Erosione - Erosion

Un ruscello attivamente in erosione su un campo coltivato in modo intensivo nella Germania orientale

Nelle scienze della terra , l' erosione è l'azione dei processi di superficie (come il flusso d'acqua o il vento ) che rimuove il suolo , la roccia o il materiale disciolto da una posizione sulla crosta terrestre e quindi lo trasporta in un'altra posizione. L'erosione è distinta dagli agenti atmosferici che non comportano alcun movimento. La rimozione di roccia o suolo come sedimento clastico è indicata come erosione fisica o meccanica ; questo contrasta con l' erosione chimica , dove il suolo o il materiale roccioso viene rimosso da un'area per dissoluzione . I sedimenti oi soluti erosi possono essere trasportati per pochi millimetri o per migliaia di chilometri.

Gli agenti di erosione includono la pioggia ; usura del substrato roccioso nei fiumi ; erosione costiera dal mare e dalle onde ; spiumatura glaciale , abrasione e raschiatura; inondazioni areali; abrasione da vento ; processi delle acque sotterranee ; e processi di movimento di massa in paesaggi ripidi come frane e colate detritiche . Le velocità con cui tali processi agiscono controllano la velocità di erosione di una superficie. Tipicamente, procede erosione fisici più veloce in pendenza ripida superfici, e aliquote possono anche essere sensibili ad alcune proprietà climaticamente controllati compresi quantità di acqua fornita (ad esempio, dalla pioggia), storminess, velocità del vento, onda recuperano o temperatura atmosferica (in particolare per alcune processi legati al ghiaccio). Sono inoltre possibili feedback tra i tassi di erosione e la quantità di materiale eroso già trasportato, ad esempio, da un fiume o da un ghiacciaio. Il trasporto dei materiali erosi dalla loro posizione originale è seguito dalla deposizione , che è l'arrivo e la collocazione del materiale in una nuova posizione.

Sebbene l'erosione sia un processo naturale, le attività umane sono aumentate di 10-40 volte la velocità con cui l'erosione si sta verificando a livello globale. Nei siti agricoli dei Monti Appalachi , le pratiche agricole intensive hanno causato un'erosione fino a 100 volte il tasso naturale di erosione nella regione. L'erosione eccessiva (o accelerata) causa problemi sia "in loco" che "fuori sito". Gli impatti in loco includono diminuzioni della produttività agricola e (sui paesaggi naturali ) collasso ecologico , entrambi a causa della perdita degli strati superiori del suolo ricchi di nutrienti . In alcuni casi, questo porta alla desertificazione . Gli effetti fuori sito includono la sedimentazione dei corsi d'acqua e l' eutrofizzazione dei corpi idrici, nonché i danni causati dai sedimenti a strade e case. L'erosione dell'acqua e del vento sono le due cause primarie del degrado del suolo ; insieme, sono responsabili di circa l'84% dell'estensione globale dei terreni degradati, rendendo l'erosione eccessiva uno dei problemi ambientali più significativi a livello mondiale.

L'agricoltura intensiva , la deforestazione , le strade , il cambiamento climatico antropogenico e l'espansione urbana sono tra le attività umane più significative per quanto riguarda il loro effetto sulla stimolazione dell'erosione. Tuttavia, esistono molte pratiche di prevenzione e bonifica che possono ridurre o limitare l'erosione dei suoli vulnerabili.

Un arco naturale prodotto dall'erosione eolica di rocce alterate in modo differenziato a Jebel Kharaz, Giordania
Una scogliera a forma di onda prodotta dall'erosione costiera , nel Geoparco nazionale costiero di Jinshitan, Dalian , provincia di Liaoning , Cina

Processi fisici

Precipitazioni e deflusso superficiale

Il suolo e l'acqua vengono spruzzati dall'impatto di una singola goccia di pioggia

Precipitazioni , e il deflusso superficiale che possono derivare da pioggia, produce quattro tipi principali di erosione del suolo : erosione spruzzata , foglio di erosione , erosione rill e gully erosione . L'erosione da spruzzi è generalmente vista come la prima e meno grave fase del processo di erosione del suolo, seguita dall'erosione da lastre, poi dall'erosione da ruscello e infine dall'erosione da burrone (la più grave delle quattro).

