서리 쐐기 반복적 인 동결과 해동 사이클을 통해 물/ 얼음과 가로가 풍경을 침식하는 과정입니다. 물이 얼어 붙으면 9 % 씩 팽창하여 여름철에 다시 녹기 위해 바위를 구분합니다.
아공성 환경의 지형은 동결 및 해동주기와 관련된 과정에 의해 크게 영향을받습니다. 단일 동결-해동주기의 길이는 수년이거나 계절적 또는 일주일 일 수 있습니다. 사이클의 수와 강도 (즉, 온도 범위)는 물리적 풍화의 원인을 결정할 때 중요한 요소입니다. 이는 서리 크래킹, 서리 쐐기, 서리 쌓기 및 서리 분류 과정을 부분적으로 포함하는 일반적인 용어입니다.
다른 많은 환경 적 요인은 또한 영구 동토층과 나무 덮개의 존재 또는 부족, 해당 토양 또는 기반암의 유형, 특히 기후 및 지형의 변동성과 같은 서리 작용의 효능에 영향을 미칩니다. 여기서 우리는 지하 대기 환경에 대한 지리적 및 기후 정보에 대한 개요로 시작하여 동결-해동주기 및 일부 Frost 액션 프로세스에 대한 설명이 이어집니다. 마지막으로, 패턴 화 된 접지와 같은 일부 주변 지형이 제시 될 것이다. 이 기사는 동결-해동주기와 관련된 질량 퇴치의 과정과 결과 지형에 대해서는 논의하지 않습니다.
추운 환경에서의 서리 쐐기
북아메리카에서는 캐나다 북부와 알래스카에서 아공성 환경이 있습니다. 다른 곳에서는 북유럽과 아시아에서 발견됩니다. 이 지역은 "짧고 따뜻하고 촉촉한 여름과 길고 매우 차갑고 건조한 겨울을 가진 [온도에서] 강한 계절적 변화를 나타냅니다." 그러나이 일반화에는 예외가 있으며, 가장 분명한 것은 지형의 변화로 인한 기후 변화입니다.
또한, 해양과의 상대적 근접성은 캐나다와 스칸디나비아의 해안 지역에서 계절별 온도 범위를 최소화하는 효과가 있습니다. 알래스카 나 러시아의 인테리어와 같은 더 많은 대륙 지역에서는 연간 최대 및 최저 온도는 섭씨 100도 이상으로 달라질 수 있습니다. 강수량은 또한 세하계 지역에 따라 상당히 다릅니다. 캐나다 동부에서는 일부 지역에서 연간 강수량이 81cm에 도달하는 반면, 산맥이 촉촉한 공기의 움직임을 막는 알래스카 지역에서는 연간 강수량이 18cm까지 낮을 수 있습니다.
온도와 강수량의 국소 변화는 아래에 설명 된 바와 같이 서리 작용 과정에 영향을 미치는 두 가지 요소입니다. 추가 환경 요인은 눈과 산림 덮개이며, 둘 다 토양과 기반암의 온도를 조절하는 경향이 있습니다. 여름철에는 숲이 우거진 땅 (노출 된 땅보다 시원함)이 덜 빠르고 깊게 해동하는 반면, 겨울에는 노출 된 땅보다 따뜻하게 남아 있습니다. 광범위한 강설이나 얼음 덮개로 덮인 땅은 기온의 변화로 인해 다소 절연됩니다.
영구 동토층이 물리적 풍화에 미치는 영향
또 다른 중요한 환경 요인은 S.W.에 의해 정의 된 영구 동토층의 존재입니다. 뮬러는“토양 또는 기타 표면 침전물, 또는 기반암의 두께로, 지구 표면 아래의 가변 깊이에서 동결의 온도가 오랫동안 존재했던 지구 표면 아래의 가변 깊이에서 (2 년에서 수천 년까지) 지속적으로 존재했다. 영구 동토층은 연속 또는 불연속으로 분류되며, 후자는 풍경에 대한 분포가 인접하지 않음을 암시합니다.
