Топырақ пен тау жыныстарын эрозиялау процесі

Кіріспе

Топырақ пен тау жыныстарын алып тастайтын табиғи процестер

Эрозия – жер бетіндегі процестердің (мысалы, су ағыны немесе жел) жер қыртысының бір жерінен топырақ, тау жыныстары немесе еріген заттарды алып тастап, оларды басқа жерге тасымалдап, онда орналастыруы. Эрозия, қозғалыссыз болатын ауа райының әсерінен (яғни, ыдыраудан) өзгеше. Тау жыныстары мен топырақты кластикалық шөгінді ретінде алып тастау физикалық немесе механикалық эрозия деп аталады; бұл топырақ немесе тау жыныстары материалының еріуі арқылы бір аймақтан алынып тасталатын химиялық эрозиядан айырмашылығы бар. Эрозияға ұшыраған шөгінділер немесе еріген заттар бірнеше миллиметрден немесе мыңдаған шақырымға дейін тасымалдануы мүмкін. Эрозияның себептері: жаңбыр, өзендердегі тау жыныстарының тозуы, теңіз бен толқындардың жағалауды эрозиялауы, мұздықтардың шұғылдануы, абразиясы және шұғылдауы, су тасқыны, желдің абразиясы, жер асты суларының процестері, сондай-ақ тік беткейлердегі (мысалы, көшкін мен құм ағынындағы) бұқаралық қозғалыстар. Осы процестердің жылдамдығы қаншалықты тез эрозия болатынын анықтайды. Әдетте, физикалық эрозия тік беткейлерде ең жылдам жүреді, ал жылдамдық су мөлшері (мысалы, жаңбыр арқылы), дауылдылық, желдің жылдамдығы, толқынның ұзындығы немесе атмосфера температурасы (әсіресе мұзға байланысты процестер үшін) сияқты климаттық факторларға сезімтал болуы мүмкін. Эрозия жылдамдығы мен эрозияға ұшыраған материалдың мөлшері арасында кері байланыс болуы мүмкін, мысалы, өзен немесе мұздық. Эрозияға ұшыраған материалдарды бастапқы орнынан тасымалдағаннан кейін, материалды жаңа жерге жеткізіп орналастыру – шөгінді процесі жүзеге асырылады. Апалачи тауларындағы ауыл шаруашылығы жерлерінде қарқынды шаруашылық әрекеттері аймақтағы табиғи эрозия жылдамдығынан 100 есеге дейін эрозияға әкелді. Шамадан тыс (немесе жеделдетілген) эрозия "жерде" және "жерден тыс" проблемаларды тудырады. Жердегі әсерлеріне ауыл шаруашылығы өнімділігінің төмендеуі және (табиғи ландшафттарда) экологиялық құлдырау жатады, екеуі де қоректік заттарға бай топырақтың жоғарғы қабаттарының жоғалуынан туындайды. Кейбір жағдайларда бұл шөлдеуге алып келеді. Жерден тыс әсерлеріне су жолдарының толуы, су қоймаларының эвтрофикациясы, сондай-ақ жолдар мен үйлерге шөгінді салдарынан келтірілетін зиян жатады. Су және жел эрозиясы – жердің құлдырауына себеп болатын екі негізгі фактор; олардың біріккен әсерінен әлемдегі құлдыраған жерлердің 84% құрайды, бұл шамадан тыс эрозияны әлемдегі ең маңызды экологиялық проблемалардың біріне айналдырады. Интенсивті ауыл шаруашылығы, орманды жою, жолдар, адамның климатты өзгерткені және қалалардың кеңеюі эрозияны күшейтуге әсер ететін ең маңызды адам қызметтерінің қатарына жатады. Дегенмен, осал топырақтардың эрозиясын тоқтатуға немесе шектеуге бағытталған көптеген алдын алу және қалпына келтіру шаралары бар.