In erosione spruzzata , l' impatto di una goccia di pioggia che cade crea un piccolo cratere nel suolo , particelle di terreno espulsione. La distanza percorsa da queste particelle di terreno può essere fino a 0,6 m (due piedi) in verticale e 1,5 m (cinque piedi) in orizzontale su un terreno pianeggiante.

Se il suolo è saturo , o se il tasso di pioggia è maggiore del tasso con cui l'acqua può infiltrarsi nel suolo, si verifica il deflusso superficiale. Se il deflusso ha un'energia di flusso sufficiente , trasporterà le particelle di terreno allentate ( sedimenti ) lungo il pendio. L'erosione del foglio è il trasporto di particelle di terreno allentate dal flusso terrestre.

Una punta di bottino ricoperta di ruscelli e gole a causa dei processi di erosione causati dalle piogge: Rummu , Estonia

L' erosione del ruscello si riferisce allo sviluppo di piccolipercorsi di flusso concentrati effimeri che funzionano sia come fonte di sedimenti che come sistemi di consegna dei sedimenti per l'erosione sui pendii delle colline. Generalmente, dove i tassi di erosione idrica sulle aree montuose disturbate sono maggiori, i ruscelli sono attivi. Le profondità del flusso nei ruscelli sono tipicamente dell'ordine di pochi centimetri (circa un pollice) o meno e le pendenze lungo il canale possono essere piuttosto ripide. Ciò significa che i ruscelli presentano unafisica idraulica molto diversa dall'acqua che scorre attraverso i canali più profondi e più ampi di torrenti e fiumi.

L'erosione del canale si verifica quando l'acqua di ruscellamento si accumula e scorre rapidamente in stretti canali durante o immediatamente dopo forti piogge o lo scioglimento della neve, rimuovendo il suolo a una profondità considerevole. Un canaletto si distingue da un corso d'acqua in base a un'area critica della sezione trasversale di almeno un piede quadrato, cioè la dimensione di un canale che non può più essere cancellata con le normali operazioni di lavorazione del terreno.

L'erosione estrema del burrone può progredire fino alla formazione di calanchi . Questi si formano in condizioni di alto rilievo su substrato roccioso facilmente eroso in climi favorevoli all'erosione. Condizioni o disturbi che limitano la crescita della vegetazione protettiva ( rexistasia ) sono un elemento chiave della formazione dei calanchi.

Fiumi e torrenti

Dobbingstone Burn , Scozia, che mostra due diversi tipi di erosione che interessano lo stesso luogo. L'erosione della valle si sta verificando a causa del flusso del torrente e i massi e le pietre (e gran parte del terreno) che si trovano sulle rive del torrente sono glaciali fino a quando i ghiacciai dell'era glaciale scorrevano sul terreno.
Strati di gesso esposti da un fiume che li attraversa

L' erosione della valle o del torrente si verifica con il flusso d'acqua continuo lungo una caratteristica lineare. L'erosione è sia verso il basso , approfondendo la valle , sia verso l' alto , estendendo la valle nel fianco della collina, creando tagli di testa e sponde scoscese. Nella prima fase dell'erosione dei torrenti, l'attività erosiva è prevalentemente verticale, le valli hanno una tipica sezione a V e la pendenza del torrente è relativamente ripida. Quando viene raggiunto un certo livello di base , l'attività erosiva passa all'erosione laterale, che allarga il fondovalle e crea una stretta pianura alluvionale. Il gradiente del torrente diventa quasi piatto e la deposizione laterale di sedimenti diventa importante mentre il torrente si snoda attraverso il fondovalle. In tutte le fasi dell'erosione dei corsi d'acqua, l'erosione di gran lunga maggiore si verifica durante i periodi di inondazione, quando è disponibile una quantità maggiore e più rapida di acqua per trasportare un carico di sedimenti maggiore. In tali processi, non è solo l'acqua che erode: particelle abrasive sospese, ciottoli e massi possono anche agire erosivamente mentre attraversano una superficie, in un processo noto come trazione .

