地下水の浸食
地下水の浸食は地形侵食過程の一種で、一定の地点でほぼ一定の流体の流出に反応して水路が前方へ移動する。一定の水の流れによって細かい堆積物が押しのけられ、岩石が物理的・化学的に風化される。[ 1 ]地下水の浸食によってできたと思われる谷は、イギリス、コロラド、ハワイ、ニュージーランドなど世界中に見られる。[ 2 ]しかし、雨水流出、滝壺のアンダーカット、地下水位の変化、地下水の流れの不安定さなどの現象があるため、地形を地下水の浸食のみで形成されたと特徴付けることは難しい。[ 1 ]地下流体の流出のみでできた排水路の例は、海岸の前浜で見ることができる。波によって陸地に運ばれた水と砂の波が海に向かって引くにつれて、水膜は薄くなり、砂の上に菱形の模様を形成します。菱形の頂点には小さな扇状地が形成され、最終的に斜面を下りてきた残りの逆流水によって供給されます。扇状地の側面に沿って、ミリメートル幅のリル状の水路が前方に向かって形成され始めます。これらの小さな水路網の形成は、最後の逆流が消散したときに最高潮に達します。[ 1 ]
これは、ラバカなどの峡谷 の形成に関わる過程の一つです。地下水の浸食は、箱型の「劇場型」の頭壁を持つ、比較的均一な幅を持つ急勾配のU字型谷を形成する傾向があります。これは、地表流によって形成される、より一般的な分岐または樹枝状のV字型谷とは対照的です。V字型谷は、源流から離れるにつれて幅が広くなります。火星の谷や水路網の浸食は、地下水の浸食によって引き起こされたと示唆されていますが、研究によると、地下水だけではこれらの峡谷の形成に必要な物質を掘削・運搬することはできないことが示されています。[ 3 ]
地形学と地質学
地下水の浸食は、透水性砂岩で典型的に発生します。透水性砂岩は、地下水位が高く、その下には不透水性層が存在します。水は垂直方向の移動能力が制限されているため、横方向への移動を余儀なくされ、最終的に地表に浸透します。地下水の浸食によって形成された谷には、石灰岩、シルト岩、頁岩も見られます。[ 4 ]
特徴的な地形
地下水の浸食によって生じた特徴的な地形は、「劇場型」の水路頭部と「U 字型」の谷で、幅は一定で谷壁は急峻です。[ 5 ]基底岩が弱くなると、より抵抗力のある上層を支えることができなくなり、谷頭部と側壁が内側に崩壊します。[ 5 ]劇場型の水路頭部は、浸透帯より下の低レベルの岩石に比べて比較的乾燥した張り出した側壁が特徴です。[ 2 ]劇場頭部の発達は、「地下水の流れの方向、節理と断層、透水性のコントラスト、地層の傾斜と傾斜角、地層の凝集性」に関連しています。[ 4 ]浸食によって作られた水路と谷の形態は、地域規模の地質に大きく依存しており、他のプロセスによって作られた地形と区別するのが難しい場合があります。化学沈殿物は、谷や水路が浸食の結果として形成された可能性があることを示唆する地下水流出の指標として使用することもできます。このような手がかりは、現在排水が行われていない地域では重要です。[ 4 ]
著名なランドマーク
コロラド高原
コロラド川の近くには、多くの「自然の円形劇場」が見られます。この地域では、地下水位が高かった過去には、水汲みがより頻繁に行われていたと考えられています。気候の変化とそれに伴う降水量、あるいはコロラド川の浸食が、地下水位の変化を引き起こしたと考えられる2つの要因です。[ 4 ]
火星
火星では、短く、川のような深い溝が観測されています。地球上で地下水の浸食によって形成された谷と非常によく似ており、火星の谷の発見をきっかけに、浸食のプロセスをより深く理解するための多くの研究が行われています。[ 6 ]
参照
参考文献
- ^ a b cヒギンズ, CG (1984). 「パイピングとサッピング：地下水流出による地形の発達」. ラフルアー, RG (編).地質学的因子としての地下水. ボストン, マサチューセッツ州: アレン・アンド・アンウィン. pp. 18– 58.
- ^ a b Nash, DJ (1996). 「イングランド、ノースヨークシャー州ハックネスヒルズにおける地下水浸食と谷の発達」.地球表層プロセスと土地形態. 21 (9) (第9版): 781– 795. Bibcode : 1996ESPL...21..781N . doi : 10.1002/(sici)1096-9837(199609)21:9<781::aid-esp616>3.0.co;2-o .
- ^ Lamb, MP; Dietrich, WE; Aciego, SM; Depaolo, DJ; Manga, M. (2008). 「巨大洪水によるアイダホ州ボックスキャニオンの形成：地球と火星の浸透侵食への影響」（PDF） . Science . 320 (5879): 1067– 1070. Bibcode : 2008Sci...320.1067L . doi : 10.1126/science.11 56630. PMID 18497296. S2CID 30609556 .
- ^ a b c dローゼンベリー、ドナルド。「コロラド大学」。地下水の浸食と天然円形劇場の生成。
- ^ a b Kochel, RC; Piper, JF (1986). 「ハワイの大規模渓谷の形態：地下水浸食の証拠と火星の渓谷との比較」. Journal of Geophysical Research . 91 (B13): 175– 192. Bibcode : 1986JGR....91E.175K . doi : 10.1029/jb091ib13p0e175 .
- ^ Gulick, VC (2001). 「火星の谷間ネットワークの起源：水文学的視点」.地形学. 37 ( 3–4 ): 241– 268. Bibcode : 2001Geomo..37..241G . doi : 10.1016/s0169-555x(00)00086-6 . hdl : 2060/20000092094 .
外部リンク
- 地下水浸食のシミュレーション
- アラン・D・ハワード、「序論：火星と地球における地下水浸食」コロラド高原の浸食特性、ADハワード、RCコッヘル、HRホルト編、NASA SP-491、p. 1-5（1988年）
- Julie E. Laity および Michael C. Malin、「コロラド高原における掘削プロセスと劇場型谷ネットワークの発達」、アメリカ地質学会誌: 第 96 巻、第 2 号 (1985 年)、pp. 203–217 (要約)。
- Stepinski, TF; Coradetti, S. (2004). 「積分幾何学とニューラルマップを用いた火星と地球の流域形態の比較」 .地球物理学研究論文集. 31 (15): L15604. Bibcode : 2004GeoRL..3115604S . doi : 10.1029/2004GL020359 . S2CID 26509302 .
- Lou, W. (2000). 「測量的手法による地下水浸食地形の定量化」 . Journal of Geophysical Research . 105 (1): 1685– 1694. Bibcode : 2000JGR...105.1685L . doi : 10.1029/1999je001096 .
