堆積（地質学）

底質または浮遊物によって運ばれる大粒堆積物は、堆積物の移動を維持するのに十分な底質せん断応力と流体乱流がない場合に静止します。 ^{[ 4 ]}浮遊物の場合、粒子が水柱を落下する必要があるため、これはある程度の距離になることがあります。これは、粒子の下向きの重力と浮力および流体抵抗力の組み合わせによって決まります^{[ 4 ]}。これは次のように表すことができます。

${\displaystyle {\frac {4}{3}}\pi R^{3}\rho _{s}g={\frac {4}{3}}\pi R^{3}\rho g+{\frac {1}{2}}\mathbb {C} _{d}\rho \pi R^{2}w_{s}^{2}\,}$

下向きに作用する重力 = 上向きに作用する浮力 + 上向きに作用する流体抗力^{[ 4 ]}

どこ：

• πは円周と直径の比である。
• Rは球状物体の半径（メートル単位）です。
• ρは流体の質量密度（kg/m³^）です。
• gは重力加速度（m/s² ^）です。
• C _dは抗力係数であり、
• w _sは粒子の沈降速度（m/s）です。

抗力係数を計算するには、粒子のレイノルズ数を求める必要があります。これは、堆積粒子が流れる流体の種類（層流、乱流、またはその両方の混合）に基づいています。粒子のサイズが小さくなったり、沈降速度が大きくなったりして流体の粘性が高くなると、予測はそれほど単純ではなくなり、沈降のストークスの法則（摩擦力または抗力とも呼ばれる）を組み込むことが適用されます。^{[ 4 ]}

堆積物の凝集は、シルトや粘土に関連する小さな粒径、またはファイスケールで 4ϕ より小さい粒子で発生します。^{[ 4 ]}これらの微粒子が水柱に分散したままの場合、個々の粒子の沈降速度にはストークスの法則が適用されますが、 ^{[ 4 ]}海水は強力な電解質結合剤であるため、個々の粒子が互いにくっついて凝集塊を形成する電気結合が作られる凝集が発生します。 ^{[ 4 ]}「粘土板状粒子の表面はわずかに負に帯電し、端はわずかに正に帯電しています。2 つの板状粒子が互いに接近すると、一方の粒子の表面と他方の粒子の端が静電的に引き付けられます。」^{[ 4 ]}すると、凝集塊はより大きな合計質量を持ち、沈降速度が速くなり、個々の粘土やシルトの微粒子の場合よりも海岸方向により速く堆積します。

アカロア港は、ニュージーランドのカンタベリー地方バンクス半島に位置し、南緯43度48分、東経172度56分（南緯43.800度、東経172.933度）にあります。この港の形成は、休火山である楯状火山の活発な侵食作用によって起こり、海がカルデラに流れ込み、長さ16km、平均幅2km 、中央軸の横断線に沿って9km地点での平均海面からの深さが-13mの入り江が形成されました。 ^{[ 5 ]}南方向から外港に圧倒的な嵐の波のエネルギーが到達し、内港はより穏やかな環境ですが、局地的な港の風が表面流と波浪を生み出し、海洋堆積作用に影響を与えています。^{[ 6 ]}数千年にわたり、その後の氷河期に堆積した黄土が火山の割れ目を埋め尽くし、^{[ 7 ]}アカロア港に堆積する主な堆積物の種類は火山性玄武岩と黄土となった。   

Hart ら (2009) ^{[ 5 ]}は、水深測量、潮下帯堆積物のふるい分けおよびピペット分析により、堆積物のテクスチャが、水深、海岸線からの距離、港の中心軸に沿った距離という 3 つの主要な要因に関連していることを発見しました。この結果、水深が増し、港の中心軸に向かうにつれて堆積物のテクスチャが細かくなり、あるいは粒径クラスに分類すると、「中心軸に沿ってプロットされた横断線は、潮間帯のシルト質砂から、内近岸の砂質シルト、湾の外側のシルト、そして水深 6 m 以上では泥へと変化します」。^{[ 5 ]}詳細は図 2 を参照してください。

他の研究では、流体力学的強制の影響による堆積物の粒径の選別というこのプロセスが示されています。Wang、Collins、Zhu（1988）^{[ 8 ]は}、流体強制の強度の増加と粒径の増加との相関関係を定性的に示しました。「この相関関係は、渤海湾（中国）の低エネルギー粘土質干潟、底質がシルト質である江蘇省沿岸（中国）の中程度の環境、およびウォッシュ湾（英国）の高エネルギー沿岸の砂質干潟で実証されました。」この研究は、流体力学的エネルギーレベルが異なる干潟、および侵食と堆積の両方が起こっている干潟にヌルポイント理論が存在するという決定的な証拠を示しています。

Kirby R. (2002) ^{[ 9 ]}はこの概念をさらに発展させ、微細な粒子が沖合で空中浮遊して再加工され、その下のより細かい基質から分離された二枚貝や腹足類の殻の残骸が残ると説明しています。波や潮流がこれらの残骸を積み上げて潮間帯全体にシェニエの尾根を形成し、それが海岸線に沿って押し上げられる傾向があります。シェニエは海岸線のどのレベルでも見られ、主に侵食が支配的な環境を特徴づけています。^{[ 9 ]}

ヌルポイント理論は、動的平衡または不安定平衡で作用するため、主流の沿岸科学への受け入れに関して議論の的となっており、多くの現場および実験室での観測では、プロファイル全体にわたって各粒径でヌルポイントの状態を再現できていない。^{[ 3 ]}環境コンテキスト内での時間経過に伴う変数とプロセスの相互作用は問題を引き起こす。「多数の変数、プロセスの複雑さ、および観測の難しさはすべて、体系化の道に深刻な障害をもたらすため、特定の狭い分野では基本的な物理理論は健全で信頼できるかもしれないが、ギャップは大きい」^{[ 10 ]}

地形学者、技術者、政府、計画担当者は、海岸養浜、建築許可の発行、沿岸防衛構造物の建設などの作業を行う際に、ヌルポイント仮説に関連するプロセスと結果を認識しておく必要があります。これは、断面全体にわたる堆積物の粒度分析により、海岸のダイナミクスが変更された場合に起こりうる侵食または堆積速度を推測できるためです。計画担当者と管理者は、沿岸環境は動的であり、海岸断面の変更を実施する前に文脈科学を評価する必要があることも認識しておく必要があります。したがって、理論的研究、実験室実験、数値モデル、水理モデルは、沿岸漂砂と堆積物の堆積に関する疑問に答えることを目指していますが、その結果を単独で見るのではなく、計画や管理の決定には、純粋に定性的な観測データの相当な量を補足する必要があります。^{[ 2 ]}