L'erosione degli argini è l'usura degli argini di un ruscello o di un fiume. Questo si distingue dai cambiamenti sul letto del corso d'acqua, che è indicato come scrocco . L'erosione e i cambiamenti nella forma degli argini possono essere misurati inserendo aste metalliche nell'argine e segnando la posizione della superficie dell'argine lungo le aste in momenti diversi.

L'erosione termica è il risultato dello scioglimento e dell'indebolimento del permafrost dovuto al movimento dell'acqua. Può verificarsi sia lungo i fiumi che lungo la costa. La rapida migrazione dei canali fluviali osservata nel fiume Lena in Siberia è dovuta all'erosione termica, poiché queste parti delle sponde sono composte da materiali non coesivi cementati con permafrost. Gran parte di questa erosione si verifica quando le banche indebolite falliscono in ampi crolli. L'erosione termica colpisce anche la costa artica , dove l'azione delle onde e le temperature vicino alla costa si combinano per intaccare le scogliere di permafrost lungo la costa e causarne il cedimento. I tassi di erosione annuale lungo un segmento di 100 chilometri (62 miglia) del litorale del Beaufort Sea sono stati in media di 5,6 metri (18 piedi) all'anno dal 1955 al 2002.

La maggior parte dell'erosione fluviale avviene più vicino alla foce di un fiume. Su un'ansa di un fiume, il lato più lungo e meno acuto ha un movimento dell'acqua più lento. Qui si accumulano depositi. Sul lato più stretto e più acuto della curva, c'è acqua che si muove più velocemente, quindi questo lato tende a erodere per lo più.

La rapida erosione da parte di un grande fiume può rimuovere abbastanza sedimenti da produrre un'anticlinale fluviale , poiché il rimbalzo isostatico solleva i letti rocciosi non gravati dall'erosione dei letti sovrastanti.

Erosione delle coste

Piattaforma tagliata a onde causata dall'erosione delle scogliere sul mare, a Southerndown nel Galles del Sud
Erosione del masso di argilla (di età pleistocenica ) lungo le scogliere di Filey Bay, nello Yorkshire, Inghilterra

L'erosione del litorale, che si verifica sia sulle coste esposte che su quelle riparate, si verifica principalmente attraverso l'azione delle correnti e delle onde, ma anche il cambiamento del livello del mare (delle maree) può svolgere un ruolo.

Erosione delle dune marine a Talacre Beach, Wales

L'azione idraulica ha luogo quando l'aria in un giunto viene improvvisamente compressa da un'onda che chiude l'ingresso del giunto. Questo poi lo rompe. Il martellamento dell'onda è quando l'energia pura dell'onda che colpisce la scogliera o la roccia rompe i pezzi. L'abrasione o la corrosione è causata dalle onde che lanciano il carico del mare sulla scogliera. È la forma più efficace e rapida di erosione costiera (da non confondere con la corrosione ). La corrosione è la dissoluzione della roccia da parte dell'acido carbonico nell'acqua di mare. Le scogliere calcaree sono particolarmente vulnerabili a questo tipo di erosione. L'attrito è il punto in cui le particelle/il carico del mare trasportato dalle onde vengono consumati quando si scontrano tra loro e le scogliere. Questo rende il materiale più facile da lavare via. Il materiale finisce come ghiaia e sabbia. Un'altra significativa fonte di erosione, in particolare sulle coste carbonatiche, è la perforazione, il raschiamento e la macinazione degli organismi, un processo chiamato bioerosione .

