio, M.-H., Mulet, S. & Picot, N. Beyond GOCE для оценки циркуляции океана. Синергетическое использование данных альтиметрии, гравиметрии и наземных данных позволяет по-новому взглянуть на геострофические течения и течения Экмана. Geophys. Res. Lett. 41 , 8918–8925 (2014).

    ADS Статья Google Scholar

  • 111.

    van Vuuren, D. P. et al. Типичные пути концентрации. Обзор. Клим. Измените 109 , 5–31 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 112.

    Kopp, R.E. et al. Растущее понимание физики антарктического ледяного покрова и неоднозначности вероятностных прогнозов уровня моря. Земля будущего. 5 , 1217–1233 (2017).

    ADS Статья Google Scholar

  • 113.

    Kopp, R.E. et al. Вероятностные прогнозы уровня моря 21 и 22 веков на глобальной сети мареографов. Земля будущего. 2 , 383–406 (2014).

    ADS Статья Google Scholar

  • 114.

    Church, J. A. et al. in Climate Change 2013. Основа физических наук: вклад Рабочей группы I в Пятый оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата Изменение климата / под редакцией Томаса Ф. Стокера, сопредседателя Рабочей группы I, Бернский университет [и девять другие] (изд. Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК)) (Издательство Кембриджского университета, Кембридж и Нью-Йорк, 2013 г.).

  • 115.

    Hirt, C. Обнаружение артефактов в глобальных цифровых моделях рельефа (ЦМР): метод максимального уклона и его применение для полной проверки SRTM v4.1 и MERIT DEM. Remote Sens. Environ. 207 , 27–41 (2018).

    ADS Статья Google Scholar

  • 116.

    Messner, F. et al. Оценка ущерба от наводнения: руководство и рекомендации по принципам и методам. T9-06-01, Проект FLOODsite — Комплексные методы анализа и управления рисками наводнений http://www.floodsite.net/html/partner_area/project_docs/T09_06_01_Flood_damage_guidelines_d9_1_v2_2_p44.pdf (2007).

  • 117.

    Boruff, B.J., Emrich, C. & Cutter, S.L. Уязвимость прибрежных округов США к эрозии. J. Coast. Res. 215 , 932–942 (2005).

    Артикул Google Scholar

  • 118.

    Pendleton, EA, Thieler, RE & Williams, JS Оценка уязвимости прибрежных районов национального побережья мыса Хаттерас (CAHA) до подъема уровня моря https://pubs.usgs.gov/of/2004/1064 / изображения / pdf / caha.pdf (2004 г.).

  • 119.

    UNEP / MAP. Состояние морской и прибрежной среды Средиземного моря https://wedocs.unep.org/bitstream/handle/20.500.11822/364/sommcer_eng.pdf?sequence=4&isAllowed=y (UNEP / MAP Athens, 2012).

  • 120.

    Wessel, P. & Smith, W.H.F. Глобальная самосогласованная, иерархическая база данных береговой линии с высоким разрешением. J. Geophys. Res. 101 , 8741–8743 (1996).

    ADS Статья Google Scholar

  • 121.

    Antonioli, F. et al. Повышение уровня моря и возможное затопление прибрежных равнин Италии. Сценарии риска наводнений на 2100 год. кват. Sci. Ред. 158 , 29–43 (2017).

    ADS Статья Google Scholar

  • 122.

    Schuerch, M. et al. Будущая реакция прибрежных водно-болотных угодий на повышение уровня моря. Nature 561 , 231–234 (2018).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 123.

    Doerffer, R. & Schiller, H. Водный алгоритм MERIS Case 2. Внутр. J. Remote. Sens. 28 , 517–535 (2010).

    Артикул Google Scholar

  • 124.

    Нинфо, А., Чавола, П. и Билли, П. Дельта реки По возобновляет проградацию: геоморфологическая эволюция на основе 47-летнего набора данных наблюдений за Землей. Sci. Отчет 8 , 3457 (2018).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 125.

