Антидуне - Antidune

Поверхностные волны, образующиеся синфазно над антидюнами в небольшом ручье. Поток воды направлен в сторону от камеры.

Antidune является bedform найдены в аллювиальных и других каналированных средах. Антидюны возникают в сверхкритическом потоке , что означает, что число Фруда больше 1.0 или скорость потока превышает скорость волны; это также известно как режим верхнего потока . В антидюнах отложения оседают на верхней (подветренной) стороне и размываются на нижней (подветренной) стороне, напротив пластов нижнего режима потока. В результате антидюны перемещаются в восходящем направлении, противодействуя текущему потоку. Антидюны называются синфазными пластами, что означает, что высота поверхности воды имитирует подъем пласта; это связано со сверхкритическим режимом течения. Формы русла антидун быстро развиваются, их амплитуда увеличивается по мере продвижения вверх по течению. Возникающая волна у поверхности воды также увеличивается по амплитуде. Когда эта волна становится нестабильной, разрывается и смывается вниз по течению, большая часть формы русла антидун может быть разрушена.

Формирование

Вода течет по пластам в песке однонаправленным потоком вправо. Числа в целом соответствуют увеличивающемуся режиму потока, то есть увеличению скорости потока воды. Для дюн поверхность воды ниже дюны и выше по междунам. Для антидюн глубина потока примерно одинакова везде, что означает, что водная поверхность высоко над антидюной и низка над междуной.

Антидюны обычно находятся в речных средах на мелководье с высокой скоростью потока. В отличие от ряби и дюн в режиме более низкого потока, антидюны обычно симметричны и мигрируют против направления потока. Антидюны быстро развиваются, увеличиваясь в амплитуде по мере движения против течения. Когда поверхностная волна над ними становится нестабильной и разрушается (когда амплитуда поверхностной волны достигает 1/7 ее длины волны), большая часть формы русла противодуны разрушается, и ее отложения уносятся вниз по течению.

Антидюны обычно встречаются в небольших ручьях, которые текут через пляжи в океан. Исследования флюмов показали, что они также могут возникать в подводной среде под плотными потоками, такими как течения мутности . Антидюны создают осадочные структуры, характерные для их режима течения, что позволяет геологам- осадочным геологам понять прошлые условия течения. В отличие от пластов с режимом слабого потока, таких как дюны и рябь, которые обычно образуют поперечную стратификацию вниз по течению, антидюны образуют смесь низкоугловых пластов, падающих вниз по течению и вверх по течению. В то время как антидюны перемещаются вверх по течению, перекрестная стратификация при падении вверх по течению не свидетельствует об антидюнах или условиях режима верхнего течения. Если число Фруда достаточно велико, вместо антидюнов могут формироваться циклические шаги .

Антидюны перемещаются вверх по течению, потому что течение реки мелкое и быстрое в желобе, а на гребне оно замедляется и углубляется. В результате напряжение сдвига в пласте уменьшается от впадины к гребню, что способствует образованию отложений, и увеличивается от гребня к гребню, вызывая эрозию. Инерция потока перемещает максимум и минимум напряжения сдвига немного ниже по потоку от желоба и гребня. Это позволяет пласту со временем увеличиваться, поскольку в желобе происходит эрозия, а на гребне происходит отложение.

Кристофер Р. Филдинг заметил связь между их образованием и климатом. Климат с экстремально дождливыми сезонами, приводящими к появлению стока, создает более высокую скорость потока в ручьях и реках, тем самым повышая способность формирования структур с верхним режимом стока. Вот видео, показывающее формирование и разрушение современной антидуны.

История

В 1899 году первое описание antidunes было представлено Vaughan Корниш в Королевском географическом обществе . Он заметил, что когда вода текла вниз по течению, возникали волны, которые поднимались вверх по течению, откладывая песок и другие материалы. Это наблюдение было позже подтверждено Джоном С. Оуэнсом в 1908 году. Термин «антидьюна» был введен в употребление Г.К. Гилбертом в 1914 году в профессиональной статье геологической службы США, озаглавленной «Транспортировка мусора по проточной воде». Он написал этот отчет совместно с EC Murphy, их описанием антидюн и стационарных волн, которое расширилось на предыдущем отчете Корниша и Оуэнса. Их информация была собрана в ходе лабораторного исследования, спонсируемого Геологической службой США . Первым, кто попытался аналитически описать антидюн, был Уолтер Б. Лангбейн в 1942 году. Он применил размерный анализ к результатам Гилбертса и придумал точки перехода, используя числа Фруда в зависимости от скорости и гидравлического радиуса .

Рекомендации

Внешние ссылки