Il sedimento viene trasportato lungo la costa in direzione della corrente prevalente ( deriva longshore ). Quando l' apporto attuale di sedimenti è inferiore alla quantità trasportata, si verifica l'erosione. Quando la quantità attuale di sedimenti è maggiore, tenderanno a formarsi banchi di sabbia o ghiaia a causa della deposizione . Queste sponde possono migrare lentamente lungo la costa in direzione della deriva longshore, proteggendo ed esponendo alternativamente parti della costa. Dove c'è una curva della costa, molto spesso un accumulo di materiale eroso verifica formando una banca lungo e stretto (uno sputo ). Anche le spiagge corazzate e i banchi di sabbia al largo sommersi possono proteggere parti di una costa dall'erosione. Nel corso degli anni, man mano che le secche si spostano gradualmente, l'erosione può essere reindirizzata per attaccare diverse parti della costa.

L'erosione di una superficie costiera, seguita da un abbassamento del livello del mare, può produrre una morfologia caratteristica chiamata spiaggia rialzata .

Erosione chimica

L'erosione chimica è la perdita di materia in un paesaggio sotto forma di soluti . L'erosione chimica viene solitamente calcolata dai soluti trovati nei corsi d'acqua. Anders Rapp ha aperto la strada allo studio dell'erosione chimica nel suo lavoro su Kärkevagge pubblicato nel 1960.

La formazione di doline e altre caratteristiche della topografia carsica è un esempio di estrema erosione chimica.

ghiacciai

Il Nido del Diavolo ( Pirunpesä ), la più profonda erosione del suolo in Europa , situata a Jalasjärvi , Kurikka , Finlandia
Morene glaciali sopra il Lago Louise , in Alberta, Canada

I ghiacciai si erodono principalmente da tre diversi processi: abrasione/raschiatura, spiumatura e spinta del ghiaccio. In un processo di abrasione, i detriti nel ghiaccio basale raschiano lungo il letto, lucidando e scavando le rocce sottostanti, in modo simile alla carta vetrata sul legno. Gli scienziati hanno dimostrato che, oltre al ruolo svolto dalla temperatura nell'approfondimento della valle, anche altri processi glaciologici, come l'erosione, controllano le variazioni tra le valli. In un modello omogeneo di erosione del substrato roccioso, viene creata una sezione trasversale del canale curvo sotto il ghiaccio. Sebbene il ghiacciaio continui a incidere verticalmente, la forma del canale sotto il ghiaccio alla fine rimane costante, raggiungendo una forma parabolica a forma di U stazionario, come ora vediamo nelle valli ghiacciate . Gli scienziati forniscono anche una stima numerica del tempo necessario per la formazione finale di una valle a forma di U stabile , circa 100.000 anni. In un substrato roccioso debole (contenente materiale più erodibile delle rocce circostanti), al contrario, l'entità dell'eccessiva profondità è limitata perché le velocità del ghiaccio e i tassi di erosione sono ridotti.