영구 동토층 위에 위치한 토양을 활성 층이라고하며, 동결과 해동의 전형적인 사이클을 통과합니다. 영구 동토층은 종종 불 침투성 층이기 때문에, 그 위의 해동 얼음과 눈이 깊게 여겨지는 것을 방지하고 토양의 수분을 유지하여 서리 작용의 효과가 더 발생합니다. 다른 상황에서, 얼어 붙은지면의 투과성 감소는 또한 더 많은 유출로 이어질 수 있으며 홍수 위험이 더 높아질 수 있습니다.
서리 작용에 대한 풍경의 감수성에 영향을 미치는 일부 의존적 요인은 기반암 및 토양 구조, 미네랄 구성, 입자 크기 및 인간 활동의 영향입니다. 이것들은 무엇보다도지면의 열전도율에 영향을 미치는 변수입니다. 예를 들어, 얼어 붙은주기와 해동의주기는 마른 모래에 영향을 미치는 것보다 훨씬 더 깊이있는 모래 점토에 영향을 미칩니다.
얼음 렌즈 및 서리 쐐기
상대적으로 느린 동결이 발생하는 토양에 충분한 수분이 존재한다면, 얼음 렌즈로 분리 될 가능성이 있으며, 이는 일반적으로 얼어 붙은 전면과 평행 한 얼음 층입니다. 얼음 렌즈의 성장에 기여하는 물은 암석과 토양의 모공에서 나올 수 있거나 눈 녹은 소식, 영구성 녹기, 표면 또는 지하수와 같은 공급원에서 공급 될 수 있습니다. 아이스 렌즈는 몇 밀리미터에서 여러 미터까지, 토양의 별도의 부분을 형성하고 수직 방향, 즉 동결 전선에 수직으로 움직이는 경향이 있습니다.
얼음 렌즈는 종종 단일 대형 렌즈가 아닌 수많은 작은 렌즈로 구성된 "시리즈"를 형성합니다. “미네랄 표면에 인접한 전기 이중층과 물의 쌍극자 특성은 물을 동결 평면으로 이동하는 데 기본 요소”라고 생각되지만, 연구자들은 여전히 정확한 설명이 부족합니다. 원인에 관계없이, 동결을 겪는 토양 수분은 분리 "흡입 전위"의 영향을받는 것으로 보이며, 이는 입자 크기 및 광물학과 같은 변수에 따라 증가하거나 감소합니다. 일반적으로, 더 미세한 입자 크기를 가진 토양은 더 큰 얼음 렌즈가 쌓여 서리가 쌓이는 데 더 취약합니다. 그러나 곡물 크기가 매우 미세한 토양은 얼어 붙은 전면쪽으로 물의 움직임에 불 침투성이 될 수 있습니다.이 경우 얼음 렌즈가 형성되지 않습니다.
위에서 설명한 바와 같이, 얼음의 분리는 동결 및 입자 크기의 속도 가이 과정에 도움이 될 때 발생할 수있다. 그러나 매우 빠른 동결의 경우, 기공 물이 본질적으로 밀봉되어 동결 전선으로 이동할 수 없습니다.
.얼음 렌즈의 성장은 Frost Heaving의 현상에 기여하며, 이는 얼어 붙는 동안 토양의 상향 이동입니다. 얼어 붙은 전면이 영구 동토층에서 위쪽으로 움직일 때 발생하는 상향 조정은 많은 동결 마치 사이클의 과정에서 묻힌 암석과 조인트 블록을 표면으로 무시하는 것을 담당한다고 생각됩니다. "Frost-Pull"과 "Frost-Push"라고 불리는 두 가지 가설이 묻힌 물건의 무거움을 설명하기 위해 제안되었습니다.
수직, 즉 동결 전선에 수직 인 물체가 동결 전면과 평행 한 것보다 더 큰 정도의 무거움을 경험한다는 것이 흥미 롭습니다. 더욱이 upfreezing은 물체가 수직으로 배향되도록 물체를 재 배열하는 경향이 있습니다. 또한 더 큰 물체는 더 작은 물체를 더 많이 경험하는 경향이 있습니다.
곡물 크기와 온도 외에도 서리가 쌓이는 정도를 결정하는 가장 중요한 요소는 토양 수분, 식생의 존재 및 토양 깊이입니다. 연구에 따르면 습한 지역에서는 heaving이 더 큽니다. 또한, 연구는 활성 층에서의 무게가 깊이에 따라 증가하는 것으로 나타났습니다.
