סחף
סחף הוא תנועה של חלקיקים מוצקים (סדימנט), בדרך כלל אופייני בעקבות שילוב של כוח המשיכה על הסדימנט או תנועת המוביל שבו הסדימנט מובל. הבנה של סחף משמשת בדרך כלל במערכות טבעיות בהן החלקיקים הם סלעים קלסטים (חול, חצץ, בולדרים וכו') סילט או חרסית. המוביל יכול להיות אוויר, מים או קרח, וכוח המשיכה משמש להזזת החלקיקים על ידי משטח משופע עליו הם יושבים. סחף במים מתרחש בנהרות, באוקיינוס, אגמים, ימים וגופי מים אחרים באמצעות זרמים וגאות ושפל. בקרחונים במהלך תנועתם על פני הקרקע, וביבשה תחת השפעת הרוח. סחף רק באמצעות כוח המשיכה יכול להתרחש במדרון באופן כללי כדוגמת הרים, מצוקים וגבול ומדף היבשת – מדרון היבשת. סחף הוא חשוב בתחומים של גאולוגיה סדימנטרית, גיאומורפולוגיה, הנדסה אזרחית והנדסה סביבית. בידע על סחף משתמשים בדרך כלל כדי לדעת האם תתרחש בליה או השקעה. עוצמת הבליה או השקעה והזמן והמרחק בהם הם יתרחשו.
מנגנוני סחיפה
סחיפה רוחית (איאולית)
סחיפה רוחית הוא המונח של הובלת סדימנטים באמצעות הרוח. תוצאות הובלה באמצעות רוח הם מבני דיונות חול גלונים (ripples). בצורה אופיינית גודל הסדימטים המובלים הוא חול (<1MM) ויותר קטן, מכיוון שאוויר הוא מוביל בעל צפיפות והתנגדות נמוכה ולכן לא יכול למשוך איתו חלקים גדולים. הובלה רוחית של סדימנטים נפוצה בעיקר בחופים ובאזורים יבשים עולם, כיוון שבאזורים הללו אין צמחייה אשר יכולה לעצור את תנועת שדות החול.
אבק דק גרגר אשר נישא ברוח מסוגל לחדור לשכבה העליונה של האטמוספירה ולהתנייד מסביב לכדור הארץ. אבק מהסהרה משתכן באיים הקנריים ובאיים אחרים בקריביים, והאבק ממדבר גובי משתכן במערב ארצות הברית.
סחף משקעים (פלוביאלי)
התהליך הפלוביאלי קשור למשקעים ולמים זורמים. הדבר כולל נהרות, נחלים, זרמים, הקפאה והפשרת מים, שטפונות בזק ופירצי שטפון של אגמי קרחון. סדימנטים המובלים בידי מים יכולים להיות גדולים יותר מסדימנטים המובלים על ידי אוויר מכיוון שלמים יש צפיפות והתנגדות גבוהים יותר. בנהרות טיפוסיים הסדימנט הגדול ביותר המובל בהם הוא בגודל חול וחצץ, אך שטפונות גדולים יותר יכולים לסחוף חלוקים ואף בולדרים. הובלה פלוביאלית של סדימנטים יכולה לגרום לצורות של גלונים ודיונות בתבניות של בליה, בתבניות מסובכות של מערכות נהר אבעי ומישורי שיטפון מפותחים.
סחיפה חופית
תנועת סדימנט חופית מתצבעת באזורים הקרובים לחוף עקב תנועת גלים וזרמים. בשפכי הנהר תהליכי הובלה חופיים ופלוביאלים מתחברים ליצירת דלתאות נהר. תנועת סדימנטים חופית יוצרת מבנים אופייניים לאזור החוף כגון, חופים, לגונות ומפרצים.
סחיפה קרחונית (גלציאלית)
במהלך תנועתם של קרחונים על גבי הקרקעית הם אוספים ומזיזים חומרים בגדלים שונים. קרחונים יכולים "לסחוף" סדימנטים מהגדולים ביותר. באזורים שבהם היו בעבר קרחונים בדרך כלל ניתן למצוא סלעים שלא מתאימים לסלעי האזור, רבים מהם בעלי קוטר של כמה מטרים. קרחונים גם "טוחנים" סלעים והפוכים אותו ל"קמח גלציאלי" (חלקי סלעים בגודל של גרגרי סילט) שהוא כל כך דק שבדרך כלל הוא נסחף על ידי הרוח ומשתקע במרחק של אלפי קילומטרים משם. סדימנטים שמובלים על ידי קרחונים בדרך כלל זזים לפי קוי הזרימה הגלציאלים.
