地下水の浸食

地下水の浸食は、固定された地点でのほぼ一定の流体の排出に応じてチャネルの上流方向の移動をもたらす地形侵食プロセスです。一貫した水の流れは、岩を物理的および化学的に風化させる細かい堆積物を押しのけます。 ^[1]地下水の浸食によって形成されたと思われる谷は、イングランド、コロラド、ハワイ、ニュージーランドなど、世界中の多くの場所で発生します。^{[2]しかし、雨水流出、プランジプールのアンダーカット、}地下水位の変化、および一貫性のない地下水の流れなどの現象により、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困難です。^{[1]地下流体の流出のみによって形成された排水路の例は、}ビーチの前浜で見ることができます。波によって陸地に運ばれた水と砂のうねりが海に向かって引くと、水の膜が薄くなり、砂に菱形のパターンを形成します。菱形地形の頂点には小さな扇状地が形成され、最終的には斜面を下って流れてきた残りの逆流水によって水が供給されます。扇状地の側面に沿ってミリメートル幅の溝の形で水路が形成され始めます。これらの小さな水路ネットワークの形成は、最後の逆流水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係するプロセスの一つである。浸食による侵食は、箱型の「劇場型」の頭壁を持つ、かなり均一な幅の急峻な U字型の谷を生み出す傾向がある。これは、水源から離れるにつれて幅が広くなる、地上流によって生成される、より一般的な分岐または樹枝状のV字型の谷とは対照的である。地下水の浸食は、火星の谷と水路網の浸食の原因であると示唆されているが、研究によると、地下水だけではこれらの峡谷を作るのに必要な物質を掘削して運ぶことはできないことがわかっている。^[3]

地形学と地質学

地下水の浸食は、通常、不浸透性の層の下に位置する高地下水位に関連する透水性砂岩で発生します。垂直方向に移動する能力が制限されているため、水は横方向に移動することを余儀なくされ、最終的に地面から浸出します。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る特徴的な地形は、「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部を支えることができなくなり、谷頭部と側壁が内側に崩れます。^[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ている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、地層の凝集力」に関連しています。^[4]浸食によって形成さ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形成さ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の排出の指標として使用できます。このような手がかりは、現在水が排出されていない地域では重要です。^[4]

注目すべきランドマーク

コロラド高原

コロラド川の近くには「自然の円形劇場」が数多くあります。この地域では、地下水位が高かった昔の方が、水汲みが一般的だったのではないかと考えられています。気候の変化とそれに伴う降水量、またはコロラド川の浸食が、地下水位の変化を引き起こした可能性がある2つの要因です。^[4]

火星

火星では、短くて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数多くの研究が進められています。^[6]

参照

参考文献

^ abc Higgins, 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」。LaFleur, 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：Allen and Unwin。pp. 18–58。
^ ab 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開発」。地球表面プロセスと土地形態。21 (9) (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：地球と火星の浸透浸食への影響」(PDF) . Science . 320 (5879): 1067–1070. Bibcode :2008Sci...320.1067L. doi :10.1126/science.1156630. PMID 18497296. S2CID 30609556.
^ abcd ローゼンベリー、ドナルド。「コロラド大学」。地下水の浸食と自然の円形劇場の生成。
^ ab Kochel, RC; Piper, JF (1986). 「ハワイの大きな谷の形態: 地下水浸食の証拠と火星の谷との比較」Journal of Geophysical Research . 91 (B13): 175–192. Bibcode :1986JGR....91E.175K. doi :10.1029/jb091ib13p0e175.
^ Gulick, VC (2001). 「火星の谷のネットワークの起源：水文学的観点」.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：火星と地球の地下水浸食」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浸食プロセスと劇場型谷ネットワークの発達」、アメリカ地質学会紀要: 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). 「地下水を浸食する地形を測量技術で定量化する」。Journal of Geophysical Research。105 ( 1): 1685–1694。Bibcode : 2000JGR ...105.1685L。doi : 10.1029/1999je001096。

[:0-1] Higgins, 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」。LaFleur, 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：Allen and Unwin。pp. 18–58。

[:1-2] 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開発」。地球表面プロセスと土地形態。21 (9) (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。

[3] 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：地球と火星の浸透浸食への影響」(PDF) . Science . 320 (5879): 1067–1070. Bibcode :2008Sci...320.1067L. doi :10.1126/science.1156630. PMID 18497296. S2CID 30609556.

[:2-4] ローゼンベリー、ドナルド。「コロラド大学」。地下水の浸食と自然の円形劇場の生成。

[:3-5] Kochel, RC; Piper, JF (1986). 「ハワイの大きな谷の形態: 地下水浸食の証拠と火星の谷との比較」Journal of Geophysical Research . 91 (B13): 175–192. Bibcode :1986JGR....91E.175K. doi :10.1029/jb091ib13p0e175.

[6] Gulick, VC (2001). 「火星の谷のネットワークの起源：水文学的観点」.地形学. 37 (3–4): 241–268. Bibcode :2001Geomo..37..241G. doi :10.1016/s0169-555x(00)00086-6. hdl : 2060/20000092094 .