Седиментация -Sedimentation

Седиментация – это отложение осадков . Это происходит, когда взвешенные частицы оседают из жидкости , в которой они увлекаются , и останавливаются на преграде. Это связано с их движением через жидкость в ответ на действующие на них силы : эти силы могут быть связаны с гравитацией , центробежным ускорением или электромагнетизмом . Осаждение — это выпадение взвешенных частиц через жидкость, а седиментация — конечный результат процесса отстаивания.

В геологии седиментация — это отложение отложений, в результате которого образуются осадочные породы . Этот термин широко применяется ко всему спектру процессов, которые приводят к образованию осадочных пород, от первоначальной эрозии через перенос наносов и осаждение до литификации отложений. Однако строгое геологическое определение седиментации — это механическое осаждение частиц осадка из исходной взвеси в воздухе или воде.

Осаждение может относиться к объектам различных размеров, начиная от крупных камней в проточной воде и заканчивая взвесями частиц пыли и пыльцы, суспензиями клеток и растворами отдельных молекул , таких как белки и пептиды . Даже маленькие молекулы создают достаточно сильную силу, чтобы вызвать значительную седиментацию.

Геология

Заиление

В геологии термин седиментация широко применяется ко всему спектру процессов, которые приводят к образованию осадочных пород, от первоначального образования отложений в результате эрозии частиц из обнажений горных пород, переноса и осаждения отложений до литификации отложений. Однако этот термин более конкретно применяется к отложению отложений, и в самом строгом смысле он применяется только к механическому отложению частиц отложений из исходной суспензии в воздухе или воде. Седиментация приводит к формированию осадочных форм рельефа и горных пород, составляющих осадочную летопись . Застройка земной поверхности за счет осадконакопления, особенно в долинах рек, называется аградацией .

Скорость седиментации – это толщина осадка, накапливающегося в единицу времени. Для подвешенного груза это может быть выражено математически уравнением Экснера . Скорость осадконакопления варьируется от менее 3 миллиметров (0,12 дюйма) для пелагических отложений до нескольких метров в год в некоторых частях дельт крупных рек . Однако долговременное накопление отложений определяется не столько скоростью осадконакопления, сколько скоростью оседания, что создает пространство для накопления отложений в течение геологических временных масштабов. Большая часть осадконакопления в геологической летописи происходила в виде относительно коротких эпизодов осадконакопления , разделенных длительными интервалами отсутствия отложения или даже эрозии.

Нежелательный повышенный перенос и осаждение взвешенных веществ называется заилением и является основным источником загрязнения водных путей в некоторых частях мира. Высокая скорость осаждения может быть результатом плохого землепользования и высокой частоты наводнений. Если не управлять им должным образом, это может нанести ущерб хрупким экосистемам принимающей стороны, таким как коралловые рифы. Изменение климата также влияет на скорость заиливания.

В устьевой среде на оседание может влиять наличие или отсутствие растительности. Деревья, такие как мангровые заросли, имеют решающее значение для ослабления волн или течений, способствуя оседанию взвешенных частиц.

Седиментация, усиленная человеком

Фотография плоского ландшафта с невысокой растительностью и водоемами.  На заднем плане стая водоплавающих птиц и холмы.
Дельта Гедиза с типичным природным ландшафтом дельты.
Стратегии усиления седиментации представляют собой проекты управления окружающей средой , направленные на восстановление и облегчение процессов застройки земель в дельтах . Доступность наносов и их отложение важны, поскольку дельты естественным образом опускаются и, следовательно, нуждаются в накоплении наносов для поддержания их высоты, особенно с учетом растущих темпов повышения уровня моря . Стратегии усиления седиментации направлены на увеличение седиментации на дельтовой равнине в первую очередь за счет восстановления обмена водой и наносами между реками и низменными дельтовыми равнинами. Стратегии увеличения наносов могут применяться для поощрения увеличения высоты суши для компенсации повышения уровня моря. В последнее время возрос интерес к стратегиям увеличения наносов из-за их способности поднимать высоту суши, что важно для долгосрочной устойчивости дельт.

Химия

В химии седиментация использовалась для измерения размера больших молекул ( макромолекул ), где сила тяжести дополняется центробежной силой в ультрацентрифуге .

Седиментационное равновесие

Когда частицы, осаждающиеся из суспензии, достигают жесткой границы, концентрации частиц на границе противодействует диффузия частиц. Распределение наносов вблизи границы приходит в седиментационное равновесие . Измерения распределения дают информацию о природе частиц.

Классификация

Классификация седиментации:

  • Седиментация типа 1 характеризуется частицами, которые оседают дискретно с постоянной скоростью оседания, или отложением богатых железом минералов по линиям тока вниз к точечному источнику. Они оседают в виде отдельных частиц и не флокулируют (прилипают друг к другу) при отстаивании. Пример: песок и гравийный материал
  • Седиментация 2-го типа характеризуется частицами, которые флокулируют во время седиментации и из-за этого их размер постоянно меняется и, следовательно, меняется скорость их осаждения. Пример: коагуляция квасцами или железом
  • Седиментация типа 3 также известна как зонная седиментация. В этом процессе частицы находятся в высокой концентрации (более 1000 мг/л), так что частицы имеют тенденцию оседать в виде массы, и присутствуют отчетливая прозрачная зона и зона шлама. Зональное отстаивание происходит при известковом умягчении, осаждении, осаждении активного ила и сгущении ила.

Смотрите также

Примечания