Loess - Loess

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Loess a Vicksburg , Mississippi , Stati Uniti

Loess ( US : / l ɛ s , l . Ə s , l ʌ s / , UK : / l ɜː s / ; da tedesco Löss [Loes] ) è un clastica , prevalentemente limo -sized sedimento che è formata da un accumulo di polvere trasportata dal vento. Il dieci per cento della superficie terrestre della Terra è coperto da depositi di loess o simili.

Loess è un sedimento eolico (trasportato dal vento) costituito da un accumulo di: venti percento o meno di argilla e l'equilibrio principalmente parti uguali di sabbia e limo tipicamente da 20 a 50 micrometri per particella spesso cementate in modo lasco dal carbonato di calcio . Di solito è omogeneo e altamente poroso ed è attraversato da capillari verticali che permettono al sedimento di fratturarsi e formare scogliere verticali.

Proprietà

Loess vicino a Hunyuan , Datong , Shanxi , Cina

Il loess è omogeneo , poroso , friabile , giallo pallido o fulvo , leggermente coerente , tipicamente non stratificato e spesso calcareo . I grani di loess sono spigolosi con poca lucidatura o arrotondamento e composti da cristalli di quarzo , feldspato , mica e altri minerali . Loess può essere descritto come un terreno ricco e polveroso.

I depositi di loess possono diventare molto spessi, più di cento metri nelle aree della Cina nordoccidentale e decine di metri in alcune parti degli Stati Uniti del Midwest. Generalmente si presenta come un deposito di coperta che copre aree di centinaia di chilometri quadrati e spesse decine di metri.

Loess spesso si trova in pareti ripide o verticali. Poiché i chicchi sono angolari, il loess rimarrà spesso negli argini per molti anni senza crollare . Questo terreno ha una caratteristica chiamata scissione verticale che lo rende facilmente scavato per formare abitazioni rupestri, un metodo popolare per creare abitazioni umane in alcune parti della Cina. Loess si eroderà molto facilmente.

In diverse aree del mondo, si sono formate creste di loess allineate con i venti dominanti durante l'ultimo massimo glaciale . Questi sono chiamati " paha ridges" in America e "greda ridges" in Europa . La forma di queste dune di loess è stata spiegata da una combinazione di condizioni del vento e della tundra .

Etimologia

La parola loess , con connotazioni di origine per accumulo depositato dal vento, è arrivata in inglese dal tedesco Löss , che può essere fatto risalire al tedesco svizzero ed è affine alla parola inglese loose e alla parola tedesca los . Fu applicato per la prima volta al loess della valle del fiume Reno intorno al 1821.

Storia della ricerca

Il termine "Löß" fu descritto per la prima volta nell'Europa centrale da Karl Cäsar von Leonhard (1823-1824) che riferì di depositi limosi e marroni giallastri lungo la valle del Reno vicino a Heidelberg . Charles Lyell (1834) portò questo termine ad un uso diffuso osservando somiglianze tra i derivati ​​del loess e del loess lungo le scogliere del loess nel Reno e nel Mississippi. A quel tempo si pensava che il sedimento ricco di limo bruno-giallastro fosse di origine fluviale depositata dai grandi fiumi. Fu solo alla fine del XIX secolo che l' origine eoliana del loess fu riconosciuta (Virlet D'Aoust 1857), in particolare le convincenti osservazioni del loess in Cina di Ferdinand von Richthofen (1878). Da allora è stato pubblicato un numero enorme di articoli, concentrandosi sulla formazione di loess e sulle sequenze di loess / paleosol (terreno più vecchio sepolto sotto i depositi) come archivi dei cambiamenti climatici e ambientali. Questi lavori di conservazione dell'acqua sono stati eseguiti in modo estensivo in Cina e la ricerca sul loess in Cina è proseguita dal 1954 (Liu TS, Loess e l'ambiente)

Sono stati compiuti molti sforzi per stabilire le stratigrafie di loess regionali e locali e la loro correlazione (Kukla 1970, 1975, 1977). Ma anche la posizione cronostratigrafica dell'ultimo suolo interglaciale correlato al sottofase 5e dell'isotopo marino è stata oggetto di dibattito, a causa della mancanza di datazioni numeriche robuste e affidabili, come riassunto ad esempio in Zöller et al. (1994) e Frechen, Horváth & Gábris (1997) rispettivamente per la stratigrafia del loess austriaca e ungherese.