    Бессет, М., Энтони, Э. Дж. И Сабатье, Ф. Восстановление береговой линии дельты реки и эрозия Средиземного и Черного морей. Возможная роль истощения речных наносов и других факторов. Элем. Sci. Anth. 5 , 54 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 126.

    Ожан, Э. Управление прибрежной эрозией в Средиземноморье: обзор. Анкара / Сплит https: //www.pap-thecoastcentre.org / about.php? blob_id = 42 & lang = en (2002).

  • Научные игры по выветриванию и эрозии

    В этой серии игр ваши ученики узнают о процессе эрозии, о том, как он изменяет планету и почему он так силен. Как показали исследования, цель обучения «Выветривание и эрозия», основанная на NGSS и государственных стандартах, способствует повышению вовлеченности учащихся и их успеваемости в классе.

    Прокрутите вниз, чтобы ознакомиться с играми с этой целью обучения и концепциями, которые они воплощают в жизнь.

    Охваченные концепции

    Помимо тектоники плит, движущаяся вода (включая лед) вызывает наиболее значительные изменения на поверхности земли. Вода движется из-за ветра, который создает волны. Гравитация также перемещает воду и заставляет ее течь вниз. Чем больше воды и чем быстрее она движется, тем сильнее ее эрозионное воздействие.

    Дождевая вода и сток, ручьи и реки (над и под землей), ледяные щиты и ледники и океаны — это лишь некоторые из различных форм движущейся воды.Все они воздействуют на твердую поверхность Земли в течение минут и месяцев или миллионов лет.

    Выветривание — это процесс разрушения неподвижной породы. Физическое выветривание происходит, когда вода попадает в трещины в скале и замерзает, расширяясь и разрушая скалу. Химическое выветривание происходит, когда вода вступает в реакцию с минералами в породе с образованием новых минералов и растворением других.

    Эрозия — это когда вода переносит горные породы и осадки из одного места в другое.Это происходит, когда дождевая вода смывается с холма, а реки и ручьи текут к океану. Подземные потоки могут растворять скалы и создавать пещеры, а океанские волны могут разрушать прибрежные скалы. Массовые истощения, такие как оползни и сели, заставляют отложения спускаться вниз, а вода заставляет их двигаться быстрее. А во время эрозии цунами огромные наводнения перемещают множество отложений и даже здания!

    Когда поток воды замедляется, отложения оседают на новом месте в результате процесса, называемого осаждением.Химическое осаждение может происходить при изменении давления или кислотности воды, или когда температура повышается и вызывает ее испарение.

    Все это перемещение наносов приводит к значительным изменениям ландшафта. Эрозия может увеличивать русла рек и русел ручьев, в конечном итоге вырезая каньоны и долины. Он может изменять горы и создавать пещеры, а также изменять пляжи и прибрежные скалы. Ледники оставляют после себя долины и морены.

    Предварительный просмотр каждой игры в обучающей задаче приведен ниже.

    Вы можете получить доступ ко всем играм Legends of Learning бесплатно, навсегда, с учетной записью учителя. Бесплатная учетная запись учителя также позволяет создавать плейлисты с играми и заданиями для учащихся и отслеживать успеваемость в классе. Зарегистрируйтесь сегодня бесплатно!

    Теги: выветривание, эрозия, механический, химический, истирание, расслоение, окисление, отложения, берег, реки, отложение, водоносный горизонт, приливы, волны

    Как эрозия создает горы — Scientific American

    Горы вызывали трепет и вдохновляли художников и искателей приключений на протяжении всего человеческого существования.Недавние исследования привели к важному новому пониманию того, как возникли эти самые великолепные образования Земли. Оказывается, горы создаются и формируются не только в результате движений обширных тектонических плит, составляющих внешнюю поверхность Земли, но также в результате климата и эрозии. В частности, взаимодействие между тектоническими, климатическими и эрозионными процессами оказывает сильное влияние на форму и максимальную высоту гор, а также на количество времени, необходимое для создания или разрушения горного хребта.Парадоксально, но формирование гор, кажется, зависит как от разрушительных сил эрозии, так и от конструктивной силы тектоники. Фактически, после 100 лет рассмотрения эрозии как слабого брата тектоники, многие геологи теперь считают, что эрозия на самом деле может быть самой сильной в семье. По словам одной исследовательской группы: «Наслаждайтесь иронией, если бы горы были обязаны своими [мускулами] барабану крошечных капель дождя».

