Více

10: Hromadné hnutí - geovědy

10: Hromadné hnutí - geovědy


10: Hromadné hnutí - geovědy

(X). Procesy svahu a masový pohyb

Úvod

Svahy svahů jsou důležitou součástí pozemské krajiny. Krajinu Země lze považovat za mozaiku svahových typů, od strmých hor a útesů až po téměř ploché pláně. Na většině svahů se v průběhu času přesouvá velké množství půdy a sedimentů prostřednictvím vzduchu, vody a ledu často pod přímým vlivem gravitace. Forma, kterou má svah, závisí na různých geomorfických procesech, které na něj působí. Svahy svahů jsou také zdrojem materiálů, které se používají ke konstrukci řady depozitních reliéfů.

V praxi mají svahy přímý i nepřímý vliv na řadu lidských činností. Strmost a strukturální stabilita svahů určuje jejich vhodnost pro zemědělství, lesnictví a lidské osídlení. Svahy se mohou také stát nebezpečím pro lidi, pokud se jejich materiály rychle pohybují v procesu hromadného chátrání.

Vstupy a výstupy do systému Hillslope

Můžeme začít studovat svahy tím, že je budeme považovat za systém reakcí na procesy. Systém svahu přijímá vstupy slunečního záření, srážek, pevných a rozpuštěných látek z atmosféry a nekonsolidovaného sedimentu pocházejícího ze zvětrávání podloží. Vstupy nekonsolidovaného sedimentu se řídí rychlostí zvětrávání. Obecně platí, že čím teplejší klima, tím vyšší je rychlost zvětrávání podloží. Rychlost vlhkosti je také ovlivněna přítomností vlhkosti.

Výstupy do svahů se vyskytují evapotranspirací, perkolací vody a pohybem rozpuštěných látek do podloží a odstraněním sedimentu proudy ledovci nebo oceánskými vlnami a proudy. Výstupy úlomků nebo sedimentů ze svahových systémů jsou řízeny především dostupností erozních mechanismů pro transport materiálu, který se hromadí na povrchu a základně svahu. Například přítomnost proudu na úpatí svahu podporuje odstranění sedimentu, který se pohybuje po svahu. Pokud je výtok proudu příliš malý na to, aby zvládl vstup nečistot, usazeniny se hromadí na úpatí svahu.

Rozsah vstupů a výstupů do svahu závisí na řadě faktorů, včetně geologie podloží, podnebí a povahy svahu k širší krajině. Rovnováha mezi vstupy a výstupy ze systému svahu má velkou kontrolu nad formou rozvíjejícího se svahu. V situacích, kde jsou řídicím faktorem vstupy, se říká, že sklon je omezený zvětráváním, protože výstupy rychle odstraňují veškeré hromadící se nečistoty. Tam, kde je potenciál zvětrávání vysoký, ale výstupy jsou omezené, je systém svahu klasifikován jako omezený na dopravu. Krajiny, které mají omezený transport, lze snadno rozpoznat podle hlubokého půdního profilu.

Masový pohyb a stabilita svahu

Existuje řada procesů, kterými lze materiály pohybovat systémem svahu. Tyto procesy jsou obecně známy jako hromadný pohyb nebo hromadné plýtvání. Fungování procesů hromadného pohybu závisí na vývoji nestability v systému svahu. Za těchto podmínek může dojít k selhání materiálu svahu v řadě časových měřítek. Některé druhy hromadného pohybu zahrnují poměrně rychlé, spontánní události. K náhlým poruchám obvykle dochází, když napětí působící na svahové materiály na krátkou dobu výrazně překročí jejich pevnost. V mnoha případech je typ hromadného pohybu produkován působením krátkodobých spouštěcích mechanismů. Hromadný pohyb může být také méně kontinuálním procesem, ke kterému dochází po dlouhou dobu. K pomalým poruchám často dochází, když aplikovaná napětí pouze překračují vnitřní pevnost systému svahu.

Jaké jsou zdroje napětí a síly působící v svahových materiálech? Jak jsme si všimli, hlavním zdrojem napětí je gravitační síla. Velikost této síly souvisí s úhlem svahu a hmotností sedimentů svahů a horniny. Následující rovnice modeluje tento vztah:

F = W sin & Oslash

kde F je gravitační síla, W je hmotnost materiálu vyskytujícího se v určitém bodě svahu a & Oslash je úhel sklonu.

Vnitřní pevnost systému svahu se mění v závislosti na povaze materiálů tvořících svah. Svahy svahů složené z sypkých materiálů, jako je písek a štěrk, odvozovaly svůj vnitřek od třecího odporu, který závisí na velikosti, tvaru a uspořádání částic. Svahy svahů skládající se z částic bahna a jílu získávají svou vnitřní sílu díky soudržnosti částic, která je řízena dostupností vlhkosti v půdě. Příliš mnoho vlhkosti rozbije soudržná pouta a může z pevného svahu udělat řeku bláta. Skalní svahy mají obecně největší vnitřní pevnost. Vnitřní pevnost v těchto systémech je odvozena od účinků tuhnutí a krystalizace magmatu nebo litifikace jednou uvolněných částic.

Stabilita svahu závisí na vztahu mezi napětími působícími na materiály tvořící svah a jejich vnitřní pevností. K masovému pohybu dochází, když napětí překročí vnitřní sílu. Tento stav není vždy způsoben nárůstem stresu. V některých případech může být vnitřní pevnost materiálů snížena během relativně krátkých časových období, což má za následek pohyb hmoty.

Mnoho faktorů může fungovat jako spouštěč selhání svahu. Jedním z nejčastějších jsou dlouhodobé nebo silné srážky. Srážky mohou vést k masovému pohybu třemi různými mechanismy. Tyto mechanismy často nepůsobí samy. Nasycení půdních materiálů zvyšuje hmotnost svahových materiálů, což pak vede k větší gravitační síle. Nasycení půdních materiálů může snížit soudržné vazby mezi jednotlivými částicemi půdy, což má za následek snížení vnitřní pevnosti svahu. A konečně, přítomnost podestýlkových rovin v materiálu svahu může způsobit, že materiál nad konkrétní rovinou pod úrovní terénu klouže po povrchu mazaném perkolační vlhkostí.

