堆積（地質学）

堆積物、土壌、岩石が地形または陸地に追加される地質学的プロセス

堆積は、堆積物、土壌、岩石が地形または陸地に追加される地質学的プロセスです。風、氷、水、重力は、風化した表面物質を輸送します。これは、流体中の十分な運動エネルギーが失われると堆積し、堆積物の層を形成します。

堆積物は、堆積物の輸送に関与する力が重力や摩擦の力に打ち勝つのに十分でなくなったときに発生し、運動に対する抵抗が生じます。これは、ヌルポイント仮説として知られています。堆積は、有機的に由来する物質または化学プロセスからの堆積物の蓄積も指す場合があります。たとえば、チョークは海洋プランクトンの微細な炭酸カルシウムの骨格で構成されており、その堆積により化学プロセス（続成作用）が誘発され、さらに炭酸カルシウムが堆積します。同様に、石炭の形成は、嫌気性条件下で、主に植物からの有機物質の堆積から始まります。

帰無仮説

ゼロ点仮説は、その粒度に応じて海岸のプロファイル全体に堆積物が堆積する方法を説明しています。これは、水力エネルギーの影響によるもので、堆積物の粒子サイズが海に向かって細かくなります。または、流体の強制力が各粒子サイズの重力に等しくなります。この概念は、「特定のサイズの堆積物がプロファイルを横切って、その堆積物粒子に作用する波と流れと平衡状態になる位置に移動する可能性がある」と説明することもできます。この分類メカニズムは、プロファイルの下り勾配の重力の影響と、流れの非対称による力を組み合わせます。正味輸送がゼロの位置はヌルポイントとして知られており、1889年にCornagliaによって最初に提案されました。図1は、堆積物の粒子サイズと海洋環境の深さとのこの関係を示しています。

ヌルポイント理論の根底にある最初の原理は、重力によるものです。より細かい堆積物がより長い期間水柱に残り、サーフゾーン外への輸送がより穏やかな条件下で堆積することを可能にします。重力効果、または沈降速度は、より細かい堆積物の堆積位置を決定し、一方、粒子の内部摩擦角は、海岸のプロファイル上のより大きな粒子の堆積を決定します。海側の堆積物の清澄化の副次的な原理は、波の下での非対称閾値の仮説として知られています。これは、波の振動流と、波紋の河床を非対称パターンで流れる潮流との相互作用を説明しています。「波の比較的強い陸上ストロークは、波の風下側で渦または渦を形成します。陸上の流れが持続する場合、この渦は波紋の風下に閉じ込められたままです。流れが反転すると、渦は上向きに放出されます。底部と渦によって生成された浮遊堆積物の小さな雲は、波紋の上の水柱に放出され、堆積物雲は、波の沖合いのストロークによって海に向かって移動します。」波紋形状に対称性がある場合、渦は中和され、渦とそれに関連する堆積物雲が波紋の両側に発達します。これにより、波の軌道運動が平衡状態にあるときに潮tiの影響下で移動する曇り水柱が作成されます。

ヌルポイント仮説は、ニュージーランドのアカロア港、英国のウォッシュ、Wash海湾、中国本土の西黄セラ、および他の多くの研究で定量的に証明されています。 Ippen and Eagleson（1955）、Eagleson and Dean（1959、1961）、Miller and Zeigler（1958、1964）。

非粘着性堆積物の堆積

堆積物の移動を維持するのに不十分な層せん断応力と流体乱流がある場合、層荷重または浮遊荷重のいずれかによって輸送された大粒堆積物は静止します。吊り荷では、粒子が水柱を通って落下する必要があるため、これはある程度の距離になります。これは、浮力と流体抗力を組み合わせたものと一致する穀物の下向きに作用する重量力によって決まり、次のように表すことができます。

43πR3ρsg=43πR3ρg+12CdρπR2ws2{\ displaystyle {\ frac {4} {3}} \ pi R ^ {3} \ rho _ {s} g = {\ frac {4} {3}} \ pi R ^ {3} \ rho g + {\ frac {1} {2}} \ mathbb {C} _ {d} \ rho \ pi R ^ {2} w_ {s} ^ {2} \、}

下方に作用する重量力=上方に作用する浮力+上方に作用する流体抗力

どこ：

πは、円の円周と直径の比です。
Rは、球体の半径（m）です。
ρは流体の質量密度（kg / m3）、
gは重力加速度（m / s2）、
Cdは抗力係数であり、
wsは粒子の沈降速度（m / s）です。