Erosion is the action of surface processes (such as water flow or wind) that removes soil, rock, or dissolved material from one location on the Earth's crust and then transports it to another location where it is deposited. Erosion is distinct from weathering which involves no movement. Removal of rock or soil as clastic sediment is referred to as physical or mechanical erosion; this contrasts with chemical erosion, where soil or rock material is removed from an area by dissolution. Eroded sediment or solutes may be transported just a few millimetres, or for thousands of kilometres. Agents of erosion include rainfall; bedrock wear in rivers; coastal erosion by the sea and waves; glacial plucking, abrasion, and scour; areal flooding; wind abrasion; groundwater processes; and mass movement processes in steep landscapes like landslides and debris flows. The rates at which such processes act control how fast a surface is eroded. Typically, physical erosion proceeds the fastest on steeply sloping surfaces, and rates may also be sensitive to some climatically controlled properties including amounts of water supplied (e. g., by rain), storminess, wind speed, wave fetch, or atmospheric temperature (especially for some ice related processes). Feedbacks are also possible between rates of erosion and the amount of eroded material that is already carried by, for example, a river or glacier. The transport of eroded materials from their original location is followed by deposition, which is arrival and emplacement of material at a new location. At agriculture sites in the Appalachian Mountains, intensive farming practices have caused erosion at up to 100 times the natural rate of erosion in the region. Excessive (or accelerated) erosion causes both "on site" and "off site" problems. On site impacts include decreases in agricultural productivity and (on natural landscapes) ecological collapse, both because of loss of the nutrient rich upper soil layers. In some cases, this leads to desertification. Off site effects include sedimentation of waterways and eutrophication of water bodies, as well as sediment related damage to roads and houses. Water and wind erosion are the two primary causes of land degradation; combined, they are responsible for about 84% of the global extent of degraded land, making excessive erosion one of the most significant environmental problems worldwide. Intensive agriculture, deforestation, roads, anthropogenic climate change and urban sprawl are amongst the most significant human activities in regard to their effect on stimulating erosion. However, there are many prevention and remediation practices that can curtail or limit erosion of vulnerable soils.

Жауын-шашын және жер бетінен ағып кету

Жаңбыр және жаңбырдан туындайтын жер бетіндегі ағынды сулар топырақ эрозиясының төрт негізгі түрін тудырады: шашырау эрозиясы, табақ эрозиясы, кіші арна эрозиясы және арық эрозиясы. Шашырау эрозиясы топырақ эрозиясы процесінің алғашқы және ең аз зиянды кезеңі болып саналады, одан кейін табақ эрозиясы, содан кейін кіші арна эрозиясы және соңында арық эрозиясы (төрт түрдің ең зияндысы) жүреді. Шашырау эрозиясында жаңбыр тамшысының соққысынан топырақта шағын кратер пайда болып, топырақ бөлшектері шашырап таралады. Табақ эрозиясы – жер бетімен ағып жатқан су арқылы босаңсыған топырақ бөлшектерінің тасымалдануы. Арық эрозиясы – қатты жаңбыр кезінде немесе қар ерігеннен кейін су жиналып, тар арналарда жылдам ағып, топырақты айтарлықтай тереңдікке дейін кетіріп алып жүреді. Арық пен кіші арнаның айырмашылығы – оның көлденең қимасының ауданы кемінде бір шаршы фут болуы, яғни, қарапайым жырту жұмыстарымен түзетуге болмайтын арнаның мөлшері. Арық эрозиясының өте күшті түрлері құнарсыз жерлердің пайда болуына әкелуі мүмкін. Бұл құнарсыз жерлер эрозияға бейім тау жыныстарының биік бедерінде, эрозияға қолайлы климат жағдайында қалыптасады. Қорғаушы өсімдіктердің өсуін шектейтін жағдайлар немесе бұзылулар (рексистазия) құнарсыз жердің қалыптасуының маңызды факторы болып табылады.

Өзендер мен өзендер

Аңғар немесе арна эрозиясы сызықтық нысан бойымен су ағынының үзділігімен жүреді. Эрозия төмен қарай, аңғарды тереңдетіп, сондай-ақ басын қарай кеңейте беру арқылы тік жарларды және аңғардың басталуын құрайды. Ағын эрозиясының алғашқы кезеңінде эрозиялық белсенділік басым түрінде тік болады, аңғарлар әдетте V пішіндес көлденең қимаға ие және ағынның градиенті салыстырмалы түрде тік болады. Бір деңгейге жеткенде эрозиялық белсенділік жанындағы эрозияға ауысады, бұл аңғардың төбесін кеңейтіп, тар жайылма алаңын жасайды. Ағынның градиенті дерлік тегіс болады және ағын аңғардың төбесімен иіліп өтетін кезде шөгінділердің жанында жиналуы маңызды болады. Ағын эрозиясының барлық кезеңдерінде эрозияның ең көп бөлігі су тасқыны кезінде, көбірек және жылдам ағын судың үлкен шөгінді жүктемесін тасымалдауға мүмкіндік алатын кезде пайда болады. Мұндай процестерде эрозияға тек су ғана емес, сонымен қатар ерітін абразивті бөлшектер, қиыршық тас және тас тастар да бетімен қозғалғанда эрозиялық әрекет етеді, бұл процесс тартылыс деп аталады. Жағалау эрозиясы – өзен немесе арна жағалауларының тозуы. Бұл су ағысының төсегіндегі өзгерістерден ерекшеленеді, ол "тереңдету" деп аталады. Өзен жағалауларының эрозиясы мен пішініндегі өзгерістерді металл таяқшаларды жағалауға орнату арқылы және әртүрлі уақытта таяқшалар бойымен жағалау бетінің орналасуын белгілеу арқылы өлшеуге болады. Термиялық эрозия – қозғалмалы судың әсерінен мәңгі тоңған топырақтың еруі мен әлсіреуінің нәтижесі. Бұл өзендер мен жағалауларда да кездеседі. Сібірдегі Лена өзенінде байқалған арнаның жылдам қозғалуы термиялық эрозияға байланысты, өйткені жағалаудың бұл бөліктері цементтелмеген мәңгі тоңған материалдардан тұрады. Бұл эрозияның көп бөлігі әлсіреген жағалаулардың ірі құлдыраулар кезінде құлауымен жүреді. Термиялық эрозия Арктика жағалауына да әсер етеді, онда толқын әрекеті мен жағалауға жақын температуралардың үйлесуі мәңгі тоңған жартастарды жағалау бойында кемітіп, олардың құлауына себеп болады. Бофорт теңізінің жағалауының бір бөлігіндегі жылдық эрозия деңгейі 1955 жылдан 2002 жылға дейін орташа есеппен бір жылда белгілі бір мөлшерді құрады. Көптеген өзен эрозиялары өзен сағасына жақын жерде болады. Өзен иілісінде ең ұзын, ең тегіс жағында судың ағыны баяулайды. Осы жерде шөгінділер жиналады. Иілістің ең тар және ең тік жағында судың ағыны жылдамдатылады, сондықтан осы жақ эрозияға көбірек ұшырайды. Үлкен өзеннің жылдам эрозиясы өзеннің антиклинін құруға жеткілікті шөгінділерді алып тастауы мүмкін, себебі изостатикалық көтерілу эрозиядан босатылған тау жыныстарының төсектерін көтереді.