Zemětřesení jsou dalším běžným mechanismem, který může vyvolat masový pohyb. Seizmické vlny způsobené zemětřeseními vibrují svahové materiály. Tato vibrace může vést k selhání zvýšením napětí směrem dolů nebo snížením vnitřní síly sedimentů svahu pohybem částic.

Voda, transport sedimentů a svahy

Rainsplash je mikroskopický proces, který může být docela účinný při pohybu materiálu na svazích. Dopad kapek deště na povrch půdy často oddělí jednotlivá zrnka půdy a pohybuje se s nimi v určité vzdálenosti od jejich zdroje. Na rovných površích má účinek dešťové kapky za následek redistribuci materiálu bez jakéhokoli transportu v určitém směru. Na svahu však vliv gravitace a sklonu podporuje redistribuci většího množství materiálu ve svahu než ve svahu. Když svahy dosáhnou 25 stupňů nebo více, téměř veškeré přerozdělení nastane ve směru svahu.

Značný transport povrchových sedimentů na svazích probíhá dešťovou vodou a povrchovým odtokem. Na relativně plochých površích dochází k odtoku jako souvislá vrstva vody, která se běžně nazývá listová pračka. Erozivní potenciál mytí plechu je obvykle dosti omezený, protože tento typ toku je mělký a není turbulentní a nemůže snadno strhávat povrchové částice. Topografické nerovnosti však mohou rychle proměnit archy na malé kanály zvané rills. Rills se pak spojují do větších proudových kanálů a tak dále. Stébla a velké proudy koncentrují pohyb vody, což způsobuje zvýšení rychlosti proudění a turbulence. Vyšší rychlosti proudění a turbulence vedou k většímu potenciálu strhávání a následného transportu svahových materiálů.

Hromadný pohyb v nesoudržných materiálech

Mnoho svahů je složeno z nesoudržných, hrubozrnných sedimentů. Tento typ svahu je společný rysům reliéfu, jako jsou naplavené větráky, sutě, kužely talusu, písečné duny a usazeniny ledovcových výplachů. Na svazích tohoto typu k hromadnému pohybu často dochází klouzáním nebo válcováním malého počtu částic při vývoji lokalizovaných nestabilit (obrázek 10x-1). V některých případech se tyto pohyby mohou organizovat do větších lavin pomocí dominového efektu. Hromadný pohyb na nesoudržných materiálech může také nastat prostřednictvím mělkého klouzání. K mělkému sklouznutí dochází, když se těsně pod povrchem svahu vyvíjejí roviny slabosti. Roviny slabosti se vyvíjejí tam, kde v sedimentu dochází k horizontálnímu vrstvení. Toto vrstvení může být způsobeno povahou ukládání sedimentů, perkolací vody nebo přítomností podpovrchové půdy, sedimentů nebo vrstev hornin.

Hromadný pohyb v soudržných materiálech

Svahy vytvořené z jílů a sedimentů sedimentů vykazují poněkud unikátní procesy hromadného pohybu. Částice jílu a bahna mají stupeň soudržnosti, který jim dává potenciálně větší vnitřní pevnost než nesoudržné sedimenty. K této soudržnosti dochází díky elektrochemickým vazbám, které působí mezi částicemi, a účinkům povrchového napětí vodních filmů, které se tvoří kolem částic. Oba tyto zdroje soudržnosti jsou závislé na obsahu vlhkosti. Maximální soudržnosti je dosaženo, jsou -li podmínky pro výrobu nábytku mírné. Příliš mnoho nebo příliš málo vody snižuje pevnost soudržnosti.

Dva běžné typy pohybů hmoty v soudržných materiálech jsou rotační skluzy a bahno. Oba tyto procesy probíhají ve velmi krátkých časových obdobích. Rotační skluzy nebo propady se vyskytují podél jasně definovaných rovin slabosti, které mají obecně konkávní formu pod zemským povrchem (obrázek 10x-2). Rotační skluz může být způsoben řadou faktorů. Nejčastějším mechanickým důvodem, proč k nim dochází, je eroze na základně svahu, která snižuje podporu nadložních sedimentů. Eroze na úpatí svahu může být způsobena přítomností proudového kanálu nebo působením vln.

Tok bahna nastává, když jsou svahové materiály tak nasycené, že se ztratí soudržné vazby mezi částicemi. Nasycený materiál pak proudí jako hustý svah tekutiny (obrázek 10x-3). Tok se zastaví, když ztráta vody prosakováním způsobí ztuhnutí sedimentu. Toky bahna se mohou vyskytovat na velmi malých úhlech sklonu, protože vnitřní třecí odpor částic a soudržnost jsou zanedbatelné.

Některé procesy hromadného pohybu působící na soudržné materiály se vyskytují po velmi dlouhou dobu. Jedním z nejrozšířenějších z těchto procesů je dotvarování půdy. Tečení půdy zahrnuje pohyb svahových sedimentů v řadě četných cyklických kroků (Obrázek 10x-4). Tento proces často způsobují cyklické efekty kolísání teploty, kolísání vlhkosti a gravitace na nakloněných půdních sedimentech.

Obrázek 10x-4: Následující animace modeluje proces dotvarování půdy. K tečení půdy může dojít pouze ve svahu. K tomu dochází, když nějaký mechanismus způsobí, že se povrchová vrstva půdy rozšíří a smrští. Mechanismy, které mohou způsobit tuto expanzi a kontrakci, zahrnují cyklické změny teploty půdy a mositure. Expanze posouvá částice půdy nahoru a kolmo na úhel svahu. Když dojde ke kontrakci, částice půdy se pod vlivem gravitace pohybují dolů. Jak je znázorněno na animaci, úhel tohoto pohybu se liší od úhlu pohybu v důsledku expanze. Čistým výsledkem je pomalý pohyb materiálu svahu po svahu.

(Pro zobrazení této animace musí mít váš prohlížeč Apple QuickTime zapojit. The QuickTime modul plug-in je k dispozici pro počítače s operačním systémem Macintosh a Windows a lze jej ZDARMA stáhnout z webu World Wide Web www.apple.com/quicktime).