抗力係数を計算するには、粒子のレイノルズ数を発見する必要があります。これは、堆積物粒子が流れる流体のタイプ、層流、乱流、または両方のハイブリッドに基づいています。粒子のサイズが小さいか、沈降速度が大きいために流体の粘度が高くなると、予測は簡単ではなく、沈降のストークスの法則（摩擦力、または抗力とも呼ばれる）の組み込みに適用できます。

粘着性堆積物の堆積

堆積物の凝集は、シルトや粘土に関連する小さな粒径、またはファイスケールで4 smallerより小さい粒子で発生します。これらの微粒子が水柱内に分散したままである場合、ストークスの法則は個々の粒子の沈降速度に適用されますが、海水は強力な電解質結合剤であるため、個々の粒子が互いに付着して電気的結合を形成する凝集が起こりますフロック。「粘土の小板の表面にはわずかに負の電荷があり、端にわずかに正の電荷があります。2つの小板が互いに接近すると、一方の粒子の表面と他方の粒子の端が静電的に引き付けられます。」フロックは、複合質量が大きくなるため、落下速度が速くなり堆積が速くなり、粘土やシルトの個々の微粒子としてよりも海岸方向に堆積します。

ヌル点理論の発生

アカロア港は、ニュージーランドカンタベリーのバンクス半島にあり、南緯43度48分、東経172度56分/南緯43.800度東経172.933度/ -43.800; 172.933。この港の形成は、絶滅したシールド火山の活発な侵食プロセスにより発生し、それにより海がカルデラに浸水し、長さ16 km、平均幅2 km、深さ-13 mの入り江ができました。中心軸のトランセクトの9 km地点の平均海面。支配的な嵐の波のエネルギーは、南の方向から外側の港を無制限に取得し、内側の港内の環境は穏やかですが、局所的な港の風が表面流を作り出し、海洋堆積プロセスに影響を与えます。その後の氷河期からの黄土の堆積物は、数千年にわたって火山の割れ目を満たし、その結果、アカロア港での堆積に利用可能な主な堆積物の種類として、火山玄武岩と黄土が生じます。

ハートら。（2009）深さ、海岸線からの距離、および港の中心軸に沿った距離：底質の底質の深浅測量、ふるいおよびピペット分析を通じて、底質が3つの主な要因に関連していることを発見しました。これにより、深さが増加し、港の中心軸に向かって堆積物のテクスチャが細かくなります。または、粒子クラスのサイズに分類される場合、「中心軸のプロットされたトランセクトは、潮間帯のシルト砂から砂質シルトになります湾の外側にあるシルトから深さ6 m以上の泥まで。詳細については、図2を参照してください。

他の研究では、流体力学的強制の影響から堆積物の粒子サイズを選別するこのプロセスが示されています。 Wang、Collins and Zhu（1988）は、流体力の強度の増加と粒径の増加を定性的に相関させました。「この相関関係は、hai海湾（中国）の低エネルギー粘土質干潟、底質がシルトである江蘇省沿岸（中国）の穏やかな環境、およびザウォッシュ（英国）の高エネルギー海岸の砂浜で実証されました。）。」この研究は、異なる流体力学的エネルギーレベルを持つ干潟および浸食と付加の両方の干潟に存在するヌルポイント理論の決定的な証拠を示しています。

カービー・R.潮zone帯。これは前浜に沿って、また前浜に沿って押し上げられる傾向があります。シェニエは前浜のどのレベルでも見つけることができ、主に侵食が支配する体制を特徴づけます。

沿岸計画と管理のアプリケーション

理論が動的平衡または不安定平衡で動作するため、ヌルポイント理論は主流の沿岸科学に受け入れられることで議論の余地があり、多くのフィールドおよび実験室の観測では、プロファイル全体の各粒子サイズでヌルポイントの状態を再現できませんでした。環境のコンテキスト内での経時的な変数とプロセスの相互作用は問題を引き起こします。「多数の変数、プロセスの複雑さ、および観察の困難さはすべて、システム化の方法に深刻な障害をもたらします。したがって、特定の狭い分野では、基本的な物理理論は健全で信頼できるかもしれませんが、ギャップは大きいです」