跳躍（地質学）

地質学において、跳躍（ラテン語のsaltus「跳躍、ジャンプ」に由来）とは、風や水などの流体による粒子輸送の一種である。これは、緩い物質が地層から取り除かれ、流体によって運ばれた後、再び地表に運ばれる際に発生する。例としては、河川による小石の輸送、砂漠の地表における砂の飛散、畑地における土壌の風による飛散、北極圏やカナダ大平原のような滑らかな地表における雪の飛散などが挙げられる。 

流速が低い場合、緩い物質は表面に接触したまま下流へと転がります。これはクリープまたはレプテーションと呼ばれます。この場合、流体が粒子に及ぼす力は、粒子を表面との接触点を中心に転がすのに十分な力しかありません。

風速が衝撃または流体閾値と呼ばれるある臨界値に達すると、^{[ 1 ]}流体によって加えられる抗力と揚力は、表面から粒子を持ち上げるのに十分になります。これらの粒子は流体によって加速され、重力によって下方に引っ張られ、ほぼ弾道軌道で移動します。^{[ 2 ]}粒子が流体による加速によって十分な速度を得ると、跳躍によって他の粒子を放出または飛散させることができ、 ^{[ 3 ]}これによりプロセスが伝播します。^{[ 4 ]}表面によっては、粒子は衝突時に崩壊したり、表面からより細かい堆積物を放出したりすることもあります。空気中では、この跳躍衝突のプロセスが砂嵐のほとんどの塵を生成します。^{[ 5 ]}河川では、このプロセスが継続的に繰り返され、徐々に河床を侵食しますが、上流から新しい物質も運び込みます。

流れが跳躍によって粒子を移動させる速度は、バグノルドの式で与えられる。

懸濁は一般的に小さな粒子（「小さい」とは、空気中の粒子の場合、約70マイクロメートル以下を意味する）に影響を与える。 ^{[ 5 ]}これらの粒子の場合、流体の乱流変動による垂直抗力は、粒子の重量とほぼ同じ大きさである。これらの小さな粒子は流体によって懸濁状態で運ばれ、下流に移流される。粒子が小さいほど、重力による下向きの引力は小さくなり、粒子はより長く懸濁状態にとどまる可能性が高い。穴の開いたフェンスは、粒子の速度を低下させることで跳躍を軽減することができ、砂はフェンスの風下側に蓄積する。 ^{[ 6 ]}

跳躍する砂粒子は、摩擦帯電効果によって静電場を誘起する可能性が高い。跳躍する砂は地面に対して負の電荷を帯び、その結果、さらに多くの砂粒子が緩み、跳躍し始める。いくつかの研究では、帯電によって以前の理論で予測された浮遊粒子の数が2倍になることが示唆されているが^{[ 7 ]}、他の研究では、特定の状況下では電荷が跳躍を阻害する可能性があることが示唆されている^{[ 8 ]}。これは気象学において重要である。なぜなら、砂粒子の跳躍が主に小さな塵粒子を大気中に放出するからである。塵粒子やすすなどの他のエアロゾルは、大気と地球が受ける太陽光の量に影響を与え、水蒸気の凝結核となる。

雪崩でも跳躍層が形成されることがある。^{[ 9 ]}

• 風成地形
• 風成作用
• バグノルドの公式
• 跳躍運動（生物学）
• 跳躍伝導
• 吹き飛ばされた砂と砂漠の砂丘の物理学

• 砂丘での砂跳びの動画、カンザス州立大学
• カンザス州立大学の砂丘の砂跳びのクローズアップ
• 風成研究の文献目録
• Almeida, MP; Parteli, EJR; Andrade, JS; Herrmann, HJ (2008年4月29日) 「火星における巨大な跳躍運動」米国科学アカデミー紀要105 (17): 6222–6226 . doi : 10.1073/pnas.0800202105 . PMC 2359785. PMID 18443302 .