    Из-за важности горообразования в эволюции Земли эти открытия имеют важное значение для наук о Земле.Для геолога равнины, каньоны и, особенно, горы Земли раскрывают очертания развития планет на протяжении сотен миллионов лет. В этой обширной истории горы указывают, где события в земной коре или чуть ниже ее, такие как столкновения тектонических плит, толкали этот поверхностный слой в небо. Таким образом, горы являются наиболее заметным проявлением действующих мощных тектонических сил, и огромные промежутки времени, в течение которых эти силы действовали.

    Попытки понять горообразование имеют долгую историю.Одной из первых всеобъемлющих моделей того, как горы развиваются с течением времени, был географический цикл, опубликованный в 1899 году. Эта модель предлагала гипотетический жизненный цикл горных хребтов, от насильственного рождения, вызванного кратковременным, но мощным спазмом тектонического подъема, до постепенного сползания. в «старость», вызванную медленной, но стойкой эрозией. Красота и логика географического цикла убедили геологов почти столетие игнорировать его огромные ограничения.

    В 1960-х годах революция в тектонике плит объяснила, как горообразование движется горизонтальными движениями обширных блоков литосферы — относительно прохладной и хрупкой части внешней поверхности Земли.Согласно этой широкой концепции, внутренняя тепловая энергия формирует поверхность планеты, сжимая, нагревая и разрушая литосферу, толщина которой варьируется от 100 километров или менее под океанами до 200 километров или более под континентами. Литосфера не представляет собой твердую оболочку, а разделена на несколько десятков плит. Под воздействием тепла снизу эти плиты движутся относительно друг друга, что объясняет большинство известных в нашем мире поверхностных особенностей и явлений, таких как землетрясения, океанические бассейны и горы.

    Земные ученые ни в коем случае не отбрасывают тектонику плит как силу в горообразовании. Однако за последние несколько десятилетий они пришли к выводу, что горы лучше всего описывать не как результат одной только тектоники, а скорее как продукты системы, которая включает в себя эрозионные и климатические процессы в дополнение к тектоническим процессам и которая имеет множество сложных связи и обратная связь между этими тремя компонентами.

    Роль тектоники
    ПЛИТНАЯ ТЕКТОНИКА по-прежнему обеспечивает базовую структуру, которая учитывает распределение гор по поверхности Земли.Горообразование до сих пор объясняется как добавление массы, тепла или некоторой их комбинации к области земной коры (кора — это верхняя часть литосферы). Более толстая или более горячая кора поднимается вверх, образуя горы, потому что кора, по существу, плавает на мантии под ней, а более толстая или более горячая (менее плотная) кора плавает выше. Тектоника плит способствует утолщению коры либо за счет бокового схождения между соседними плитами, либо за счет восходящего потока тепла и магмы (расплавленной породы).

    Конвергенция тектонических плит обычно происходит одним из двух способов. Одна плита может скользить вниз или погружаться под другую в мантию. На границе зоны субдукции верхняя плита утолщена в результате сжатия и добавления магмы в результате плавления нисходящей плиты. Многие горы, включая почти все хребты, окружающие Тихий океан, в геологически активной области, известной как огненное кольцо, образованы субдукцией. С другой стороны, при столкновении континентов ни одна из плит не погружается в мантию, и поэтому вся масса, добавленная в результате столкновения, способствует образованию гор.Такие столкновения создали впечатляющую топографию, такую ​​как Тибетское плато и Гималаи, горный хребет, включающий 10 самых высоких вершин мира.