I ghiacciai possono anche causare la rottura di pezzi di roccia durante il processo di strappamento. Nella spinta del ghiaccio, il ghiacciaio si congela nel suo letto, quindi mentre si solleva in avanti, sposta grandi lastre di sedimenti congelati alla base insieme al ghiacciaio. Questo metodo ha prodotto alcune delle molte migliaia di bacini lacustri che punteggiano il bordo del Canadian Shield . Le differenze nell'altezza delle catene montuose non sono solo il risultato di forze tettoniche, come il sollevamento delle rocce, ma anche di variazioni climatiche locali. Gli scienziati utilizzano l'analisi globale della topografia per dimostrare che l'erosione glaciale controlla l'altezza massima delle montagne, poiché il rilievo tra le cime delle montagne e il limite delle nevi è generalmente limitato ad altitudini inferiori a 1500 m. L'erosione causata dai ghiacciai in tutto il mondo erode le montagne in modo così efficace che è diventato ampiamente utilizzato il termine sega circolare glaciale , che descrive l'effetto limitante dei ghiacciai sull'altezza delle catene montuose. Man mano che le montagne crescono più in alto, generalmente consentono una maggiore attività glaciale (specialmente nella zona di accumulo sopra l'altitudine della linea di equilibrio glaciale), che causa un aumento dei tassi di erosione della montagna, una diminuzione della massa più rapida di quanto il rimbalzo isostatico possa aggiungere alla montagna. Questo fornisce un buon esempio di un ciclo di feedback negativo . La ricerca in corso sta dimostrando che mentre i ghiacciai tendono a ridurre le dimensioni delle montagne, in alcune aree, i ghiacciai possono effettivamente ridurre il tasso di erosione, agendo come una corazza glaciale . Il ghiaccio non solo può erodere le montagne, ma anche proteggerle dall'erosione. A seconda del regime del ghiacciaio, anche i ripidi terreni alpini possono essere preservati nel tempo con l'aiuto del ghiaccio. Gli scienziati hanno dimostrato questa teoria campionando otto vette delle Svalbard nord-occidentali utilizzando Be10 e Al26, dimostrando che le Svalbard nord-occidentali si sono trasformate da uno stato di erosione glaciale con una temperatura massima glaciale relativamente mite, a uno stato di armatura glaciale occupato da ghiaccio protettivo a base fredda durante temperature dei massimi glaciali molto più fredde con il progredire dell'era glaciale quaternaria.

Questi processi, combinati con l'erosione e il trasporto da parte della rete idrica sotto il ghiacciaio, lasciano dietro di sé forme glaciali come morene , drumlins , morene sotterranee (fino), kames, kame delta, moulins e irregolarità glaciali nella loro scia, tipicamente al capolinea o durante il ritiro del ghiacciaio .

La morfologia della valle glaciale meglio sviluppata sembra essere limitata a paesaggi con bassi tassi di sollevamento delle rocce (inferiori o uguali a 2 mm all'anno) e altorilievi, portando a tempi di rotazione lunghi. Laddove i tassi di sollevamento delle rocce superano i 2 mm all'anno, la morfologia della valle glaciale è stata generalmente modificata in modo significativo nel periodo postglaciale. L'interazione tra erosione glaciale e forzante tettonica governa l'impatto morfologico delle glaciazioni sugli orogeni attivi, sia influenzando la loro altezza, sia alterando i modelli di erosione durante i successivi periodi glaciali attraverso un collegamento tra sollevamento della roccia e forma della sezione trasversale della valle.

Inondazioni

La foce del fiume Seaton in Cornovaglia dopo forti piogge ha causato inondazioni nella zona e ha causato l'erosione di una parte significativa della spiaggia
La foce del fiume Seaton in Cornovaglia, dopo forti piogge, ha causato inondazioni nell'area e ha causato l'erosione di una parte significativa della spiaggia; lasciando al suo posto un alto banco di sabbia

A flussi estremamente elevati, i kolk , o vortici, sono formati da grandi volumi di acqua che scorre rapidamente. Kolks causa un'estrema erosione locale, strappando il substrato roccioso e creando caratteristiche geografiche di tipo buche chiamate bacini scavati nella roccia . Esempi possono essere visti nelle regioni alluvionali derivanti dal lago glaciale Missoula , che ha creato le croste incanalate nella regione del bacino del Columbia a Washington orientale .

Erosione del vento

Árbol de Piedra , una formazione rocciosa nell'Altiplano , Bolivia scolpita dall'erosione del vento

L'erosione del vento è una delle principali forze geomorfologiche , specialmente nelle regioni aride e semi-aride . È anche una delle principali fonti di degrado del suolo, evaporazione, desertificazione, polveri nocive trasportate dall'aria e danni alle colture, specialmente dopo essere stato aumentato molto al di sopra dei tassi naturali da attività umane come la deforestazione , l' urbanizzazione e l' agricoltura .

