Los procesos eólicos , también deletreados eólicos , pertenecen a la actividad del viento en el estudio de la geología y el clima y específicamente a la capacidad del viento para dar forma a la superficie de la Tierra (u otros planetas ). Los vientos pueden erosionar , transportar y depositar materiales y son agentes efectivos en regiones con escasa vegetación , falta de humedad del suelo y una gran cantidad de sedimentos no consolidados . Aunque el agua es una fuerza erosiva mucho más poderosa que el viento, los procesos eólicos son importantes en entornos áridos como los desiertos . [1]
El término se deriva del nombre del dios griego Eolo , el guardián de los vientos. [2]
La erosión del viento
El viento erosiona la superficie de la Tierra por deflación (la eliminación de partículas sueltas de grano fino por la acción turbulenta del viento) y por abrasión (el desgaste de las superficies por la acción de esmerilado y arenado por partículas transportadas por el viento).
Las regiones que experimentan una erosión intensa y sostenida se denominan zonas de deflación. La mayoría de las zonas de deflación eólica están compuestas por pavimento del desierto , una superficie en forma de lámina de fragmentos de roca que permanece después de que el viento y el agua han eliminado las partículas finas. Casi la mitad de las superficies desérticas de la Tierra son zonas pedregosas de deflación. El manto de roca en los pavimentos del desierto protege el material subyacente de la deflación.
Una mancha oscura y brillante, llamada barniz de desierto o barniz de roca, a menudo se encuentra en la superficie de algunas rocas del desierto que han estado expuestas en la superficie durante un largo período de tiempo. El manganeso , los óxidos de hierro , los hidróxidos y los minerales arcillosos forman la mayoría de los barnices y proporcionan brillo.
Las cuencas de deflación, llamadas reventones , son huecos formados por la eliminación de partículas por el viento. Los reventones son generalmente pequeños, pero pueden tener varios kilómetros de diámetro.
Los granos impulsados por el viento desgastan los accidentes geográficos . En partes de la Antártida, los copos de nieve arrastrados por el viento que técnicamente son sedimentos también han causado la abrasión de las rocas expuestas. [3] El triturado por partículas transportadas por el viento crea surcos o pequeñas depresiones . Los ventiladores son rocas cortadas y, a veces, pulidas por la acción abrasiva del viento.
Los accidentes geográficos esculpidos, llamados yardangs , tienen hasta decenas de metros de altura y kilómetros de largo y son formas que han sido aerodinámicas por los vientos del desierto. La famosa Gran Esfinge de Giza en Egipto puede ser un yardang modificado.
Lista de los principales movimientos eólicos
Los principales movimientos de polvo eólico global que se cree que influyen y / o están influenciados por el tiempo y la variación climática:
- Desde el Sahara (específicamente el Sahel y la Depresión de Bodélé ) se acumularon en promedio 182 millones de toneladas de polvo cada año entre 2007 y 2011, que pasaron por el borde occidental del Sahara a una longitud de 15W. Variación: 86% (2007/11). Destino: 132 millones de toneladas cruzan el Atlántico (promedio), 27,7 millones de toneladas caen en la cuenca del Amazonas (promedio), 43 millones llegan al Caribe. Texas y Florida también reciben el polvo. Los eventos se han vuelto mucho más comunes en las últimas décadas. Fuente: Datos de Nube-Aerosol Lidar e Infrarrojos Pathfinder Satellite Observation ( CALIPSO ) de la NASA . [4] Las tormentas de polvo invernal de Harmattan en África occidental también se producen y arrastran polvo al océano.
- Desde el desierto de Gobi hasta Corea, Japón, Taiwán (a veces) e incluso el oeste de EE. UU. Véase también polvo asiático .
- Desierto de Thar antes del monzón hacia Delhi, Uttar Pradesh, llanura indogangética . Véase también Tormentas de polvo indias de 2018 .
- Los vientos de Shamal de junio a julio arrastran polvo principalmente de norte a sur en Arabia Saudita, Irán, Irak, Emiratos Árabes Unidos y partes de Pakistán.
- Tormentas de polvo de Haboob en Sudán, Australia, Arizona asociadas con el monzón .