    Поток магмы и тепла к земной коре — например, во время вулканической активности — также может способствовать горообразованию. Самые длинные горные цепи Земли — срединно-океанические хребты — являются результатом подъема магмы, когда соседние плиты расходятся, образуя новую кору под океаном. Эти гребни проходят через Атлантический, восточный Тихий и Индийский океаны, как шов на бейсбольном мяче; Один только Срединно-Атлантический хребет имеет длину более 15 000 километров и возвышается на 4 000 метров над окружающими абиссальными равнинами океанского дна.На суше тепло, связанное с потоком магмы, также может помочь поднять большие площади, делая литосферу менее плотной и более плавучей на подстилающей мантии.

    Климат и эрозия
    Возникающий, системно-ориентированный взгляд на горообразование добавляет к этим тектоническим явлениям часто тесно взаимосвязанные эффекты эрозии и климата. Эрозия включает в себя дезагрегацию коренных пород, удаление наносов со склонов и перенос наносов реками.Сочетание эрозионных агентов, действующих на конкретном ландшафте — гравитации, воды, ветра и ледникового льда — зависит от местного климата, крутизны рельефа и типов горных пород на поверхности или вблизи нее.

    Климат неразрывно связан с эрозией, потому что он влияет на среднюю скорость материальных потерь на ландшафте. В целом более влажные условия способствуют более быстрому эрозии; однако большее количество влаги также способствует росту растительности, что помогает «бронировать» поверхность. Горы в полярных широтах наименее уязвимы для эрозии, отчасти из-за засушливого холодного климата и отчасти из-за того, что континентальные ледяные щиты, такие как ледяные щиты Гренландии и Антарктиды, обычно промерзают до подстилающей породы и вызывают незначительную эрозию.Напротив, горные ледники, такие как ледники европейских Альп и Сьерра-Невада в Калифорнии, агрессивно атакуют подземные породы, так что этот тип ледников может быть самым мощным эрозионным агентом Земли.

    Между эрозией, климатом и топографией существует множество других связей. Например, горы поднимают ветры, которые обтекают их, вызывая увеличение количества осадков на наветренных склонах хребта, в результате усиливая эрозию. Этот эффект, известный как орография, также отвечает за «тень дождя», которая создает пустыни на подветренной стороне многих горных хребтов [ см. Фотографию на противоположной странице ].Высота над уровнем моря также может влиять на эрозию, потому что средняя температура уменьшается с высотой, поэтому более высокие вершины с меньшей вероятностью будут защищены растительностью и с большей вероятностью будут размыты ледниками. В регионах с умеренным климатом скорость эрозии пропорциональна средней крутизне рельефа, по-видимому, потому, что гравитационные и водные процессы более эффективны на более крутых склонах. Взятые вместе, все эти факты говорят о том, что горы меняют свой собственный климат по мере роста — обычно они становятся более влажными, холодными и характеризуются более интенсивной эрозией.

    Ссылки, описанные выше, демонстрируют, что горные хребты лучше всего рассматривать как систему. Чтобы понять поведение любой такой системы, необходимо идентифицировать как ее компоненты, так и взаимодействия между этими компонентами. Поскольку эти взаимодействия настолько важны, простые системные входные данные могут приводить к удивительно сложным выходным данным. Такие сложности включают обратную связь — стабилизирующие или дестабилизирующие связи между составляющими процессами. В простом примере, который мы обрисовали в общих чертах, система вынуждена тектоническим столкновением, которое увеличивает массу горного пояса, и ответом является увеличение средней высоты горного хребта.По мере того, как горы становятся выше, эрозия увеличивается, снижая скорость роста. Этот пример иллюстрирует отрицательную обратную связь, в которой продолжающееся положительное воздействие на систему приводит к прогрессивно уменьшающемуся отклику. Напротив, положительная обратная связь имеет противоположный эффект, ускоряя любые изменения в системе. Создание тени от дождя — пример положительной обратной связи; эрозия подавляется, что позволяет горному хребту продолжать свой быстрый рост. Тень дождя к северу от Гималаев способствовала формированию высокогорного Тибетского плато [ см. Рамку на страницах 80 и 81 ].

