アンティデューン

反砂丘は河川やその他の水路のある環境で見られるベッドフォームです。反砂丘は超臨界流で発生します。つまり、フルード数が 1.0 より大きいか、流速が波の速度を超えています。これは上流流域とも呼ばれます。反砂丘では、堆積物は上流 (ストス) 側に堆積し、下流 (風下) 側から侵食されます。これは、下流流域のベッドフォームとは逆です。その結果、反砂丘は上流方向、つまり流れと反対方向に移動します。反砂丘は同位相ベッドフォームと呼ばれ、水面の高さがベッドの高さを模倣します。これは、超臨界流域によるものです。反砂丘ベッドフォームは急速に進化し、上流に移動するにつれて振幅が大きくなります。水面で生じる波も振幅が大きくなります。その波が不安定になり、砕けて下流に流されると、反砂丘ベッドフォームの大部分が破壊される可能性があります。

形成

反砂丘は、通常、流速の速い浅い地域の河川環境で見られます。低流域のさざ波や砂丘とは異なり、反砂丘は一般に対称で、流れの方向と反対に移動します。反砂丘は急速に発達し、流れに逆らって移動するにつれて振幅が大きくなります。反砂丘上の表面波が不安定になり、崩壊すると (表面波の振幅が波長の 1/7 に達すると)、反砂丘のベッドフォームの大部分が破壊され、堆積物が下流に運ばれます。

反砂丘は、海岸を横切って海に流れ込む小川でよく見られます。水路研究では、混濁流のような密度流の下の海底環境でも反砂丘が発生する可能性があることが示されています。反砂丘は、その流動様式に特徴的な堆積構造を形成し、堆積地質学者は過去の流動条件を理解することができます。一般に下流傾斜の交差成層を形成する砂丘やさざ波などの低流動様式のベッドフォームとは異なり、反砂丘は、低角度の下流傾斜地層と上流傾斜地層の混合物を形成します。反砂丘は上流に移動しますが、上流傾斜の交差成層は反砂丘または上流の流動様式条件を示すものではありません。フルード数が十分に高い場合、反砂丘の代わりに周期的なステップが形成されることがあります。 ^[1]

反砂丘が上流へ移動する理由は、谷底では水流が浅く速く、山頂では水流が遅くなり深くなるためです。その結果、谷底から山頂にかけてはせん断応力が減少して堆積が起こり、山頂から谷底にかけてはせん断応力が増加して侵食が起こります。流れの慣性により、せん断応力の最大値と最小値は谷底と山頂のわずかに下流に移動します。これにより、谷底で侵食が起こり、山頂で堆積が起こるにつれて、時間とともに河床形状が拡大します。

クリストファー・R・フィールディングは、砂丘の形成と気候の間に関連があることを観察しました。雨季が極端に長く、流出水が発生する気候では、小川や川の流速が速くなり、上流域の砂丘が形成される可能性が高まります。^[2] これは、現代の砂丘の形成と破壊を示すビデオです。

歴史

1899 年、反砂丘の最初の記述が王立地理学会でヴォーン・コーニッシュによって発表された。彼は、水が下流に流れる際に波が発生し、それが上流に伝わって砂やその他の物質を堆積させることを観察した。この観察は、後に 1908 年にジョン・S・オーエンズによって検証された。反砂丘という用語は、1914 年に米国地質調査所の専門論文「流水による瓦礫の輸送」でGK ギルバートによって造られた。 ^[3]彼はこの報告書を EC マーフィーと共同で執筆し、反砂丘と定常波に関する記述は、コーニッシュとオーエンズの以前の報告書を拡張したものである。彼らの情報は、米国地質調査所が後援した実験室調査中に収集された。反砂丘の分析的記述を試みた最初の人物は、1942 年のウォルター・B・ラングバインである。彼はギルバートの結果に次元解析を適用し、フルード数と速度および水力半径の関係を使用して遷移点を導き出した。^[4]

参考文献

^ Cartigny, Matthieu JB; Postma, George; Van Den Berg, Jan H.; Mastbergen, Dick R. (2011-02-15). 「形状、内部構造、数値モデリングに基づく堆積波と周期的ステップの比較研究」.海洋地質学. 280 (1–4): 40–56. Bibcode :2011MGeol.280...40C. doi : 10.1016/j.margeo.2010.11.006 . ISSN 0025-3227.
^ Fielding, 2006、「上流域のシート、レンズ、洗掘充填物：河川堆積体の建築要素の範囲の拡張」、Sedimentary Geology、v. 190、p. 227-240。
^ Gilbert, GK (1914)、「流水による瓦礫の輸送」米国地質調査所専門論文第86号。
^ ケネディ、ジョン F. (1961) 定常波と沖積河道の反砂丘。技術レポート。カリフォルニア工科大学、パサデナ、カリフォルニア州、米国。ch 1。p. 1-8

柳下耕司；平朝彦（1989）．「実験室用アンチデューンの粒織物」。堆積学。36 (6): 1001。ビブコード:1989Sedim..36.1001Y。土井：10.1111/j.1365-3091.1989.tb01537.x。
ミドルトン、GV、大きな水路内のアンチデューン交差層理
AILSA ALLABY と MICHAEL ALLABY。「アンチデューン」地球科学辞典。1999 年。Encyclopedia.com。2010 年 10 月 7 日 <[1]。
地球物理学研究ジャーナル、2009年、第114巻、F4号
https://web.archive.org/web/20110710201741/http://fluidflow.es-designs.com/?p=219

外部リンク

https://web.archive.org/web/20081011003303/http://radio.weblogs.com/0100021/stories/2002/03/06/sedimentTransportInAntidun.html
https://web.archive.org/web/20110710201132/http://fluidflow.es-designs.com/?p=150
https://web.archive.org/web/20110710201620/http://fluidflow.es-designs.com/?p=155
https://web.archive.org/web/20110710201702/http://fluidflow.es-designs.com/?p=159
https://web.archive.org/web/20080908004604/http://radio.weblogs.com/0100021/categories/antidunes/2002/06/13.html
https://web.archive.org/web/20110710201741/http://fluidflow.es-designs.com/?p=219

[1] Cartigny, Matthieu JB; Postma, George; Van Den Berg, Jan H.; Mastbergen, Dick R. (2011-02-15). 「形状、内部構造、数値モデリングに基づく堆積波と周期的ステップの比較研究」.海洋地質学. 280 (1–4): 40–56. Bibcode :2011MGeol.280...40C. doi : 10.1016/j.margeo.2010.11.006 . ISSN 0025-3227.

[2] Fielding, 2006、「上流域のシート、レンズ、洗掘充填物：河川堆積体の建築要素の範囲の拡張」、Sedimentary Geology、v. 190、p. 227-240。

[3] Gilbert, GK (1914)、「流水による瓦礫の輸送」米国地質調査所専門論文第86号。

[4] ケネディ、ジョン F. (1961) 定常波と沖積河道の反砂丘。技術レポート。カリフォルニア工科大学、パサデナ、カリフォルニア州、米国。ch 1。p. 1-8