Dagli anni '80 sono disponibili datazioni con termoluminescenza (TL), luminescenza stimolata otticamente (OSL) e luminescenza stimolata a infrarossi (IRSL) che offrono la possibilità di datare il tempo di deposizione di loess (polvere), ovvero il tempo trascorso dall'ultima esposizione del minerale grani alla luce del giorno. Negli ultimi dieci anni, la datazione con luminescenza è notevolmente migliorata grazie a nuovi miglioramenti metodologici, in particolare lo sviluppo di protocolli di rigenerazione (SAR) a singola aliquota (Murray & Wintle 2000) che hanno determinato età (o stime dell'età) affidabili con un'accuratezza fino a 5 e 10 % per l' ultimo record glaciale . Più recentemente, la datazione con luminescenza è diventata anche una tecnica di datazione robusta per il penultimo e il terzultimo loess glaciale (ad esempio Thiel et al.2011, Schmidt et al.2011) consentendo una correlazione affidabile delle sequenze di loess / paleosol per almeno gli ultimi due interglaciali / cicli glaciali in tutta Europa e nell'emisfero settentrionale (Frechen 2011). Inoltre, la datazione numerica fornisce la base per la ricerca quantitativa del loess applicando metodi più sofisticati per determinare e comprendere dati proxy ad alta risoluzione, come il contenuto di paleodust dell'atmosfera, le variazioni dei modelli di circolazione atmosferica e dei sistemi del vento, la paleoprecipitazione e la paleotemperatura.

Oltre ai metodi di datazione con luminescenza, l'uso della datazione al radiocarbonio nel loess è aumentato negli ultimi decenni. I progressi nei metodi di analisi, strumentazione e perfezionamento della curva di calibrazione del radiocarbonio hanno permesso di ottenere età affidabili dai depositi di loess per gli ultimi 40-45 ka. Tuttavia, l'uso di questo metodo si basa sulla ricerca di materiale organico in situ adatto in depositi come carbone, semi, granuli di lombrichi o gusci di lumaca.

Formazione

Secondo Pye (1995), quattro requisiti fondamentali sono necessari per la formazione di loess: una sorgente di polvere, un'adeguata energia eolica per trasportare la polvere, un'adeguata area di accumulo e una quantità di tempo sufficiente.

Loess periglaciale

Loess periglaciale (glaciale) deriva dalle pianure alluvionali dei fiumi glaciali intrecciati che trasportavano grandi volumi di acqua di fusione glaciale e sedimenti dallo scioglimento annuale delle lastre di ghiaccio continentali e delle calotte glaciali di montagna durante la primavera e l'estate. Durante l'autunno e l'inverno, quando lo scioglimento dei fogli di ghiaccio e delle calotte di ghiaccio cessò, il flusso dell'acqua di fusione lungo questi fiumi cessò o si ridusse notevolmente. Di conseguenza, gran parte delle pianure alluvionali precedentemente sommerse e prive di vegetazione di questi fiumi intrecciati si è prosciugata ed è stata esposta al vento. Poiché queste pianure alluvionali sono costituite da sedimenti contenenti un alto contenuto di limo e argilla simili a farina glaciale , erano altamente suscettibili alla vagliatura dei loro limi e argille da parte del vento. Una volta trascinate dal vento, le particelle venivano poi depositate sottovento. I depositi di loess trovati lungo entrambi i lati della valle alluvionale del fiume Mississippi sono un classico esempio di loess periglaciale.