Solifluction je pomalý pohyb půdy způsobený působením mrazu a tání. Tento proces je rozšířený v polárních a subpolárních oblastech, kde permafrost existuje. Solifluction nastává, když jsou sezónní nebo denní výkyvy teplot nad bodem mrazu. Při těchto teplotách horní část povrchu půdy a permafrost tají a vytvářejí podmáčenou hmotu, protože podpovrchový led brání odvodnění. Podmáčená hmota pak teče dolů po svahu jako laloky sedimentu a povrchové vegetace.

Hromadný pohyb na svazích Hard Rock

Hromadný pohyb na svazích tvrdých skal je často dramatický a rychlý (obrázek 10x-5). Tvrdé horniny odvozují svoji vnitřní sílu hlavně od silných mezigranulárních vazeb, které se tvoří, když magma ochlazuje a krystalizuje nebo kdy litifikace vyskytuje se v usazené horniny. Díky své silné vnitřní síle mohou mít svahy tvrdých skal relativně strmé úhly. Nicméně spolu s tím se vyskytují i ​​slabé stránky lůžkoviny letadla a klouby přirozeně se v těchto materiálech nachází. Většina masových pohybů na svazích tvrdých hornin zahrnuje pohyb malých úlomků horniny uvolněných gravitačním stresem a/nebo procesy zmrazení a rozmrazení směrem dolů. Těmto druhům hromadného ničení říkáme rockfalls.

Pohyb horniny po svahu ve větším měřítku může také nastat podél dobře definovaných klouby nebo lůžkoviny letadla. Tento typ pohybu se nazývá a skalní skluz. Většina skalních sesuvů se vyskytuje kvůli svahu a vrstvám hornin ponořit se stejným směrem (Obrázek 10x-6). V těchto případech dochází ke skluzu, když se vyvine lomová rovina, která způsobí sklouznutí překrývajících se materiálů.

Ne všechny skluzavky jsou výsledkem výše popsaného postupu. Skála, která 29. dubna 1903 pokrývala město Frank, Alberta, Kanada, byla částečně způsobena lidskou činností (Obrázek 10x-7). Sedimentární horninové vrstvy v Želví hoře ponořené daleko od údolí obsahujícího hornické město Frank. Nicméně, klouby ve vápencových vrstvách se ponořilo směrem k městu. Hora byla také složena z několika strukturálně slabých vápenců, břidlic, prachovců a uhelných vrstev, které byly deformovány hmotností výše položeného masivnějšího vápence. Nakonec těžba uhlí na základně Želví hory snížila podporu na nadložní materiály. Tyto faktory společně vedou k náhlému pohybu 33 milionů metrů krychlových horniny přibližně za dvě minuty.


Hromadný pohyb

Naši redaktoři zkontrolují, co jste odeslali, a určí, zda článek zrevidují.

Hromadný pohyb, také zvaný Hromadné plýtvání, hromadné pohyby půdy a skalních úlomků dolů po svazích v reakci na gravitační sílu nebo rychlé nebo postupné klesání zemského povrchu Země v převážně vertikálním směru. Dříve se termín hromadné plýtvání vztahoval k řadě procesů, kterými se velké hmotnosti korových materiálů pohybují gravitací z jednoho místa na druhé. Nověji byl termín masový pohyb nahrazen tak, aby zahrnoval procesy hromadného úbytku a potopení omezených oblastí zemského povrchu Země. Hromadným pohybům na svazích a klesajícím masovým pohybům často napomáhá voda a význam obou typů je tím, co každý hraje při změně reliéfu.

Rozmanitost pohybů sestupné hmoty odráží rozmanitost faktorů, které jsou zodpovědné za jejich původ. Mezi tyto faktory patří: zvětrávání nebo erozní pokryv na svazích, který je obvykle náchylný k masovému pohybu, charakter a struktura hornin, jako jsou odolná propustná lůžka náchylná ke sklouznutí kvůli podložním nepropustným horninám odstranění vegetačního krytu, což zvyšuje svah náchylnost k masovému pohybu snížením jeho stability umělé nebo přirozené zvýšení strmosti svahu, což obvykle vyvolá otřesy zemního zemského pohybu, které ovlivňují rovnováhu svahu a zvyšují pravděpodobnost masového pohybu a tekoucí podzemní vody, která vyvíjí tlak na částice půdy a zhoršuje stabilitu svahu. Tyto faktory ovlivňující podmínky svahu se často kombinují s klimatickými faktory, jako jsou srážky a mrazová aktivita, aby se vytvořil pohyb hmoty svahu.

Mezi typy masových pohybů způsobených výše uvedenými faktory patří: prudký pohyb a volný pád uvolněných bloků pevné horniny, známý jako rockfalls. skalní materiál, známý jako vyboulený: mnohost pohybů svahu podloží a jiných nečistot způsobených oddělením svahové části podél roviny s nejmenším odporem nebo kluzkým povrchem, souhrnně nazývané sesuvy půdy, rozdělení hmoty podél konkávní hlavy, pohybující se dolů po zakřiveném kluzkém povrchu a hromadící se na úpatí svahu, známém jako propad, nasycení úlomků a zvětralého materiálu dešťovými srážkami v horní části svahu nebo údolí, což zvyšuje hmotnost úlomků a způsobuje pomalý pohyb po svahu, tzv. zemský tok rychle se pohybující zemský tok s vyšším obsahem vody, známý jako bahenní tok rychle se pohybující zemský tok v horské oblasti, nazývá se tok trosek nebo lavina a pohyb svahu povrchově nasyceného materiálu nasyceného vlhkostí, známý jako solifluction, přes zmrzlý substrátový materiál, který se vyskytuje v subarktických oblastech během sezónních období povrchového tání.