L'erosione eolica è di due tipi principali: deflazione , in cui il vento raccoglie e porta via le particelle sciolte; e abrasione , dove le superfici si consumano quando vengono colpite da particelle trasportate dall'aria trasportate dal vento. La deflazione è suddivisa in tre categorie: (1) scorrimento superficiale , in cui le particelle più grandi e pesanti scivolano o rotolano lungo il terreno; (2) saltation , dove le particelle vengono sollevate per una breve altezza nell'aria, e rimbalzano e saltano sulla superficie del suolo; e (3) sospensione , dove particelle molto piccole e leggere vengono sollevate nell'aria dal vento e sono spesso trasportate per lunghe distanze. La salatura è responsabile della maggior parte (50-70%) dell'erosione eolica, seguita dalla sospensione (30-40%), e quindi dallo scorrimento superficiale (5-25%).

L'erosione eolica è molto più grave nelle zone aride e durante i periodi di siccità. Ad esempio, nelle Grandi Pianure , si stima che la perdita di suolo dovuta all'erosione del vento possa essere fino a 6100 volte maggiore negli anni di siccità rispetto agli anni di pioggia.

Movimento di massa

Un wadi a Makhtesh Ramon , Israele, che mostra l'erosione da crollo per gravità sulle sue sponde

Il movimento di massa è il movimento verso il basso e verso l'esterno di roccia e sedimenti su una superficie inclinata, principalmente dovuto alla forza di gravità .

Il movimento di massa è una parte importante del processo di erosione ed è spesso il primo stadio nella decomposizione e nel trasporto di materiali alterati nelle aree montuose. Sposta il materiale da quote più elevate a quote più basse dove altri agenti erosivi come torrenti e ghiacciai possono quindi raccogliere il materiale e spostarlo a quote ancora più basse. I processi di movimento di massa si verificano sempre continuamente su tutti i pendii; alcuni processi di movimento di massa agiscono molto lentamente; altri si verificano all'improvviso, spesso con risultati disastrosi. Qualsiasi movimento percettibile di roccia o sedimento verso il basso viene spesso definito in termini generali come una frana . Tuttavia, le frane possono essere classificate in un modo molto più dettagliato che riflette i meccanismi responsabili del movimento e la velocità con cui si verifica il movimento. Una delle manifestazioni topografiche visibili di una forma molto lenta di tale attività è un ghiaione .

Il crollo si verifica sui pendii ripidi, che si verificano lungo zone di frattura distinte, spesso all'interno di materiali come l' argilla che, una volta rilasciata, può spostarsi abbastanza rapidamente in discesa. Spesso mostreranno una depressione isostatica a forma di cucchiaio, in cui il materiale ha iniziato a scivolare verso il basso. In alcuni casi, il crollo è causato dall'acqua sotto il pendio che lo indebolisce. In molti casi è semplicemente il risultato di una scarsa ingegneria lungo le autostrade dove è un evento normale.

Lo scorrimento superficiale è il lento movimento del suolo e dei detriti rocciosi per gravità che di solito non è percepibile se non attraverso un'osservazione estesa. Tuttavia, il termine può anche descrivere il rotolamento di particelle di suolo dislocate da 0,5 a 1,0 mm (da 0,02 a 0,04 pollici) di diametro dal vento lungo la superficie del suolo.