    Концепция обратной связи лежит в основе нового понимания того, как строятся горы — и даже того, как горообразование влияет на систему Земли в целом. Было признано или постулировано множество различных типов обратной связи. Среди наиболее неожиданных открытий, полученных в результате этих открытий, является осознание того, что несколько важных обратных связей позволяют поверхностным процессам, таким как климат и эрозия, оказывать глубокое влияние на тектонические процессы глубоко под поверхностью (и наоборот).

    Изостази Ключ
    ОДНА ВАЖНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ происходит через явление, известное как изостазия, которое относится к плавучести земной коры, когда она плавает на более плотной жидкообразной мантии под ней. Горный хребет, как и любое физическое сооружение, должен иметь опору, и оказывается, что эта опора обеспечивается в основном силой коры и изостазией. Под высокими вершинами каждого горного хребта находится плавучий «корень» коры, проникающий в мантию.Айсберги предлагают полезную аналогию: поскольку лед примерно на 90 процентов плотнее воды, данная масса льда над водой поддерживается в девять раз большей массой под ватерлинией. Континентальная кора примерно на 80-85 процентов плотнее, чем нижняя мантия, что позволяет корням земной коры глубиной в десятки километров поддерживать горы высотой в несколько километров.

    Изостазия — это ключевой механизм, который связывает тектоническую или внутреннюю эволюцию гор с их геоморфическим или внешним развитием. Когда эрозия на поверхности удаляет массу, изостазия в ответ поднимает весь горный хребет, чтобы заменить около 80 процентов удаленной массы.Этот подъем объясняет ряд явлений, которые вызывали недоумение до того, как исследователи полностью осознали роль обратной связи в горообразовании.

    Например, высокоточные исследования вдоль восточной окраины США показали, что земля поднимается со скоростью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в столетие. Это вызывало недоумение, потому что Аппалачи лежат внутри Североамериканской плиты, где нет конвергентной границы плит, которая могла бы объяснить поднятие.Некоторые геологи предположили, что результаты съемки должны были быть ошибочными. Однако, учитывая наше новое понимание, некоторые или все измеренные подъемы могут быть изостатической реакцией на эрозию, особенно в горных районах Аппалачей. Эрозия, которая сосредоточена на дне речных долин, может быть особенно значительной, поскольку она может поднимать горные вершины на отметки выше , чем до начала эрозии. Это возможно, потому что удаление массы локализовано (в долинах), но изостатический отклик поднимает весь горный блок, включая как долины, так и вершины.

    Хотя изостазия может поддерживать их в течение многих миллионов лет, ландшафты без тектонических поднятий в конечном итоге поддаются эрозии. Несколько исследований показали, что большие территории Австралии являются хорошими примерами очень старых, разрушающихся ландшафтов. Эти области, которые не испытывали тектонических поднятий в течение сотен миллионов лет, находятся на высоте не более нескольких сотен метров над уровнем моря. Их скорость подъема поверхности, по-видимому, согласуется только с изостатической реакцией на эрозию. В таких тектонически активных горах, как Гималаи и Европейские Альпы, измеренное поднятие отражает сочетание тектонических движущих сил и изостатического подъема, вызванного эрозией.Учитывая скорость, с которой горы растут и затем распадаются, мы можем сделать вывод, что десятки крупных горных цепей появлялись и исчезали на Земле на протяжении всей ее истории.

    Необычные тектонические времена?
    СТРОИТЕЛЬСТВО ГОР, включая древние горы, которые были построены и размыты в далеком прошлом, может оставить различные следы в геологической летописи, такие как следы от потоков лавы, вторжения магмы, обнажения когда-то глубоко погребенных горных пород, как а также обильные отложения, отложенные в низинных бассейнах, и окаменелости растений, которые, как известно, процветают только на больших высотах.Изучая такие индикаторы, относящиеся к разным периодам, геологи могут делать выводы о степени горообразования на Земле в разное время, тем самым получая представление о развитии планет.