Potápějící se masové pohyby se vyskytují relativně rychlým způsobem, známým jako pokles, a postupným způsobem, nazývaný osídlení. Pokles zahrnuje kolaps střechy nebo rozpad podpovrchové dutiny, jako je jeskyně. V oblastech, kde se těží uhlí, sůl a rudy kovů, je patrný rozsáhlý pokles. Mořská eroze někdy způsobuje kolaps střechy mořských jeskyní. Oblasti krasové topografie budou vykazovat rozsáhlé poklesy ve formě závrtů způsobených podzemní drenáží. Jiné typy poklesů způsobených podzemními roztoky byly nalezeny v křídových, sádrových, anhydritových, halitových (solných) a sprašových terénech. Tání podzemního ledu také přispívá k poklesu, jako je tvorba ledovcových kotlů a prohlubní po sezónním povrchovém tání trvale zmrzlé půdy. Chemický rozklad podpovrchových hornin a rud je také příčinou poklesu. Další formou poklesu je strmá stěna, známá jako sopečná jímka, vytvořená po stažení magmatu zpod zemského povrchu.

K postupnému usazování omezených oblastí zemského materiálu dochází prostřednictvím konsolidace půdy a horniny stlačením nebo odstraněním tekutin z pórových prostor a zhroucením struktury zrna. Nejrozšířenější příčinou konsolidace je povrchové zatížení, jako je pokračující depozice sedimentů v mořských a jezerních korytech nebo zátěže působící na souš ledovcovými ledovými příkrovy nebo ložisky vyplachování. Struktury vytvořené lidmi také způsobují povrchové zatížení, konsolidaci a osídlení. Konsolidace je také způsobena snížením hladiny podzemní vody. Extrakce tlakové vody nebo oleje z hloubky pod povrchem způsobí kolaps pórových prostorů a zpevnění horninového materiálu. Ke kolapsu struktury zrna obvykle dochází smáčením horninových materiálů, jako jsou jíly a písky, což způsobuje, že se struktura zrn posune a usadí v kompaktnější a hustší konfiguraci.

Tento článek byl naposledy revidován a aktualizován Amy Tikkanen, manažerem oprav.


10: Hromadné hnutí - geovědy

Hromadné pohyby jsou součástí kontinua erozních procesů mezi zvětráváním a proudovým transportem. Hromadný pohyb způsobuje, že se regolit a skála pohybují dolů po svahu, kde dříve nebo později budou volné částice zachyceny jiným transportním činidlem a nakonec se přesunou na místo ukládání, jako je oceánská nádrž nebo dno jezera.

Hromadné pohybové procesy probíhají nepřetržitě na všech svazích, některé působí velmi pomalu, jiné se objevují velmi náhle, často s katastrofálními následky.

V této diskusi doufáme, že zodpovíme následující otázky:

    Co určuje, zda je svah stabilní nebo nestabilní?

Začneme diskusí o silách působících na povrchu, které způsobují hromadné pohyby.

Gravitace je hlavní silou odpovědnou za masové pohyby.

    Kolmá složka gravitace, gp, pomáhá držet objekt na místě na svahu.

Přestože voda není vždy přímo zapojena jako transportní médium v ​​procesech hromadného pohybu, hraje důležitou roli.

Přidání vody ze srážek nebo tání sněhu dodává svahu na váze. Voda může proniknout do půdy nebo skály a nahradit vzduch v prostoru pórů nebo zlomeninách. Protože je voda těžší než vzduch, zvyšuje se tím hmotnost půdy.

Pokud je materiál nasycen vodou, vibrace by mohly způsobit zkapalnění, stejně jako se to často děje během zemětřesení.

Voda může snížit tření podél kluzné plochy.

Voda má schopnost měnit úhel sklonu (úhel sklonu, což je stabilní úhel sklonu).

  • Suchá nekonsolidovaná zrna vytvoří hromadu se sklonem určeným podle úhel klidu. Úhel klidu je nejstrmější úhel, ve kterém hromada nekonsolidovaných zrn zůstává stabilní, a je řízen třecím kontaktem mezi zrny. Obecně platí, že u suchých materiálů se úhel klidu zvyšuje s rostoucí velikostí zrna, ale obvykle leží mezi asi 30 a 45 o. Hrubozrnnější a hranatější částice mají strmější úhel klidu než jemnozrnné a zaoblené částice.
  • Mírně vlhké nekonsolidované materiály vykazují velmi vysoký úhel klidu, protože povrchové napětí mezi vodou a zrny má tendenci držet zrna na místě.
  • Když je materiál nasycen vodou, úhel klidu se sníží na velmi malé hodnoty a materiál má tendenci proudit jako tekutina. Voda se totiž dostává mezi zrna a eliminuje třecí kontakt zrn k zrnu.

Problémové materiály Země

  • Rozsáhlé a Hydrokompaktní půdy - Jedná se o půdy, které obsahují vysoký podíl typu jílového minerálu zvaného smektity nebo montmorillinity. Tyto jílovité minerály expandují, když zvlhnou, protože voda vstupuje do krystalové struktury a zvětšuje objem minerálu. Když takové jíly vyschnou, ztráta vody způsobí zmenšení objemu a hlinky se zmenší nebo zhutní (Tento proces se označuje jako hydrokompakt).

Dalším materiálem, který vykazuje podobné bobtnání a zhutňování v důsledku přidání nebo odstranění vody, je rašelina. Rašelina je materiál bohatý na organické látky nahromaděný na dně bažin jako rozpadající se rostlinná hmota.

  • Citlivé půdy - v některých půdách jsou jílové minerály uspořádány náhodně, s velkým pórovitým prostorem mezi jednotlivými zrny. Toto je často označováno jako struktura „karet karet“. Zrna jsou často držena v této poloze solemi (jako je sádra, kalcit nebo halit) vysráženými v pórovém prostoru, které "slepují" částice dohromady. Jak voda diskutuje výše, jak proniká do prostorů pórů, může být absorbována na jílové minerály a může rozpouštět soli držící pohromadě "sklad karet".

Zhutnění půdy nebo protřepání půdy tak může způsobit rychlou změnu struktury materiálu. Minerály jílu se pak vzájemně spojí a otevřený prostor se zmenší.

To však může způsobit ztrátu pevnosti půdy ve smyku a způsobit sklouznutí ze svahu nebo zkapalnění.