Fattori che influenzano i tassi di erosione

Clima

La quantità e l'intensità delle precipitazioni è il principale fattore climatico che regola l'erosione del suolo da parte dell'acqua. La relazione è particolarmente forte se le precipitazioni abbondanti si verificano in momenti o in luoghi in cui la superficie del suolo non è ben protetta dalla vegetazione . Questo potrebbe essere durante i periodi in cui le attività agricole lasciano il suolo nudo, o nelle regioni semi-aride dove la vegetazione è naturalmente scarsa. L'erosione eolica richiede venti forti, in particolare durante i periodi di siccità quando la vegetazione è scarsa e il suolo è secco (e quindi è più erodibile). Anche altri fattori climatici come la temperatura media e l'escursione termica possono influenzare l'erosione, attraverso i loro effetti sulla vegetazione e sulle proprietà del suolo. In generale, data la vegetazione e gli ecosistemi simili, ci si aspetta che le aree con più precipitazioni (soprattutto precipitazioni ad alta intensità), più vento o più tempeste abbiano più erosione.

In alcune aree del mondo (ad es. gli Stati Uniti centro-occidentali ), l'intensità delle precipitazioni è il principale determinante dell'erosività (per una definizione di controllo dell'erosività ), con precipitazioni di maggiore intensità che generalmente determinano una maggiore erosione del suolo da parte dell'acqua. Anche la dimensione e la velocità delle gocce di pioggia sono un fattore importante. Le gocce di pioggia più grandi e più veloci hanno una maggiore energia cinetica , e quindi il loro impatto sposta le particelle del suolo di distanze maggiori rispetto alle gocce di pioggia più piccole e più lente.

In altre regioni del mondo (ad esempio l'Europa occidentale ), il deflusso e l'erosione derivano da intensità relativamente basse di precipitazioni stratiformi che cadono sul suolo precedentemente saturo. In tali situazioni, la quantità di pioggia piuttosto che l'intensità è il fattore principale che determina la gravità dell'erosione del suolo da parte dell'acqua. Secondo le proiezioni sui cambiamenti climatici, l'erosione aumenterà in modo significativo in Europa e l'erosione del suolo potrebbe aumentare del 13-22,5% entro il 2050

A Taiwan , dove la frequenza dei tifoni è aumentata in modo significativo nel 21° secolo, è stato tracciato un forte legame tra l'aumento della frequenza delle tempeste con un aumento del carico di sedimenti nei fiumi e nei bacini idrici, evidenziando gli impatti che i cambiamenti climatici possono avere sull'erosione.

Copertura vegetativa

La vegetazione funge da interfaccia tra l'atmosfera e il suolo. Aumenta la permeabilità del suolo all'acqua piovana, diminuendo così il deflusso. Protegge il suolo dai venti, il che si traduce in una diminuzione dell'erosione eolica e in cambiamenti vantaggiosi del microclima. Le radici delle piante legano insieme il terreno e si intrecciano con altre radici, formando una massa più solida e meno suscettibile all'erosione sia dell'acqua che del vento. La rimozione della vegetazione aumenta il tasso di erosione superficiale.

Topografia

La topografia del terreno determina la velocità alla quale scorrerà il deflusso superficiale , che a sua volta determina l'erosività del deflusso. I pendii più lunghi e ripidi (specialmente quelli senza un'adeguata copertura vegetativa) sono più suscettibili a tassi di erosione molto elevati durante le piogge abbondanti rispetto ai pendii più corti e meno ripidi. Il terreno più ripido è anche più soggetto a smottamenti, frane e altre forme di processi di erosione gravitazionale.

Tettonica

I processi tettonici controllano i tassi e la distribuzione dell'erosione sulla superficie terrestre. Se l'azione tettonica provoca l'innalzamento o l'abbassamento di parte della superficie terrestre (es. una catena montuosa) rispetto alle aree circostanti, ciò deve necessariamente modificare il gradiente della superficie terrestre. Poiché i tassi di erosione sono quasi sempre sensibili alla pendenza locale (vedi sopra), questo cambierà i tassi di erosione nell'area sollevata. La tettonica attiva porta in superficie anche la roccia fresca e non erosa, dove è esposta all'azione dell'erosione.

