
ブローアウトとは、砂丘生態系(砂丘堆積物)において、風による堆積物の除去によって生じる砂の窪みのことである。
海岸地帯や乾燥地帯の縁辺部によく見られる吹きだまりは、風が安定した植生砂丘のむき出しの砂地を侵食することで形成される傾向があります。一般的に、吹きだまりは活発に流動する砂丘には形成されません。砂丘は、例えば植物の根によってある程度固定されている必要があるからです。これらの窪みは通常、安定した砂丘の高い部分で始まります。これは、そこでより顕著な乾燥と撹乱が発生し、砂がむき出しになっているときに表面抵抗と堆積物の巻き込みが大きくなるためです。ほとんどの場合、露出した領域は吹きだまりになって拡大する前にすぐに植生が回復しますが、状況が好都合な場合、風の侵食によって露出した表面が削られ、トンネル効果が生じて局所的な風速が増加することがあります。その後、窪みは侵食されない基質に当たるか、地形によって制限されるまで発達する可能性があります。侵食された物質は窪みの急斜面を登り、吹きだまりの風下側に堆積し、植生を覆う砂丘を形成してより大きな窪みにつながることがあります。放物線状の砂丘の形成を助けるプロセス。[ 1 ]
火山地形が窪地の形をとる場合、非公式にブローアウトと呼ばれることがあることに注意してください。例えば、アイダホ州中央部の「ザ・ブローアウト」(溶岩湖)や「ビッグ・ブローアウト・ビュート」などです。[ 2 ]
世界中の砂丘環境には多種多様な植物が生息しているが、ほとんどの植物種は、保護皮が侵食をどれだけ強く抑制できるか、また一部の先駆植物が砂丘が露出した場合にさらなる侵食をどれだけ抑制できるかによって、吹き出しが発生するかどうかを決定する上で重要な役割を果たしている。[ 3 ]
保護皮膚
最初のケースでは、保護層の主な目的は、露出部を形成し、吹き出しを引き起こすような擾乱に抵抗することです。侵食を防ぐために、植生は表面を覆い、土壌を機械的に結合させることでせん断応力を軽減します。保護層は、地表と地表下の植生と分解中の植物残渣で構成されています。さらに、保護層は、草原や森林などの環境を構成する可能性のあるさまざまな種で構成されることもあります。しかし、気候が変化すると、植生の健康に直接影響を与え、保護層が脆弱になる可能性があります。ただし、変化の速度には時間がかかる場合があり、異なる環境にある安定した砂丘では異なる可能性があります。[ 3 ]
先駆種
撹乱によって保護表皮の一部が破壊されると、露出部が拡大して表皮の他の部分を侵食する可能性があります。しかし、先駆植物などの一部の植物は開口部に定着し、それ以上の拡大や収縮を防ぐことができます。少数の植物種は植民者と分類できますが、これらの植物は、吹き出し口における高い堆積速度と栄養分の乏しい条件に耐える傾向があります。さらに、吹き出し口が形成されると、窪地から流れ出る堆積物は、先駆植物の成長速度よりも速い速度で堆積し続けるか、再び安定化する可能性があります。主に気候変動により、植民者種は環境条件に大きく依存しており、保護表皮の植生とは異なり、環境条件は劇的に変化する可能性があります。[ 3 ]
海岸砂丘は海岸から少し内陸に入ったところにあり、風が乾燥した砂を海岸の向こう側の内陸に吹き込むことで形成されます。したがって、これは海岸から内陸に入ったところに比較的平坦な土地がある場合にのみ起こり得ます。時間が経つにつれて、このあまりに住みにくい地表には先駆植物が定着します。これらの植物(例えばハマムギ)は砂丘を安定させ、それ以上移動しないようにします。植物の遷移の過程を経て、これらの砂丘は最終的に(気候にもよりますが)森林に変わり、成熟した土壌が形成されます。[ 4 ]