Durante il Quaternario , sedimenti simili a loess e loess si sono formati in ambienti periglaciali su aree scudo medio-continentali in Europa e Siberia, ai margini di alte catene montuose come in Tagikistan e sui margini semi-aridi di alcuni deserti di pianura come in Cina.

In Inghilterra, il loess periglaciale è anche conosciuto come brickearth .

Non glaciale

Loess non glaciale può provenire da deserti , campi di dune , laghi di playa e cenere vulcanica .

Alcuni tipi di loess non glaciale sono:

  • Loess del deserto prodotto dall'attrito eolico dei grani di quarzo;
  • Loess vulcanico in Ecuador e Argentina;
  • Loess tropicale in Argentina, Brasile e Uruguay;
  • Loess di gesso in Spagna;
  • Aliseo loess in Venezuela e Brasile;
  • Loess anticiclonico in Argentina.

Gli spessi depositi di loess cinesi sono loess non glaciali essendo stati soffiati dai deserti nel nord della Cina. Il loess che copre le Grandi Pianure del Nebraska , Kansas e Colorado è considerato un loess del deserto non glaciale. Loess del deserto non glaciale si trova anche in Australia e in Africa.

Fertilità

Loess tende a svilupparsi in terreni molto ricchi. In condizioni climatiche appropriate, è uno dei terreni più produttivi dal punto di vista agricolo del mondo.

I terreni sottoposti a loess tendono ad essere eccessivamente drenati. I granuli fini meteo rapidamente a causa della loro grande superficie, rendendo suolo derivante da ricchi loess. Una teoria afferma che la fertilità dei suoli di loess è dovuta in gran parte alla capacità di scambio cationico (la capacità delle piante di assorbire i nutrienti dal suolo) e alla porosità (lo spazio pieno d'aria nel suolo). La fertilità del loess non è dovuta al contenuto di sostanza organica, che tende ad essere piuttosto basso, a differenza dei suoli tropicali che derivano la loro fertilità quasi interamente dalla materia organica.

Anche i terreni agricoli di loess ben gestiti possono subire un'erosione drammatica di ben oltre 2,5 kg / m 2 all'anno. In Cina i depositi di loess che danno il colore al fiume Giallo sono stati coltivati ​​e hanno prodotto raccolti fenomenali per oltre mille anni. I venti raccolgono particelle di loess, contribuendo al problema dell'inquinamento delle polveri asiatiche . Il più grande giacimento di loess negli Stati Uniti, le Loess Hills lungo il confine tra Iowa e Nebraska, è sopravvissuto all'agricoltura intensiva e alle cattive pratiche agricole . Per quasi 150 anni, questo deposito di loess è stato coltivato con aratri verso versoio e arato a caduta, entrambi intensamente erosivi. A volte ha subito tassi di erosione di oltre 10 chilogrammi per metro quadrato all'anno. Oggi questo deposito di loess viene lavorato come a bassa o no in tutte le aree ed è aggressivamente terrazzato .

Ampie aree di depositi di loess e suoli

Asia centrale

Dal Tagikistan meridionale fino ad Almaty , in Kazakistan , si estende un'area di molteplici depositi di loess.

Asia orientale

Cina

L' altopiano di Loess ( cinese semplificato : 黄土高原 ; cinese tradizionale : 黃土高原 ; pinyin : Huángtǔ Gāoyuán ), noto anche come altopiano di Huangtu, è un altopiano che copre un'area di circa 640.000 km 2 intorno al tratto medio e alto della Cina ' s Yellow River . Il fiume Giallo era così chiamato perché il loess che formava le sue rive dava una tinta giallastra all'acqua. Il suolo di questa regione è stato definito il "suolo più altamente erodibile sulla terra". L'altopiano del Loess e il suo suolo polveroso coprono quasi tutte le province di Shanxi , Shaanxi e Gansu , la regione autonoma di Ningxia Hui e parti di altre.