    Различные геологи изучили относительное обилие наносов, магматическую активность и другие потенциальные индикаторы горообразования и пришли к выводу, что последние 40 миллионов лет представляют собой аномальный всплеск тектонической активности и горообразования. Однако в тот же геологический период на Земле произошел серьезный сдвиг климата, глобальное похолодание, которое превратило Гренландию и Антарктиду из умеренных, покрытых растительностью земель в постоянные ледяные щиты, а кульминацией стало образование ледников, покрывавших Северную Америку и Европу в течение последних двух миллионов. годы.Учитывая это свидетельство, были предложены две противоположные теории для объяснения горообразования и климата за последние 40 миллионов лет: либо волна горообразования вызвала глобальный климатический сдвиг, либо изменение климата вызвало волну горообразования.

    Первая из этих двух теорий утверждает, что длительное похолодание было вызвано всплеском горообразования по всему миру. Например, ледники имеют тенденцию к самовоспроизводству: однажды образовавшись, они увеличивают отражательную способность или альбедо поверхности, тем самым снижая температуру и позволяя образовываться большему количеству льда.Повсеместное поднятие больших горных массивов за последние 40 миллионов лет могло увеличить площадь Земли, покрытую горными ледниками, что увеличило бы альбедо планеты. Другим важным фактором обратной связи мог быть атмосферный углекислый газ. Одна из интерпретаций гласит, что горообразование может изменить глобальное распределение дождя и снегопада, увеличивая скорость разрушения горных пород в результате растворения и химических реакций. Согласно этой гипотезе, ускоренное химическое выветривание удаляло углекислый газ из атмосферы, уменьшая парниковый эффект и тем самым приводя к более прохладному глобальному климату.

    Вторая теория горообразования и климата утверждает, что изменение климата было действительно более мощной из этих двух сил в течение последних 40 миллионов лет. Эта теория предполагает, что изменение климата на самом деле вызвало многие глубокие геологические изменения, которые обычно приписывают ускоренному росту гор. Глобальное похолодание могло быть вызвано дрейфом континентов, который изменил распределение территории суши и океана по широте, а также характер океанских течений, которые являются основными механизмами, с помощью которых Земля уравновешивает тепловой дисбаланс между экватором и полюсами [ см. «Хаотический климат» Уоллеса С.Брокер; Scientific American , ноябрь 1995 г.]. Как эти изменения климата могут имитировать горообразование? Через изостатическое поднятие. Согласно этой интерпретации, глобальное похолодание усилило эрозию многих горных хребтов. Усиление эрозии, особенно дна рек и ледниковых долин, привело к увеличению подъема горных вершин, поскольку изостазия компенсировала удаление горных массивов за счет эрозии.

    Причинно-следственная неоднозначность между глобальным климатом и горообразованием была объявлена ​​геологическим парадоксом, конкурирующим с вопросом «курица и яйцо», но такая замкнутость характерна для систем, богатых обратной связью.В настоящее время геологи могут не знать, что инициировало изменения климата и топографии, которые произошли за последние 40 миллионов лет, но теперь они понимают, что многие виды обратной связи в этой системе способны усилить любые изменения и что тектоника, климат и эрозия должны действовали вместе в создании геологических свидетельств, которые мы находим сегодня.

    Устранение эрозии
    ПРИЗНАНИЕ МНОГИХ ВИДОВ обратной связи в системе горообразования показывает, что эрозия не только участвует в формировании гор, но и направляет тектонические процессы глубоко внутри земной коры.Конечной силой, ограничивающей рост гор, является гравитация. Таким образом, эрозия, уменьшая вес горного хребта, фактически ускоряет тектонические процессы под горами. По этой причине эрозионные процессы можно рассматривать как «всасывание» коры в горные хребты и вверх к поверхности. Таким образом, эрозия оставляет отчетливый отпечаток на скалах и на деформациях земной коры в горах и под ними.

    Тип скалы на поверхности горы частично определяется местным климатом, а также скоростью и характером эрозии.Таким образом, эрозия влияет как на топографию, так и на состав и структуру гор. Метаморфизм горных пород (изменения в результате нагрева и давления) и образование многих породообразующих минералов регулируются профилем давления и температуры в земной коре. Кажущиеся мелкими детали климата и эрозии, такие как скорость и направление ветра или незначительные различия в широте, могут сильно повлиять на температурную историю и, следовательно, на тип скал, создаваемых по мере развития горного хребта.