Slabé materiály a struktury

Skály často obsahují rovinné struktury, které se po přidání hmotnosti nebo odebrání podpory stanou kluznými povrchy.


    Slabé vrstvy - některé kameny jsou silnější než jiné. Zejména jílové minerály obecně mívají nízkou pevnost ve smyku. Pokud se mezi silnějšími horninami nebo půdami objeví slabá hornina nebo půda, bude nejpravděpodobnějším místem selhání slabá vrstva, zvláště pokud se vrstva ponoří směrem dolů po svahu, jako na obrázku výše. Podobně sypký nekonsolidovaný písek nemá soudržnou pevnost. Ze vrstvy takového písku se pak ve svahu stane slabá vrstva.

  • Foliační roviny - Foliace v metamorfovaných horninách je způsobena především zarovnáním listových silikátových minerálů. Vzhledem k tomu, že se křemičitany plechu mohou snadno lámat rovnoběžně s jejich strukturou, může se foliace nebo schistosita stát kluzným povrchem, zvláště pokud se ponoří ve směru svahu.

Hromadné pohyby

  1. Selhání svahu - náhlá porucha svahu vedoucí k přepravě úlomků z kopce klouzáním, valením, pádem nebo sesunutím.
  2. Toky sedimentů - materiál teče z kopce smíchaný s vodou nebo vzduchem.
  • Propady -typy skluzavek, kde k otáčení horniny nebo regolitu směrem dolů dochází podél zakřiveného povrchu. Horní povrch každého propadového bloku zůstává relativně nerušený, stejně jako jednotlivé bloky. Propady zanechávají na svahu kopce obloukovité jizvy nebo prohlubně. Silné deště nebo zemětřesení obvykle způsobují propady.
  • Rock Falls a Falls Falls - K skalním pádům dochází, když se kus skály na prudkém svahu uvolní a spadne ze svahu. Pády trosek jsou podobné, kromě toho, že zahrnují směs půdy, regolitu a skal. Pád kamene může být jedna skála nebo hromada kamenů a padající kameny mohou při srážce s útesem vytlačit jiné kameny. Na základně většiny útesů je nahromadění padlého materiálu nazývané talus. Sklon talusu je řízen úhlem klidu pro velikost materiálu. Vzhledem k tomu, že talus vzniká hromaděním velkých hornin nebo masy úlomků, je úhel klidu obvykle větší, než by tomu bylo u písku.
  • Skalní skluzavky a skluzavky - Skalní skluzavky a skluzavky vznikají, když kameny nebo úlomky sklouznou po již existujícím povrchu, například v rovině podestýlky nebo povrchu spoje. Hromady talusu jsou běžné na úpatí skluzavky nebo skluzavky.

Toky sedimentů nastávají, když je na horniny a regolit aplikována dostatečná síla, aby začaly proudit dolů po svahu. Proud sedimentu je směsí horniny, regolitu s trochou vody. Mohou být rozděleny do dvou typů v závislosti na množství přítomné vody.

  1. Tekutina kejdy
  2. - jsou toky sedimentů, které obsahují asi 20 až 40% vody. Jak se obsah vody zvyšuje nad asi 40%, kaše teče do proudů.
  3. Granulované toky
  4. - jsou toky sedimentů, které obsahují mezi 20 a 0% vody. Pamatujte, že zrnité proudění je možné s malým nebo žádným množstvím vody. Chování podobné tekutinám je dáno těmito toky smícháním se vzduchem.

Každá z těchto tříd toků sedimentů může být dále rozdělena na základě rychlosti, při které dochází k proudění.

Solifluction - průtok rychlostí měřenou v řádu centimetrů za rok regolitu obsahujícího vodu. Solifluction vytváří na svazích kopců výrazné laloky (viz obrázek 16.2d) ve vašem textu). Vyskytují se v oblastech, kde půda zůstává zmrzlá a poté se na krátkou dobu rozmrazí, aby se nasytila ​​vodou.

Toky trosek- ty se vyskytují při vyšších rychlostech než solifluction a často jsou důsledkem silných dešťů způsobujících nasycení půdy a regolitu vodou. Někdy začínají propady a poté tečou z kopce dolů a vytvářejí laloky s nepravidelným povrchem skládajícím se z hřebenů a brázd.

Mudflows- vysoce tekutá, vysokorychlostní směs sedimentu a vody, která má konzistenci vlhkého betonu. Ty jsou obvykle důsledkem silných dešťů v oblastech, kde je nadbytek nezpevněných sedimentů, které mohou být zachyceny potoky. Po silném dešti se tedy proudy mohou proměnit v bahenní toky, protože nabírají stále více uvolněného sedimentu. Mudflows mohou cestovat na dlouhé vzdálenosti přes mírně se svažující koryta potoků. Vzhledem k jejich vysoké rychlosti a dlouhé vzdálenosti jsou potenciálně velmi nebezpeční. Nazývají se bahenní toky na sopkách lahars.

Plížit se- velmi pomalý, obvykle nepřetržitý pohyb regolitu po svahu. Creep se vyskytuje téměř na všech sjezdovkách, ale sazby se liší. Důkaz dotvarování je často vidět na ohnutých stromech, přesazích na silnicích a plotech a nakloněných sloupech inženýrských sítí (viz obrázek 16.2c v textu).

Zemní toky - jsou obvykle spojeny s prudkými dešti a pohybují se rychlostí mezi několika cm/rok a 100 s m/den. Obvykle zůstávají aktivní po dlouhou dobu. Obvykle mají tendenci být úzké jazykovité rysy, které začínají ve škarpě nebo malém útesu

Toky obilí - obvykle se tvoří v relativně suchém materiálu, jako je písečná duna, ve strmém svahu. Drobná porucha posílá suchá nekonsolidovaná zrna rychle dolů ze svahu.

Trosky laviny - Jedná se o velmi vysoké toky velkoobjemových směsí horniny a regolitu, které jsou důsledkem úplného kolapsu horského svahu. Pohybují se po svahu a poté mohou cestovat na značné vzdálenosti po relativně mírných svazích. Často je vyvolávají zemětřesení a sopečné erupce. Sněhové laviny jsou podobné, ale obvykle zahrnují pouze sníh.