Europa

I depositi di loess di vario spessore (da decimetri a diverse decine di metri) sono ampiamente distribuiti nel continente europeo. La cintura del loess nordeuropea si estende dall'Inghilterra meridionale e dalla Francia settentrionale fino alla Germania , alla Polonia e all'Ucraina meridionale ei depositi sono caratterizzati da forti influenze delle condizioni periglaciali . Loess dell'Europa sudorientale si deposita principalmente in situazioni simili a plateau nei bacini del Danubio , probabilmente derivato dal sistema del fiume Danubio. Nell'Europa sudoccidentale, i derivati ​​del loess trasferiti sono per lo più limitati alla valle dell'Ebro e alla Spagna centrale .

Nord America

stati Uniti

Mappa che mostra la distribuzione del loess negli Stati Uniti.

La Loess Hills of Iowa devono la loro fertilità alla prateria topsoils costruiti da 10.000 anni di accumulo post-glaciale di arricchimento organico humus come conseguenza di un persistente pascoli bioma . Quando il prezioso terriccio A-horizon è eroso o degradato, il terreno loess sottostante è sterile e richiede l'aggiunta di fertilizzante per sostenere l' agricoltura .

Il loess lungo il fiume Mississippi vicino a Vicksburg , Mississippi , è costituito da tre strati. Il Loess di Peoria , il Loess dell'isola siciliana e il Loess della cresta di Crowley si sono accumulati in diversi periodi di tempo durante il Pleistocene . I terreni antichi, chiamati paleosol , si sono sviluppati nella parte superiore dell'isola siciliana di Loess e del Loess Ridge di Crowley. Il loess più basso, il Crowley's Ridge Loess, si è accumulato durante il tardo stadio di Illinois . Il loess medio, loess dell'isola siciliana, si è accumulato durante la fase iniziale del Wisconsin . Il loess più in alto, il Peoria Loess, in cui si è sviluppato il terreno moderno, si è accumulato durante la tarda fase del Wisconsin. I resti di animali includono gasteropodi terrestri e mastodonti .

Oceania

Nuova Zelanda

Ampie aree di loess si verificano in Nuova Zelanda, comprese le pianure di Canterbury e nella penisola di Banks . La base della stratigrafia del loess fu introdotta da John Hardcastle nel 1890.

Sud America

Argentina

Gran parte dell'Argentina è coperta da loess. Due aree di loess si distinguono solitamente in Argentina: il loess neotropicale a nord di 30 ° di latitudine S e il loess pampean.

Il loess neotropicale è fatto di limo o argilla limosa. Rispetto al loess pampean, il loess neotropicale è povero di quarzo e carbonato di calcio . La regione di origine di questo loess è considerata da alcuni scienziati come aree di depositi fluvio-glaciali ai piedi delle Ande formate dalla calotta glaciale della Patagonia . Altri ricercatori sottolineano l'importanza del materiale vulcanico nel loess neotropicale.

Il loess pampean è sabbioso o fatto di sabbia limosa.

Guarda anche

  • Börde - Regioni del loess della Germania settentrionale
  • Gäue - Regioni del loess della Germania meridionale
  • Loam  - Suolo composto proporzioni simili di sabbia e limo, e alquanto meno argilla

Riferimenti

Questo articolo incorpora il testo CC-BY-3.0 dal riferimento

Ulteriore lettura

  • Smalley, IJ (editore) 1975. Loess Lithology & Genesis . Geologia di riferimento 26. Dowden, Hutchinson & Ross 454pp.
  • Smalley, IJ 1980. Loess: A Partial Bibliography . Geobooks / Elsevier. ISBN   0 86094 036 5 . 103pp.
  • Rozycki, SZ 1991. Loess and Loess-like Deposits . Ossolineum Wroclaw ISBN   83-04-03745-9 . 187pp.

link esterno