    Компьютерные модели исследовали влияние преобладающего направления ветра и орографии на распределение различных метаморфических зон в горных хребтах. Для гор, образованных субдукцией, преобладающие ветры в том же направлении, что и субдукция, приводят к тому, что большая часть осадков выпадает на морскую сторону горного хребта, которая обращена к субдукционной плите.

    Это явление усиливает деформацию и эксгумацию горных пород из глубины земной коры. Если, с другой стороны, преобладающие ветры имеют направление, противоположное субдукции, эрозия концентрируется на обращенной к суше стороне горного хребта, так что деформация является относительно однородной по всему хребту, а глубокая эксгумация ограничивается внутренними или континентальными районами. , сторона диапазона.Одно исследование эродированных ядер нескольких древних горных хребтов показало, что отпечатки орографии и направления ветра остаются ясными в распределении горных пород, втянутых в хребет эрозией, вызванной климатом, до двух миллиардов лет после того, как хребты стали тектонически неактивными.

    С растущими доказательствами того, что тектоническое поднятие и эрозия может происходить в одинаковых временных масштабах и с одинаковой скоростью, многие исследователи пришли к выводу, что некоторые горные хребты достигли устойчивого состояния топографии.В этом состоянии размер гор может оставаться стабильным в течение миллионов лет, потому что скорость эрозии соответствует скорости подъема. Локальный рельеф в пределах такого горного хребта будет меняться, поскольку на поверхности обнажаются породы различной прочности. Однако средняя высота гор может незначительно измениться из-за долгосрочного баланса между тектоникой и эрозией, вызванной климатом.

    Трехступенчатый
    Хотя сейчас считается, что относительно немногие горы Земли находятся в идеальном равновесии, многие из них, возможно, достигли такого баланса в какой-то момент своей истории.Оказывается, горные хребты часто проходят три отдельные фазы. Первая стадия формирования начинается со сближения плит или какого-либо другого тектонического события, которое утолщает кору и вызывает повышение рельефа. На этом этапе скорость подъема превышает скорость эрозии. Однако скорость эрозии резко возрастает по мере увеличения высоты и рельефа. В зависимости от размера ареала и местного климата, поднятие может сохраняться до тех пор, пока скорость эрозии или прочность коры не ограничат увеличение средней высоты ареала.Это вторая стадия, устойчивое состояние, которое может продолжаться до тех пор, пока скорости подъема и эрозии остаются равными. Когда поднятие ослабевает, эрозия начинает преобладать, и начинается заключительная стадия. На этом заключительном этапе средняя высота горного хребта начинает долгое, медленное снижение. Цикл может быть прерван или осложнен на любой стадии тектоническими или климатическими событиями, а также обратной связью между этими процессами и эрозией.

    Новая модель развития гор обещает быть такой же революционной, как и тектоника плит около четырех десятилетий назад.Подобно тому, как тектоника плит смогла объяснить всемирное распространение землетрясений, вулканов, окаменелостей и множества различных горных пород и минералов, новое понимание горообразования показывает, как взаимодействуют тектонические силы, климат и топография Земли, создавая одни из самых впечатляющих ландшафтов Земли. Как и тектоника плит, новая модель также освещает явления, которые долгое время озадачивали геологов. Компьютерное моделирование, включающее в себя многие основные принципы моделей, например, оказалось очень успешным в имитации эффектов сложной тектонической истории, климатической изменчивости и различных геологических условий.Продолжение исследований предоставит еще больше деталей о том, как величественные горные хребты Земли растут, развиваются и сокращаются, а также детали, касающиеся важности гор в формировании климата и тектоники нашей планеты.

    АВТОРЫ
    НИКОЛАЙ ПИНТЕР и МАРК Т.

    alexxlab

    E-mail : alexxlab@gmail.com

    Submit A Comment

    Must be fill required * marked fields.

    :*
    :*