- Polvo de Khamsin de Libia, Egipto y Levante en primavera asociado con ciclones extratropicales .
- El evento Dust Bowl en EE. UU. Llevó arena hacia el este. Se depositaron 5500 toneladas en el área de Chicago.
- Vientos de arena de Sirocco de África / Sahara que soplan de norte a sur de Europa.
- El desierto de Kalahari sopla arena / polvo hacia el este a través del sur de África hacia el Océano Índico.
Transporte
Las partículas son transportadas por los vientos a través de suspensión, saltación (saltando o rebotando) y arrastrándose (rodando o deslizándose) por el suelo.
Las partículas pequeñas pueden mantenerse en suspensión en la atmósfera . Las corrientes de aire ascendentes soportan el peso de las partículas suspendidas y las mantienen indefinidamente en el aire circundante. Los vientos típicos cerca de la superficie de la Tierra suspenden partículas de menos de 0,2 milímetros de diámetro y las dispersan en forma de polvo o neblina .
La saltación es el movimiento de partículas a favor del viento en una serie de saltos o saltos. La saltación normalmente eleva partículas del tamaño de la arena a no más de un centímetro del suelo y avanza a la mitad o un tercio de la velocidad del viento. Un grano que salta puede chocar con otros granos que saltan para continuar con la saltación. El grano también puede golpear granos más grandes que son demasiado pesados para saltar, pero que avanzan lentamente a medida que son empujados por los granos saltadores. La fluencia superficial representa hasta el 25 por ciento del movimiento de granos en un desierto.
Las corrientes de turbidez eólica se conocen mejor como tormentas de polvo . El aire sobre los desiertos se enfría significativamente cuando la lluvia lo atraviesa. Este aire más frío y denso se hunde hacia la superficie del desierto. Cuando llega al suelo, el aire se desvía hacia adelante y barre los escombros de la superficie en su turbulencia como una tormenta de polvo.
Los cultivos , las personas, las aldeas y posiblemente incluso el clima se ven afectados por las tormentas de polvo. Algunas tormentas de polvo son intercontinentales, algunas pueden dar la vuelta al globo y, en ocasiones, pueden envolver planetas enteros. Cuando la nave espacial Mariner 9 entró en su órbita alrededor de Marte en 1971, una tormenta de polvo que duró un mes cubrió todo el planeta, retrasando así la tarea de hacer un mapa de la superficie del planeta. [5]
La mayor parte del polvo transportado por las tormentas de polvo se encuentra en forma de partículas del tamaño del limo . Los depósitos de este limo arrastrado por el viento se conocen como loess . El depósito de loess más grueso conocido, de 335 metros, se encuentra en la meseta de Loess en China . Este mismo polvo asiático es arrastrado por miles de millas, formando lechos profundos en lugares tan lejanos como Hawai. [6] En Europa y América , las acumulaciones de loess tienen generalmente de 20 a 30 metros de espesor. Los suelos desarrollados sobre loess son generalmente altamente productivos para la agricultura.
El transporte eólico desde los desiertos juega un papel importante en los ecosistemas a nivel mundial, por ejemplo, mediante el transporte de minerales desde el Sahara a la cuenca del Amazonas . [7] El polvo sahariano también es responsable de la formación de suelos de arcilla roja en el sur de Europa. [8] Los procesos eólicos se ven afectados por la actividad humana, como el uso de vehículos 4x4 . [9]
Los pequeños torbellinos, llamados remolinos de polvo , son comunes en tierras áridas y se cree que están relacionados con un calentamiento local muy intenso del aire que da como resultado inestabilidades de la masa de aire. Los remolinos de polvo pueden tener hasta un kilómetro de altura.
Declaración
Los materiales depositados por el viento contienen pistas sobre las direcciones e intensidades del viento tanto del pasado como del presente. Estas características nos ayudan a comprender el clima actual y las fuerzas que lo moldearon. Los cuerpos de arena depositados por el viento se presentan como capas de arena , ondulaciones y dunas .