Tuttavia, l'erosione può anche influenzare i processi tettonici. La rimozione per erosione di grandi quantità di roccia da una particolare regione, e la sua deposizione altrove, può comportare un alleggerimento del carico sulla crosta inferiore e sul mantello . Poiché i processi tettonici sono guidati da gradienti nel campo di stress sviluppato nella crosta, questo scarico può a sua volta causare sollevamento tettonico o isostatico nella regione. In alcuni casi, è stato ipotizzato che questi feedback gemelli possano agire per localizzare e potenziare zone di esumazione molto rapida di rocce crostali profonde sotto luoghi sulla superficie terrestre con tassi di erosione estremamente elevati, ad esempio sotto il terreno estremamente ripido del Nanga Parbat nell'Himalaya occidentale . Tale luogo è stato chiamato " aneurisma tettonico ".

Sviluppo

Lo sviluppo del suolo umano, in forme che includono lo sviluppo agricolo e urbano, è considerato un fattore significativo nell'erosione e nel trasporto di sedimenti , che aggravano l'insicurezza alimentare . A Taiwan, gli aumenti del carico di sedimenti nelle regioni settentrionali, centrali e meridionali dell'isola possono essere monitorati con la cronologia di sviluppo per ciascuna regione nel corso del XX secolo. La rimozione intenzionale di suolo e roccia da parte dell'uomo è una forma di erosione che è stata chiamata lisasion .

Erosione a varie scale

catene montuose

È noto che le catene montuose impiegano molti milioni di anni per erodere fino al punto in cui cessano effettivamente di esistere. Gli studiosi Pitman e Golovchenko stimano che occorrono probabilmente più di 450 milioni di anni per erodere una massa montuosa simile all'Himalaya in un penepiano quasi piatto se non ci sono grandi cambiamenti del livello del mare . L'erosione dei massicci montuosi può creare uno schema di cime ugualmente alte chiamato accordo sommitale . È stato sostenuto che l' estensione durante il collasso post-orogenico è un meccanismo più efficace per abbassare l'altezza delle montagne orogeniche rispetto all'erosione.

Esempi di catene montuose fortemente erose includono i Timanidi della Russia settentrionale. L'erosione di questo orogeno ha prodotto sedimenti che ora si trovano nella piattaforma dell'Europa orientale , inclusa la formazione Cambriana Sblya vicino al lago Ladoga . Gli studi su questi sedimenti indicano che è probabile che l'erosione dell'orogeno sia iniziata nel Cambriano e si sia poi intensificata nell'Ordoviciano .

suoli

Se il tasso di erosione è superiore al tasso di formazione del suolo, i suoli vengono distrutti dall'erosione. Laddove il suolo non viene distrutto dall'erosione, in alcuni casi l'erosione può impedire la formazione di caratteristiche del suolo che si formano lentamente. Gli inceptisol sono terreni comuni che si formano in aree di rapida erosione.

Mentre l'erosione dei suoli è un processo naturale, le attività umane sono aumentate di 10-40 volte la velocità con cui l'erosione si sta verificando a livello globale. L'erosione eccessiva (o accelerata) causa problemi sia "in loco" che "fuori sito". Gli impatti in loco includono diminuzioni della produttività agricola e (sui paesaggi naturali ) collasso ecologico , entrambi a causa della perdita degli strati superiori del suolo ricchi di nutrienti . In alcuni casi, il risultato finale è la desertificazione . Gli effetti fuori sito includono la sedimentazione dei corsi d'acqua e l' eutrofizzazione dei corpi idrici, nonché i danni causati dai sedimenti a strade e case. L'erosione dell'acqua e del vento sono le due cause primarie del degrado del suolo ; insieme, sono responsabili di circa l'84% dell'estensione globale dei terreni degradati , rendendo l'erosione eccessiva uno dei problemi ambientali più significativi .

Negli Stati Uniti, gli agricoltori che coltivano terreni altamente erodibili devono rispettare un piano di conservazione per poter beneficiare di determinate forme di assistenza agricola.

Conseguenze dell'erosione del suolo provocata dall'uomo

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

link esterno