擾乱とは、植生表層に露出部を生じさせ、最終的に吹き出し地形を形成する原因を定義する一般的な用語です。擾乱は事象として記述されるのではなく、亀裂が開口部を生じさせ拡大する速度を記述する用語ですが、保護的な植生表層を貫通する擾乱の種類は数多くあります。吹き出し地形の形成には多くの要因が影響する可能性がありますが、擾乱には通常、窪地が形成され拡大するかどうかを決定する3つの特性があります。最初の特性は、擾乱の貫通規模が保護的な植生表層の強度よりも大きくなければならないということです。簡単に言えば、亀裂が遮蔽植生を除去できない場合、風食によって安定した砂丘に窪地が形成されることはありません。2番目の特性は、露出部の空間的被覆が小さすぎると、露出部での堆積物の輸送が制限されるということです。開口部が非常に圧縮されていると仮定すると、フェッチ長も非常に狭くなり、露出部から多くの堆積粒子が移動できなくなります。最後に、3つ目の特性は、擾乱された開口部の空間配置が、露出部におけるフェッチ長と堆積物の輸送に大きく影響することを示しています。風下方向に互いに隣接する多数の擾乱パッチが存在する場合、風食によって大量の堆積粒子が除去および輸送され、吹き出しが発生する可能性があります。したがって、擾乱の規模は吹き出しの形成を助けますが、これらの特性は一般的に、風成作用によって窪地が形成されるかどうかを決定するのに役立ちます。[ 3 ]
いったん露出部が形成されると、吹き出しの形態は、風速と風向が安定した砂丘の植生と地形とどのように相互作用するかによって決まります。これらの要因に応じて形成される吹き出しのタイプは多岐にわたりますが、科学界では主に2種類の吹き出し、すなわちトラフ型とソーサー型が用いられています。特定の地域でどちらかのタイプが形成される明確な理由はありませんが、ソーサー型の吹き出しは一般的に半円形やソーサー状の形をしているのに対し、トラフ型の吹き出しはより細長い形をしており、深い風食盆地と急な斜面が特徴です。とはいえ、どちらのタイプの吹き出しにも、盆地内の風の流れに影響を与える構造が存在します。[ 6 ]
トラフでは、構造の地形によって流れが加速され、ジェットが形成され、その結果、風食盆地の底に沿って最大の侵食が発生し、吹き出し口の斜面が横方向に拡大します。さらに、風が吹き出し口の側壁の上を流れると、トラフ堆積ローブの中央軸で堆積物の輸送が最大になり、放物線状の砂丘が形成されます。[ 6 ] HespとPringle(2001)などの研究では、吹き出し口の向きに斜めの風の流れが、風食盆地の低圧帯によって窪地に引き込まれ、トラフ吹き出し口の向きと平行に方向転換されたと指摘されています。しかし、Smyth、Jackson、およびCooperの研究(2014)では、風の流れが吹き出し口の軸に沿って方向転換されたことを裏付ける証拠はほとんどなく、むしろ流れは以前と同じ方向に一定のままであったか、乱流剥離流などの他の特徴を示していました。[ 7 ]
皿状の吹き出しは、風が風食盆地に沿って減速し、流れが逆流して側面を侵食し、風上側に広がることで構造が時間とともに拡大していくことを示しています。急速な減速のため、皿状の吹き出しは短く幅の広い放射状の堆積斜面を形成する傾向があります。[ 6 ]風が皿状の吹き出しに入ると、風速は吹き出しに入ると低下し、地形の風下側で加速します。風が吹き出しに入って速度が低下すると、風下側の斜面に沿って分離帯が形成されますが、盆地で再び付着して堆積ローブまで流れ上がると再び加速し、そこで砂が排出されます。[ 8 ]
吹き出し構造の形態に及ぼす影響は大きいものの、どちらのタイプも基本的に侵食されない基底レベルに達するまで風食盆地が侵食される傾向がある。Hesp (1982) が行った研究では、堆積長さは侵食深度ではなく吹き出し幅と相関していることが示されている。言い換えれば、堆積ローブが増加すると、吹き出し幅もソーサー型吹き出しでは 1:2 ~ 1:3 の比率で、トラフ型吹き出しでは 1:4 の比率で増加する。[ 6 ]