Las capas de arena son parcelas arenosas planas, suavemente onduladas, cubiertas de granos que pueden ser demasiado grandes para la saltación. Forman aproximadamente el 40 por ciento de las superficies deposicionales eólicas. La capa de arena de Selima en el desierto del Sahara oriental, que ocupa 60.000 kilómetros cuadrados en el sur de Egipto y el norte de Sudán , es una de las capas de arena más grandes de la Tierra. La Selima es absolutamente plana en algunos lugares; en otros, las dunas activas se mueven sobre su superficie.
El viento que sopla sobre una superficie de arena ondula la superficie en crestas y valles cuyos ejes largos son perpendiculares a la dirección del viento. La longitud promedio de los saltos durante la saltación corresponde a la longitud de onda , o distancia entre crestas adyacentes, de las ondas. En las ondas, los materiales más gruesos se acumulan en las crestas y provocan una clasificación inversa . Esto distingue las pequeñas ondulaciones de las dunas, donde los materiales más gruesos se encuentran generalmente en las depresiones. Esta es también una característica distintiva entre las ondas depositadas por el agua y las ondas eólicas.
Acumulaciones de sedimentos arrastrados por el viento hacia un montículo o cresta , las dunas tienen suaves pendientes contra el viento en el lado de barlovento . La porción de sotavento de la duna, la pendiente de sotavento, es comúnmente una pendiente de avalancha empinada conocida como deslizamiento . Las dunas pueden tener más de un deslizamiento. La altura mínima de una cara deslizante es de unos 30 centímetros.
La arena arrastrada por el viento sube por el lado suave de la duna en contra del viento mediante saltación o arrastre. La arena se acumula en el borde, la parte superior de la superficie deslizante. Cuando la acumulación de arena en el borde excede el ángulo de reposo , una pequeña avalancha de granos se desliza por la superficie de deslizamiento. Grano a grano, la duna se mueve a favor del viento.
Ralph Alger Bagnold , un ingeniero del ejército británico que trabajó en Egipto antes de la Segunda Guerra Mundial, realizó algunas de las mediciones experimentales más significativas sobre el movimiento de la arena eólica . Bagnold investigó la física de las partículas que se mueven a través de la atmósfera y son depositadas por el viento. Reconoció dos tipos básicos de dunas, la duna de media luna, a la que llamó " barchan ", y la duna lineal, a la que llamó longitudinal o "seif" (árabe para "espada").
Un estudio de 2011 publicado en Catena examinó el efecto de la vegetación sobre la acumulación de polvo eólico en la estepa semiárida del norte de China. Usando una serie de bandejas con diferente cobertura vegetal y un modelo de control sin ninguna, los autores encontraron que un aumento en la cobertura vegetal mejora la eficiencia de la acumulación de polvo y agrega más nutrientes al medio ambiente, particularmente carbono orgánico. Sus datos revelaron dos puntos críticos: 1. la eficiencia de atrapar el polvo aumenta lentamente por encima del 15% de cobertura y disminuye rápidamente por debajo del 15% de cobertura. 2. con una cobertura de alrededor del 55% -75%, la acumulación de polvo alcanza su capacidad máxima. [10]
En Europa, la Comisión Europea solicitó al Centro Común de Investigación que desarrollara el primer mapa paneuropeo de erosión eólica. En un primer paso, un grupo de científicos ha utilizado el conjunto de datos de la capa superficial del suelo de LUCAS [11] para desarrollar la susceptibilidad a la erosión eólica de los suelos europeos. [12] Luego, han desarrollado un índice de susceptibilidad de la tierra [13] para hacer una evaluación cualitativa de la erosión eólica. Finalmente, modificaron el modelo RWEQ para estimar la pérdida de suelo debido a la erosión del viento en suelos agrícolas europeos. [14]
Un estudio cuantitativo de tres años sobre los efectos de la remoción de vegetación en la erosión eólica encontró que la remoción de pastos en un ambiente eólico aumentaba la tasa de deposición del suelo. En el mismo estudio, se demostró una relación entre la disminución de la densidad de las plantas y la disminución de los nutrientes del suelo. De manera similar, se demostró que el flujo de suelo horizontal a través del sitio de prueba aumenta con el aumento de la remoción de vegetación. [15]