서리 쐐기는 얼어 붙은 물의 확장으로 인해 암석을 깎아내는 이름입니다. 이 과정은 수분 함량이 높고 동결이 빠를 때 특히 효과적입니다. 그러한 경우, 모공과 균열의 물은 밀봉되어 마이그레이션 할 수 없어 암석을 산산조각 내기에 충분한 내부 응력을 만듭니다. 서리 쐐기에 대한 감수성은 크게 리소그래피에 달려 있습니다. 퇴적암은 화성암보다 더 쉽게 산산이 부서지는 경향이 있으며, 더 큰 기공 크기의 암석은 기공 크기가 작은 것보다 더 취약합니다. 또한 일부 연구에 따르면 서리 쐐기의 정도는 암석이 겪는 동결-해동 순환의 강도, 수 및 길이에 비례한다는 점에 유의해야합니다.
서리 작용의 또 다른 중요한 측면은 바늘 얼음의 형성으로,지면의 표면 바로 아래 또는 바로 아래에서 발생하며 수직 방향으로 얼음의 긴 필라멘트의 성장이 특징입니다. 이것은 토양의 최상위 층, 때로는 최대 40cm를 대체하는 효과를 가질 수 있습니다. 바늘 얼음은 식물이없는 토양에서 더 두드러지며, 퇴적물을 수직으로 대체하는 경향이 여러 번의 동결과 해동 사이클에 동반 할 때 바람 작용과 잔디 방아 방울에 더 큰 감수성을 초래합니다.
서리 작용의 표면 증거는 주어진 환경의 리소그래피 및 지형에 따라 다릅니다. 말할 것도없이, 관여하는 서리 동작의 유형과 강도는 표면 형태를 결정 하는데도 중요하다. 소규모로, 땅의 표면에 누워있는 돌은 토양의 약간의 간격으로 둘러싸여 있습니다. 이 격차는 서리가 무너진 증거입니다.
서리 작용의 추가 표면 증거는“패턴 화 된 근거입니다. 설명 목적으로, 패턴 화 된 접지는 분류 또는 분류되지 않은 것으로 분류된다. 분류 된 패턴 접지는 결석의 분리와 더 미세한 퇴적물이 위에 나열된 다양한 기하학적 형태 중 하나로 특징 지어집니다. 패턴의 크기와 방향은 동결 전선의 방향, 동결 속도, 토양 수분 및 입자 크기, 밀도 및 모양과 같은 요인에 의해 영향을받습니다. 서리 분류는 upfreezing (Heaving), 바늘 얼음에 의한 변위 및 질량 변위를 포함하여 여러 가지 유형의 서리 동작에 의해 달성됩니다.
Frost Wedging은 인식 가능한 표면 형태를 생성하는 또 다른 프로세스입니다. 위에서 설명한 바와 같이, 바위의 균열이나 모공의 물이 빠르게 얼어 붙을 때, 바위에 작용하는 내부 응력은 그것을 산산조각 내기에 충분할 수 있습니다. 서리 쐐기가 지배적 인 과정 인 풍경에 걸쳐 암석은 일반적으로 각도이며 크기가 크게 다양합니다. 서리 분류가 발생하는 지역에서는 바위 조각이 크기에 따라 패턴 화 될 수 있습니다.
암석의 고유 한 표면 방향을 만드는 것 외에도 서리 동작 프로세스는 침식과 같은 다른 표면 프로세스에 영향을 미치는 것으로 생각됩니다. 프린스 에드워드 아일랜드에 대한 Rill 퇴적물 운송 속도에 대한 동결-해동주기의 효과는 Edwards, Burney 및 Frame (1995)에 의해 연구되었습니다. 연구 된 지역은 주로 농업 이었으므로 실험 조건은 크고 경작 된 분야의 조건을 모방하도록 설계되었습니다. 몇 가지 동결-해동주기를 겪은 토양은 실험 시험 동안 비슷한 조건에서 토양보다 25% 더 많은 퇴적물 수율을 생산했지만