סחיפה מדרונית (Hillslope)
בסחף במדרון ישנם תהליכים רבים המזיזים את הרגוליט במורד המדרון, והם כוללים:
- זחילה מדרונית (Soil Creep)
- זריקת עצים (Tree throw)
- תזוזת אדמה על ידי בעל חיים מתחפרים
- מפולות בוץ וחול במדרון
סחף קרקע
סחף קרקע הוא החומר המצטבר מפעולות הסחיפה של נהר בעמק, במישור או בדלתא לפני הישפכו אל הים. זהו חומר עדין ורך יחסית הראוי לעיבוד חקלאי.
הקרקע יכולה להיסחף במהירות רבה ופעולות של האדם עלולות להאיץ את סחיפת הקרקע ולדלדל את פוריותה. לדוגמה : כריתת יערות לצורכי מסחר בעצים או להכשרת שטח לבניה מאיצה את סחיפת הקרקע ומדלדלת את כמויות החומר האורגני המצוי בה. בגלל חשיבותה של הקרקע לאדם, בארץ ובעולם כולו ננקטות שיטות שונות שנועדו לשמר את הקרקע ואת איכותה, לדוגמה: בניית מדרגות חקלאיות במידרונות ההרים, נטיעת עצים והוספת דשנים להגברת פוריות הקרקע.
הסיבות לסחיפת קרקע הרסנית הן על ידי מי הגשם והן על ידי הרוח, היא בהפרעת התנאים הטבעיים על ידי האדם, על ידי הסרת הצומח הטבעי ופירור הקרקע על ידי עיבוד.
הצומח הטבעי נהרס על ידי ברוא היער, שריפות, מרעה-יתר וחריש. שיעור ההרס של הקרקע לאחר שינויים אלה תלוי בתנאי המרקם והמבנה שלה, בתנאי האקלים (במיוחד במספר סופות הגשם החזקות בשנה) ובדרגת השיפוע.
לא כל סוגי הקרקע נתונים במידה שווה לסחיפה הרסנית. קרקעות מסוימות כגון לאטוסולים מסוימים או קרקעות חוליות שעברו אבולוציה אף יפיקו תועלת מהסרה אחידה של הקרקע העלית עד לעומק מסוים. דבר זה היה חושף מינרלים הבלויים פחות מתחת לפני השטח. אך קרקעות אלו, הודות לנקבוביות הגבוהה, נתונות פחות מכל קרקע אחרת לסחיפה מהירה. הקרקעות הכהות, מאידך, שבאופקיהן העליונים נמצאות ההצטברויות האורגניות של דורות רבים, נתונות ביותר לסחיפה, וכן גם כמה מקרקעות היער שתכולת החרסית שלהן גבוהה (למשל, קרקע הלס שבדרום הארץ).
גורמים משפיעים
ישנם כמה גורמים המשפיעים על הסחף
- ליתולוגיה – מאפייני הסלע, דוגמת הרכב כימי ומינרלוגי, מבנה ועוד, מהווים את אחד מהגורמים החשובים ביותר המשפיעים על סחף. מידת גיבוש הסלע – המציינת את אחיזתם של הגרגרים והגבישים זה בזה ובכך מאפשרת או מונעת את סחיפתו. ככל שהסלע מגובש יותר, כן הוא יהיה עמיד יותר לסחף.
- טופוגרפיה – מקום הימצאותו של המסלע ביחס לסביבה משפיע על שיעור הסחף שלו. כלל שהמסלע תלול יותר – הוא יהיה נתון לסחף רב יותר.
- טקטוניקה – לתהליכים טקטוניים יש גם השפעה על שיעור הסחף מאחר שהם משפיעים על הטופוגרפיה ועל תלילותו של המסלע. לדוגמה, גובהם של האלפים, מתאזן באמצעות תהליכי הסחף החלים בהם. בנוסף, היווצרות של סדקים והעתקים יוצרת אזורי חולשה בהם מתפוררים סלעים ומגדילה את פני השטח החשופים לסחף.
