侵蚀

地球科学

qīn shí

侵蚀是水、风、冰或重力将风化的岩石和土壤从一处搬运到另一处的过程。

Visualization

Definition

侵蚀是水、风、冰或重力拾起松散的岩石和土壤并将其搬走的过程;正是这一过程使山丘随时间逐渐降低,山谷逐渐加深。侵蚀的营力包括流水、风、冰川、波浪以及块体运动(滑坡和蠕动),其中流水在地球大部分表面占主导地位,而侵蚀速率则取决于坡度、降雨量、植被覆盖以及物质的松散程度。从物理角度看,当流动介质施加的剪切应力超过挟带颗粒所需的临界阈值时,侵蚀就会发生,而这一阈值随颗粒大小和密度而变化。河流以推移质、悬移质和溶解质的形式搬运沉积物,河流的搬运能力随流量急剧上升,因此罕见的洪水完成了大部分地貌塑造工作。大陆上的天然侵蚀速率平均每年只有几百分之一毫米,但农业用地的侵蚀速度通常要快十到一百倍。

Example

大雨过后,浑浊的水流冲下光秃秃的山坡,这就是正在进行的侵蚀作用,而那些泥浆正是被冲走的土壤。波浪和风暴侵蚀着外滩群岛,数十年间使整座岛屿向西移动;随着海岸线的后退,哈特拉斯角灯塔在 1999 年不得不向内陆迁移约 $880$ 米,而阿巴拉契亚山脉已经被侵蚀了超过 $200$ 百万年。更新世时期的冰川侵蚀雕刻出了U形谷和五大湖盆地,优胜美地山谷则是冰川侵蚀槽谷的教科书式范例。河流的向源侵蚀最终会袭夺相邻的水系,重新排布河网格局。

Key Insight

侵蚀就是那辆搬运卡车:风化把岩石破碎成碎块,侵蚀则把这些碎块运走。植物是最好的水土保持措施,因为根系能固定土壤,叶片能削弱雨滴的冲击力,这也是裸露的建筑工地土壤流失如此迅速的原因。侵蚀与抬升相互抗衡。山脉会达到一种稳态,在这种状态下,构造抬升与侵蚀降低相互平衡,因此山脉的高度取决于气候和岩石强度,而不仅仅取决于板块挤压的力度。