Hromadné pohyby v chladném podnebí

Hromadné pohyby v chladném podnebí se řídí skutečností, že voda je během dlouhých období roku zmrzlá jako led. Led, přestože je pevný, má schopnost proudit a k pohybu mohou přispět i cykly zmrazování a rozmrazování.

  • Skalní ledovce - lalok slinutého skalního odpadu (většinou kameny s ledem mezi bloky), který se pomalu pohybuje z kopce (viz obrázek 16.2e v textu).

K hromadným pohybům dochází také na svazích v oceánských pánvích. Většina selhání svahu může nastat v důsledku nadměrné akumulace sedimentů na svahu nebo v podmořském kaňonu, nebo by k tomu mohlo dojít v důsledku šoku, jako je zemětřesení. Mohou nastat 3 typy - (1) Propad ponorek a ndash Soudržné bloky se lámou a kloužou, podobně jako propady na souši. (2) Toky podmořských úlomků & ndash Pohybující se materiál se rozpadá a proudí, podobně jako toky úlomků na souši. (3) Sediment se pohybuje jako turbulentní mrak, nazývaný a zákalový proud. (Viz obrázek 16.10 ve vašem textu).

Poruchy gigantických podmořských svahů jsou rozšířené na dně oceánu, zejména kolem ostrovů jako Havaj a mimo východní a zálivová pobřeží Severní Ameriky. Jsou mnohem větší než selhání svahů na pevnině a jsou důležitým procesem vyřezávání přilehlé půdy. Když k nim dojde, vytvoří katastrofální tsunami. (Viz obrázky 16.11 ve vašem textu).

Hromadný pohyb může nastat kdykoli, když se svah stane nestabilním. Někdy, jako v případě tečení nebo soliflukce, je sklon po celou dobu nestabilní a proces je kontinuální. Ale jindy mohou nastat spouštěcí události, které způsobí náhlou nestabilitu. Zde diskutujeme hlavní spouštěcí události, ale je třeba poznamenat, že pokud je sklon velmi blízko nestability, může být nezbytná pouze malá událost, která způsobí selhání a katastrofu. Může to být něco tak jednoduchého, jako když mravenec odstraní jediné zrnko písku, které drží svah na místě.

    Rázy a vibrace - Náhlý šok, například zemětřesení, může způsobit nestabilitu svahu. Drobné otřesy, jako jsou těžké kamiony, které se prohánějí po silnici, stromy ve větru nebo exploze způsobené lidmi, mohou také vyvolat události hromadného pohybu.

  • Úprava sklonu - Úprava sklonu buď lidmi, nebo přirozenými příčinami může mít za následek změnu úhlu sklonu tak, aby již nebyl v úhlu klidu. Hromadný pohyb pak může svahu vrátit jeho úhel klidu.
  • Podříznutí - proudy, které narušují břehy nebo surfují po pobřeží, mohou podříznout svah a způsobit tak jeho nestabilitu.
  • Sopečné erupce - způsobují výbuchy jako výbuchy a zemětřesení. They can also cause snow to melt or discharges from crater lakes, rapidly releasing large amounts of water that can be mixed with regolith to reduce grain to grain contact and result in debris flows, mudflows, and landslides.

Assessing Mass Movement Hazards

As we have seen mass movements can be extremely hazardous and result in extensive loss of life and property. But, in most cases, areas that are prone to such hazards can be recognized with some geologic knowledge, slopes can be stabilized or avoided, and warning systems can be put in place that can reduce vulnerability.

Because there is usually evidence in the form of distinctive deposits and geologic structures left by recent mass movements, it is possible to construct maps of all areas prone to possible landslide hazards (see the National Landslide hazards map at http://landslides.usgs.gov/hazards/nationalmap/).

Detailed local maps can usually be obtained from individual state agencies.

Planners can use such hazards maps to make decisions about land use policies in such areas or, as will be discussed below, steps can be taken to stabilize slopes to attempt to prevent a disaster or minimize its effects.

Short-term prediction of mass-wasting events is somewhat more problematical. For earthquake triggered events, the same problems that are inherent in earthquake prediction are present. Slope destabilization and undercutting triggered events require constant monitoring. Mass movement hazards from volcanic eruptions can be predicted with the same degree of certainty that volcanic eruptions can be predicted, but again, the threat has to be realized and warnings need to be heeded. Hydrologic conditions such as heavy precipitation can be forecast with some certainty, and warnings can be issued to areas that might be susceptible to mass movement processes caused by such conditions. Still, it is difficult of know exactly which hill slope of the millions that exist will be vulnerable to an event triggered by heavy rainfall.

Some warning signs can be recognized by observations of things around you:

  • Springs, seeps, or saturated ground in areas that have not typically been wet before.
  • New cracks or unusual bulges in the ground, street pavements or sidewalks.
  • Soil moving away from foundations.
  • Ancillary structures such as decks and patios tilting and/or moving relative to the main house.
  • Tilting or cracking of concrete floors and foundations.
  • Broken water lines and other underground utilities.
  • Leaning telephone poles, trees, retaining walls or fences
  • Offset fence lines.
  • Sunken or down-dropped road beds.
  • Rapid increase in creek water levels, possibly accompanied by increased turbidity (soil content).
  • Sudden decrease in creek water levels though rain is still falling or just recently stopped.
  • Sticking doors and windows, and visible open spaces indicating jambs and frames out of plumb.
  • A faint rumbling sound that increases in volume is noticeable as the landslide nears.
  • Unusual sounds, such as trees cracking or boulders knocking together, might indicate moving debris. (from USGS Landslide Hazards -http://landslides.usgs.gov/learn/prepare.php)

Prevention and Mitigation


Všechno svahy are susceptible to mass movement hazards if a triggering event occurs. Thus, all slopes should be assessed for potential landslide hazards. Mass movements can sometimes be avoided by employing engineering techniques to make the slope more stable. Among them are:

  • Steep slopes can be covered or sprayed with concrete covered or with a wire mesh to prevent rock falls.
  • Retaining walls could be built to stabilize a slope.
  • If the slope is made of highly fractured rock, rock bolts may be emplaced to hold the slope together and prevent failure.
  • Drainage pipes could be inserted into the slope to more easily allow water to get out and avoid increases in fluid pressure, the possibility of liquefaction, or increased weight due to the addition of water.
  • Oversteepened slopes could be graded to reduce the slope to the natural angle of repose.
  • In mountain valleys subject to mudflows, plans could be made to rapidly lower levels of water in human-made reservoirs to catch and trap the mudflows.
  • Trees or other vegetation could be planted on bare slopes to help hold soil.