- אקלים – לאקלים קשר עקיף לסחף, והשפעתו מתבטאת בקביעת הסוכנים הניידים שיבצעו אותה בפועל: באקלים צחיח יפעל סחף רוחי, באקלים טרופי, סובטרופי וממוזג – סחף באמצעות מים, ובאקלים מושלג או אקלים קוטבי הסחף הוא סחף קרחונית.
- פלורה – השפעה עקיפה נוספת של האקלים מתבטאת בסוג הצמחייה המכסה את הקרקע או המסלע, וכתוצאה מכך – בעידוד או בריסון של תנועת מים ורוח. לדוגמה, שורשי צמחים עשויים לבקע סלעים ולחשוף אותם לסחף, או לקבע חוליות ולמנוע את סחיפתם באמצעות הרוח.
תוצרי הסחף
סחף הוא תהליך גאומורפולוגי המשנה ומעצב את הנוף. קיימים כמה מבנים האופייניים לו:
- קניון – עמק עמוקי ששוליו תלולים, הנוצר מסחף באמצעות נהר ונחל.
- מניפת סחף – הצטברות סחף שהובל בסחיפת נהרית ונחלית, המתפתחת על מישור שטוח במוצאו בצורה של מניפה.
- צוק – מבנה סלעי תלול בשולי קניונים או חופים, הנוצר מסחף באמצעות מים – נהרות, נחלים וגלי ים.
- חולית (דיונה) – גבעה הנוצרת באמצעות סחף רוחי. מבנה החולית הוא א-סימטרי, והוא מייצג את כיוון הרוח: מדרון מתון בכיוון ממנו נשבה הרוח ותלול בצדו השני. חוליות אופייניות מצויות בישראל בחופי קיסריה, אשקלון, ראשון לציון ואשדוד – שם מצויה הדיונה הגדולה, וכן בנגב – בבקעת עובדה, בחולות חלוצה ובדרומם – בחולות עגור.
- לס – קרקע הלס היא משקע הנותר מסחף רוחי.
- חמאדה (Hammada) – רמה מדברית צחיחה המרוצפת בשברי סלעים, שנחשפו לאחר שהרוח סחפה את גרגרי החול שכיסו אותם.
- בתרונות – מדרונות תלולים הנחרצים על ידי מים, נוצרים באזורים בהם מצויים חוליות וסלעי משקע שאינם מלוכדים ומהווים מבנה אופייני לסחף באמצעות מים.
שימושים
הובלת סדימנטים משמשת לפתירת בעיות רבות, ביניהן סביבתיות, גיאוטכניות וגאולוגיות. מדידה או סכימת סחף הסדימנטים או הבליה חשובה להנדסת חופים. תוכננו מספר מכשירים למדידת סחיפת סדימנטים, (PES – Praticle Erosion Simulator) אחד מהם הידוע בכינויו "חיה" (BEAST – Benthic Environmental Assessment Sediment Tool), כוויל לסכימת כמות סחיפת הסדמינטים.
תנועתם של הסדימנטים היא חיונית לסיפוק בית גידול לדגים ואורגניזמים נוספים בנהרות. לכן מנהלים של נהרות מפוקחים, שבדרך כלל "צמאים" לסדימנטים עקב סכרים, לרוב מנסים ליצור באופן מלאכותי שטפונות קצרים כדי לרענן את הקרקע ולבנות מחדש גדות. תנועת סדימנטים לתוך נביעה הנובעת מסכר יוצרת דלתאות נביעה. הדלתא הזאת תמלא את אגן הניקוז ובסופו של דבר או שיהיה צורך לרוקן את הנביעה או להסיר את הסכר. מידע על סחיפת סדימנים יכול לשמש לתכנון נכון של הארכת משך החיים של הסכר. גאולוגים יכול להשתמש בפתרון ההופכי של יחסי הובלת סדימנטים כדי להבין את עומק הזרימה, המהירות, וכיוון מסלעים סדימנטרים ומשקעים צעירים של חומרים אלוביאלים. זרימה בתעלות, מעל סכרים, ומסביב לבסיסי גשרים יכולים ליצור סחיפה של הקרקעית. סחיפה זאת יכולה לפגוע בסביבה ולחשוף או לערער את יסודות המבנה. ולכן ידע מעמיק על המנגנונים של סחיפת סדימנטים בסביבה בנויה חשובים עבור הנדסה אזרחית וימית.
ראו גם
לקריאה נוספת
- Encyclopedia of Geomorphology, Routledge, London 2004
קישורים חיצוניים
23169886סחף