Oorzaken van massaverspilling en aardverschuivingen

Massaverspilling, ook wel massabeweging genoemd, is de neerwaartse beweging door de zwaartekracht van gesteente, regoliet (losse, verweerde rots) en / of grond op de hellende bovenlagen van het aardoppervlak. Het is een belangrijk onderdeel van het erosieproces omdat het materiaal van grote hoogte naar lagere hoogte verplaatst. Het kan worden veroorzaakt door natuurlijke gebeurtenissen zoals aardbevingen, vulkaanuitbarstingen en overstromingen, maar de zwaartekracht is de drijvende kracht.

Hoewel de zwaartekracht de drijvende kracht is van massaverspilling, wordt het voornamelijk beïnvloed door de sterkte en cohesie van het hellende materiaal en de hoeveelheid wrijving die op het materiaal werkt. Als wrijving, cohesie en kracht (gezamenlijk bekend als de weerstandskrachten) hoog zijn in een gegeven gebied, is massa-verspilling minder waarschijnlijk omdat de zwaartekracht de weerstand niet overschrijdt dwingen.

De rusthoek speelt ook een rol bij het al dan niet falen van een helling. Dit is de maximale hoek waaronder los materiaal stabiel wordt, meestal 25 ° -40 °, en wordt veroorzaakt door een balans tussen de zwaartekracht en de weerstandskracht. Als een helling bijvoorbeeld extreem steil is en de zwaartekracht groter is dan die van de weerstandskracht, is de rusthoek niet bereikt en zal de helling waarschijnlijk mislukken. Het punt waarop massabeweging plaatsvindt, wordt het shear-failure point genoemd.

Zodra de zwaartekracht op een massa steen of grond het afschuifpunt bereikt, kan het vallen, glijden, stromen of naar beneden kruipen. Dit zijn de vier soorten massaverspilling en worden bepaald door de snelheid van de materiaalafname en de hoeveelheid vocht die in het materiaal wordt aangetroffen.

Het eerste type massaverspilling is een rots of lawine. Een rotsval is een grote hoeveelheid rots die onafhankelijk van een helling of klif valt en een onregelmatige stapel rots vormt, een talushelling genaamd, aan de voet van de helling. Rockfalls zijn snel bewegende, droge massabewegingen. Een lawine, ook wel puinlawine genoemd, is een massa vallende rotsen, maar omvat ook grond en ander puin. Net als een steenslag beweegt een lawine snel, maar door de aanwezigheid van aarde en puin zijn ze soms vochtiger dan een steenval.

Aardverschuivingen zijn een ander type massaverspilling. Het zijn plotselinge, snelle bewegingen van een samenhangende massa van aarde, gesteente of regoliet. Aardverschuivingen komen in twee soorten voor - de eerste is een translationele dia. Deze omvatten beweging langs een vlak oppervlak parallel aan de hoek van de helling in een trapvormig patroon, zonder rotatie. Het tweede type aardverschuiving wordt een rotatieschuif genoemd en is de beweging van oppervlaktemateriaal langs een concaaf oppervlak. Beide soorten aardverschuivingen kunnen vochtig zijn, maar zijn normaal gesproken niet verzadigd met water.

Stromen, zoals steenval en aardverschuivingen, zijn snelbewegende vormen van massaverspilling. Ze zijn echter anders omdat het materiaal erin normaal gesproken verzadigd is met vocht. Modderstromen zijn bijvoorbeeld een soort stroming die snel kan optreden nadat zware neerslag een oppervlak heeft verzadigd. Aardstromen zijn een ander type stroming die in deze categorie voorkomen, maar in tegenstelling tot modderstromen, zijn ze meestal niet verzadigd met vocht en bewegen ze wat langzamer.

Het laatste en langzaamst bewegende type massaverspilling wordt bodemkruip genoemd. Dit zijn geleidelijke maar aanhoudende bewegingen van droge grond. Bij dit soort bewegingen worden gronddeeltjes opgetild en verplaatst door cycli van vochtigheid en droogte, temperatuurschommelingen en grazend vee. Bevriezings- en ontdooicycli in bodemvocht dragen ook bij aan het kruipen deinende vorst. Wanneer bodemvocht bevriest, zorgt dit ervoor dat bodemdeeltjes uitzetten. Wanneer het echter smelt, bewegen de gronddeeltjes verticaal terug, waardoor de helling onstabiel wordt.

Naast vallen, aardverschuivingen, stromen en kruip dragen ook processen van massaverspilling bij de erosie van landschappen in gebieden die gevoelig zijn voor permafrost. Omdat de afvoer in deze gebieden vaak slecht is, hoopt zich vocht op in de bodem. In de winter bevriest dit vocht en ontstaat er grondijs. In de zomer ontdooit het grondijs en verzadigt het de grond. Eenmaal verzadigd, stroomt de laag aarde als een massa van hogere hoogten naar lagere hoogten, door een proces van massaverspilling dat solifluction wordt genoemd.

Hoewel de meeste processen van massaverspilling plaatsvinden via natuurlijke verschijnselen zoals aardbevingen, menselijke activiteiten zoals dagbouw of de aanleg van een snelweg of winkelcentra kunnen ook bijdragen aan massa verspillen. Door mensen veroorzaakte massaverspilling wordt scarificatie genoemd en kan dezelfde effecten op een landschap hebben als natuurlijke gebeurtenissen.

Of het nu door mensen wordt veroorzaakt of natuurlijk is, massaverspilling speelt een belangrijke rol in de erosielandschappen over de hele wereld en verschillende gebeurtenissen met massaverspilling hebben ook in steden schade aangericht. Op 27 maart 1964 veroorzaakte bijvoorbeeld een aardbeving met een magnitude van 9,2 nabij Anchorage, Alaska bijna 100 massa het verspillen van gebeurtenissen zoals aardverschuivingen en puinlawines in de hele staat die van invloed waren op steden en meer afgelegen, landelijke Regio's.

Tegenwoordig gebruiken wetenschappers hun kennis van lokale geologie en bieden ze uitgebreide monitoring van grondbewegingen om steden beter te plannen en te helpen bij het verminderen van de gevolgen van massaverspilling in bevolkte gebieden.