Un estudio de 1998 publicado en Earth Surfaces Processes and Landforms investigó la relación entre la cobertura vegetal en superficies de arena con la tasa de transporte de arena. Se encontró que el flujo de arena disminuyó exponencialmente con la cobertura vegetal. Esto se hizo midiendo parcelas de tierra con diversos grados de vegetación frente a las tasas de transporte de arena. Los autores sostienen que esta relación se puede utilizar para manipular las tasas de flujo de sedimentos mediante la introducción de vegetación en un área o para cuantificar el impacto humano reconociendo el efecto de la pérdida de vegetación en los paisajes arenosos. [dieciséis]
Lecho cruzado de arenisca cerca de Mount Carmel Road, Parque Nacional Zion , que indica la acción del viento y la formación de dunas de arena antes de la formación de la roca (foto de NPS por George A. Grant , 1929)
Mesquite Flat Dunes en Death Valley mirando hacia las montañas Cottonwood desde el brazo noroeste de Star Dune (2003)
Depósito de eolianita del Holoceno en Long Island, Bahamas . Esta unidad está formada por granos de carbonato arrastrados por el viento. (2007)
Deposición eólica cerca de Addeha, Kola Tembien , Etiopía . (2019)
Aeroplancton
El aeroplancton o plancton aéreo son formas de vida diminutas que flotan y flotan en el aire, transportadas por la corriente del viento ; son el análogo atmosférico del plancton oceánico .
La mayoría de los seres vivos que componen el aeroplancton son de tamaño muy pequeño a microscópico , y muchos pueden ser difíciles de identificar debido a su diminuto tamaño. Los científicos pueden recolectarlos para estudiarlos en trampas y redes de barrido desde aviones , cometas o globos. [17]
El aeroplancton está formado por numerosos microbios , incluidos virus , alrededor de 1000 especies diferentes de bacterias , alrededor de 40.000 variedades de hongos y cientos de especies de protistas , algas , musgos y hepáticas que viven una parte de su ciclo de vida como aeroplancton, a menudo como esporas. , polen y semillas esparcidas por el viento . Además, los microorganismos peripatéticos son arrastrados al aire por las tormentas de polvo terrestres, y una cantidad aún mayor de microorganismos marinos transportados por el aire son impulsados hacia la atmósfera en forma de rocío marino. El aeroplancton deposita cientos de millones de virus transportados por el aire y decenas de millones de bacterias todos los días en cada metro cuadrado del planeta. [18] [19]
Ver también
- Forma de relieve eólica: formas de relieve producidas por la acción del viento
- Polvo asiático
- Fórmula de Bagnold : fórmula que relaciona la velocidad del viento y el transporte de masa
- Barchan - Una duna en forma de media luna
- Bibliografía de investigación eólica - Bibliografía de 2015 sobre el estudio del desprendimiento, transporte y deposición de sedimentos por el viento
- Ropa de cama cruzada
- Dreikanter : un tipo de ventifacto que normalmente se forma en entornos desérticos o periglaciales debido a la acción abrasiva de la arena que sopla.
- Duna : una colina de arena suelta construida por procesos eólicos o el flujo de agua.
- Médanos (geología)
- Deposición niveoeólica : deposición de sedimento sobre la nieve o el hielo por el viento.
- Saltación (geología) - Transporte de partículas por fluidos
- Sandhill : un tipo de comunidad ecológica o ecosistema xérico mantenido por incendios forestales
- Transporte de sedimentos : el movimiento de partículas sólidas, generalmente por gravedad y arrastre de fluidos.
- La física de la arena volada y las dunas del desierto - Libro de Ralph Alger Bagnold
- Ventifact : una roca que ha sido erosionada por arena o cristales de hielo impulsados por el viento.
- Erosión eólica en suelos ligeros europeos
- Yardang : un relieve eólico aerodinámico
Referencias
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enlaces externos
- La bibliografía de la investigación eólica
- Datos sobre la erosión eólica y las tormentas de polvo en las Grandes Llanuras , presentado por el Departamento de Documentos del Gobierno de la UNT
- "Investigación eólica" . Cite journal requiere
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( ayuda ) - Sociedad Internacional de Investigación Eólica, ISAR
- "Procesos eólicos" . USGS. 1997. Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2006 . Consultado el 1 de noviembre de 2006 .