Some slopes, however, cannot be stabilized, or only stabilized at great expense. In these cases, humans should avoid these areas or use them for purposes that will not increase susceptibility of lives or property to mass movement hazards.

Hopefully the information provided here will help you avoid death or loss of your property by mass movement

Examples of questions on this material that could be asked on an exam

    What is the main force responsible for mass movements? How is this force affected by slope angle?


Tour the National Parks

The national parks may be America's best idea, saving the finest parts of the nation for everyone to enjoy forever. What better way to learn about the natural world than to tour the parks with us? We'll explore how the mountains and valleys formed and why they often come with volcanoes and earthquakes. You'll see what really killed the dinosaurs and how we can help save their modern relatives in the parks. With film clips, slide shows, and our geological interpretations of classic rock songs, isn't it time for a road trip?

Tour Overview

Watch a brief video introduction from Dr. Alley!

GEOSC 10 Introduction with Dr. Richard Alley
Click for transcript

Welcome to Geosciences 10. I'm Richard Alley, and I'll be your tour guide to the geology of the national parks. In the course of the semester, we're going to visit some of the most beautiful and interesting places in the world. We're going to ask some big questions. Why are there mountains and volcanoes and earthquakes? Um, why are the mountains torn down by rivers, by glaciers? Um, what's the history of this planet, how do we live on the planet, how do we stay happy and healthy and terrific with the planet? And while we're doing it, we are going to visit some of the most beautiful and wonderful places on the planet. By the end of the semester, we're all going to know a lot more about the national parks, and you are going to be so excited that next summer you're going to be off to visit one because they're such wonderful places. Have a great semester. I'm going to jump on my bicycle and head into school and get to it.

Trip Reviews

The more I learned in your class, the more I wanted to learn.

Your enthusiasm and passion for the subject matter was very inspiring, and I looked forward to doing the assignments and readings each week.

I did not want to leave school behind me without letting you know how much your class meant to me, and how much it helped me.

About Your Guides

Dr. Richard Alley, Evan Pugh Professor of Geosciences and Dr. Sridhar Anandakrishnan, Professor of Geosciences, will be your guides through the national parks and the worlds of geology, tsunamis, volcanoes, glaciers, deep time, evolution, extinction, biodiversity and global warming.


Digital Geological Map Data of Great Britain - 10k (DiGMapGB-10) Mass Movement version 2

Data identifying landscape areas (shown as polygons) attributed with type of mass movement e.g. landslip. The scale of the data is 1:10 000 scale. Onshore coverage is partial with approximately 30% of England, Scotland and Wales available in the version 2 data release. BGS intend to continue developing coverage at this scale current focus is to include all large priority urban areas, along with road and rail transport corridors.

Mass movement describes areas where deposits have moved down slope under gravity to form landslips. These landslips can affect bedrock, superficial or artificial ground.

Mass movement deposits are described in the BGS Rock Classification Scheme Volume 4. However the data also includes foundered strata, where ground has collapsed due to subsidence (this is not described in the Rock Classification Scheme).

Caution should be exercised with this data historically BGS has not always recorded mass movement events and due to the dynamic nature of occurrence significant changes may have occurred since the data was released.

The data are available in vector format (containing the geometry of each feature linked to a database record describing their attributes) as ESRI shapefiles and are available under BGS data licence.


Mass Wasting and Permafrost

In addition to falls, landslides, flows and creep, mass wasting processes also contribute to the erosion of landscapes in areas prone to permafrost. Because drainage is often poor in these areas, moisture collects in soil. During the winter, this moisture freezes, causing ground ice to develop. In the summer, the ground ice thaws and saturates the soil. Once saturated, the layer of soil then flows as a mass from higher elevations to lower elevations, through a mass wasting process called solifluction.


Study Questions, Problems, and Exercises

Essay Questions

(1). Discuss in detail the formation of sedimentary rocks. Also, include in your answer information concerning their composition, lithification, and naming.

(2). Explain why the theory of plate tectonics explains lithospheric phenomena like earthquakes, mountains, volcanoes, folding, and faulting.

(3). Compare and contrast the structure, composition, and formation of igneous and sedimentary rocks.

(4). Discuss the classification of clastic sedimentary rocks according to particle types.

(5). Outline the Bowen reaction series. What does it tell us about the formation of minerals in igneous rocks?

(6). What geologic features are found at the boundaries of tectonic plates? Briefly explain how plate tectonics is responsible for their formation or occurrence.

(7). What evidence exists for the theory of plate tectonics

(8). Describe the various types of igneous rocks that exist according crystal size, magma chemistry, and the quantity of various mineral types.

(9). Discuss how heat, pressure, and the chemical action of fluids act to create metamorphic rocks. Describe some of the common types of metamorphic rocks.

(10). What is the difference between clastic and non-clastic sedimentary rocks? What are the two general types of non-clastic sedimentary rocks that exist? Finally, give two examples of each of these three rock types.

(11). What are the eight most common elements found in minerals? Describe the nine major groups of minerals.

(12). Describe the various layers that make up the solid Earth.

(13). Describe the various physiological features associated with the ocean basins.

(14). What is a volcano? Where and why do they form? Describe the five different types of volcanoes.

(15). Describe the various physiological features associated with the Earth's terrestial surface.

(16). Describe the various physiological features associated with the Earth's ocean basins.

(17). Outline the various processes of physical, chemical, or biological weathering.

(18). Erosion can be seen as three processes: detachment, entrainment and transport. Discuss these three processes in relation to following two erosional mediums: water and ice.

(19). Discuss the nature of hillslope failure processes as related to cohesive and non-cohesive materials slope materials.

(20). Describe the physical characteristics of a location that would favor each of the following types of mass movements: rockfall, rockslide, mudflow, slump, and creep.

(21). What is a glacier? What conditions are necessary for a glacier to form? Why did continental glaciers form over certain specific regions of the North American continent?

(22). Describe the overall impact of extensive alpine glaciation on the mountainous regions of British Columbia. What are some of the more important erosional and depositional landforms?

(23). By what processes do waves and currents erode coasts? Briefly describe each process?

(24). What coastal environmental conditions favor coastal erosion? What conditions favor coastal deposition?

(25). How do glaciers influence the surface configuration of the Earth by way of erosion and deposition? Give plenty of examples in your answer.

(26). What are some of the common features associated with continental glaciation? How are these features formed?

(27). Briefly describe SIX depositional features associated with continental glaciation.

(28). How does beach drift and longshore drift move sediment along coastlines?

(29). What factors often trigger mass movement?

(30). Describe the various processes that operate in periglacial regions.

(31). Describe the common landforms found in periglacial regions.

(32). Describe some of the landforms common to environments influenced by eolian processes.

(33). Describe some the important characteristics of soil.

(34). What five factors are important in pedogenesis? Vysvětlit. Outline how the pedogenic processes operate.

(35). Describe the Canadian and US systems of soil classification.


A Constitutive Equation for Mass-Movement Behavior

A phenomenological constitutive equation can serve as a basis for modeling and classifying mass-movement processes. The equation is derived using the principles of continuum mechanics and several simplifying assumptions about mass-movement behavior. These assumptions represent idealizations of field behavior, but they appear highly justifiable in light of the geomorphological insight that can be gained through modeling application of a mathematically tractable constitutive equation. The equation represents coupled pressure-dependent plastic yield and nonlinear viscous flow deformation components. The plastic yield component is a generalization of the Coulomb criterion to three-dimensional stress states, and the effect of pore-water pressures is accounted for by treating normal stresses as effective stresses. The nonlinear viscous flow component is a dimensionally homogeneous form of a three-dimensional power-law equation. Straightforward laboratory and field experiments can be used to estimate all plastic and viscous parameters in the constitutive equation. Reduction of the three-dimensional constitutive equation to two-and one-dimensional forms shows that it embodies, as special cases, many other constitutive models for mass movement. These include models of creeping, slumping, sliding, and flowing types of deformation. The equation may, therefore, serve as a conceptual basis for rheological classification of diverse mass-movement phenomena.


Geography 12

Location: The Southern section of the Rocky Mountains, near the border of Alberta and British Colombia on Turtle Mountain. The nearby town of Frank was bustling at the time due to the opening of a coal mine at the base of the mountain in 1901. The mountain was also famous for the native lore that surrounded it, and it got its name from the slow rock movement that the natives believed was occurring on it.

Cause: The base of the mountain is made up of coal and rock fragments, and the surface if limestone and dolomite. Over a very long time water began seeping into the cracks at the base of the mountain causing it to become very unstable.

Occurrence: The Frank Slide happened on April 29, 1903 at about 4:10 am. The East side of the mountain gave way causing large slabs of rock to tumble into the valley. The dimensions of the section of rock that fell was 150 meters deep, 425 meters high and one kilometer wide. The rocks slid 701 meters down into the valley and covered it in about two square miles of rock.

Damage: - caused a blockage of the Crowsnest River creating a lake
- bridges across Gold Creek and Old Man River were destroyed
- two miles of the CPR was covered and was not back in operation until a month later
- the entrance to the coal mine was buried, miraculously 17 miners were able to find there way out within a day
- seven houses were buried, outbuildings were destroyed, and many tents providing temporary housing were wiped out
- the town's power plant and cemetery were buried
- a construction camp and town car were also buried
- 76 people were killed, 24 people in the path of the slide survived, only 12 bodies were recovered

Aftermath: The South part of the town of Frank was forced to be closed down by the government in 1911. In 2005 a permanent monitoring station was built for the movement of the mountain. In 1985 an interpretive center was built for people to learn about the slide.

Location: On Johnson Peak, 12 miles South of the town of Hope, BC. Hope is East of Vancouver where the Fraser valley meets the Coast Mountain range.

Cause: A first earthquake at a about 3:56 am on January 9, 1965, three hours later another earthquake occurred causing the slide.

Occurrence: The first earthquake caused a small avalanche that blocked off the highway in the area. Due to the fact that there was so much snow at that time of the year no one predicted that the whole rock face of the mountain was going to come tumbling down. Three hours later the entire southeast slope of Johnson Peak came tumbling down. About 60 million cubic yards of rock, snow, mud and trees tumbled 6000 feet into the valley below. The depth of the debris was about 200 feet.

Damage: - Outram Lake was obliterated
-two miles of highway was covered
-four people were buried, but only two of four bodies were found

Aftermath: Since the rocks were too deep to move they had to rebuild the highway around it, yet since the mountain was in a more remote area then the Frank Slide there was not too much damage that had to be repaired.

Portuguese Bend, California

Location: The Palos Verdes Hill in California. Part of a peninsula.

Cause: A housing development that began in the 1950's, and a road that was built. Also due to the fact that pools, and underground pipes were constructed it meant that the ground had increased water levels.

Occurrence: The first signs of the slide was on August 17, 1956. Cracking was occuring in buildings around the area and although the cracks were repaired they all showed up again a couple days later. Soon the cracking began to go onto the road as well, and soon after that distortions in the road were also visible. Every day there would be about 7-10 cm of movement. The movement and sliding effected about 80 acres of land, much of it being residential areas.

Damage: Although no one died, many had to leave their homes and a lot of construction work had to be done in order to repair the damage.

Aftermath: All water lines have been moved to the surface in order to not increase the amount of water in the ground, and people no longer live in the area.


Podívejte se na video: ALARMI UPALJENI KINA IZDALA BRUTALNO UPOZORENJE: Ne provocirajte, UZVRATIĆEMO! Britanija poslala..