Valley or stream erosion occurs with continued water flow along a linear feature. The erosion is both downward, deepening the valley, and headward, extending the valley into the hillside, creating head cuts and steep banks. In the earliest stage of stream erosion, the erosive activity is dominantly vertical, the valleys have a typical V shaped cross section and the stream gradient is relatively steep. When some base level is reached, the erosive activity switches to lateral erosion, which widens the valley floor and creates a narrow floodplain. The stream gradient becomes nearly flat, and lateral deposition of sediments becomes important as the stream meanders across the valley floor. In all stages of stream erosion, by far the most erosion occurs during times of flood when more and faster moving water is available to carry a larger sediment load. In such processes, it is not the water alone that erodes: suspended abrasive particles, pebbles, and boulders can also act erosively as they traverse a surface, in a process known as traction. Bank erosion is the wearing away of the banks of a stream or river. This is distinguished from changes on the bed of the watercourse, which is referred to as scour. Erosion and changes in the form of river banks may be measured by inserting metal rods into the bank and marking the position of the bank surface along the rods at different times. Thermal erosion is the result of melting and weakening permafrost due to moving water. It can occur both along rivers and at the coast. Rapid river channel migration observed in the Lena River of Siberia is due to thermal erosion, as these portions of the banks are composed of permafrost cemented non cohesive materials. Much of this erosion occurs as the weakened banks fail in large slumps. Thermal erosion also affects the Arctic coast, where wave action and near shore temperatures combine to undercut permafrost bluffs along the shoreline and cause them to fail. Annual erosion rates along a segment of the Beaufort Sea shoreline averaged per year from 1955 to 2002. Most river erosion happens nearer to the mouth of a river. On a river bend, the longest least sharp side has slower moving water. Here deposits build up. On the narrowest sharpest side of the bend, there is faster moving water so this side tends to erode away mostly. Rapid erosion by a large river can remove enough sediments to produce a river anticline, as isostatic rebound raises rock beds unburdened by erosion of overlying beds.

Жағалау эрозиясы

Жағалау эрозиясы, ашық және қорғалған жағалауларда кездесетін құбылыс, негізінен ағыстар мен толқындардың әсерінен пайда болады, бірақ теңіз деңгейінің (толысу-керу) өзгеруі де әсер ете алады. Гидравликалық әрекет – толқын жартастың жарығына жеткенде, ондағы ауа кенеттен қысылып, жарықтың кеңеюіне бөгет жасайды. Бұл жарықты кеңейтеді. Толқынның соққысы – толқынның жартасқа немесе тасқа тигендегі күшінен бөлшектер сындырылады. Абразия немесе коррозия – толқындар теңіз жүктемесін жартасқа лақтыру арқылы туындайды. Бұл жағалау эрозиясының ең тиімді және жылдам түрі (коррозиямен шатастырмау керек). Коррозия – теңіз суындағы көмір қышқылының тау жыныстарын ерітуі. Әсіресе әктас жартастар осы эрозияға осал. Атриция – толқындармен тасымалданатын бөлшектер/теңіз жүктемесі бір-біріне және жартастарға соқтығысқанда тозығып, ұсақтанады. Бұл материалды жууды жеңілдетеді. Нәтижесінде материал құм мен қиыршық тасқа айналады. Эрозияның маңызды көзі, әсіресе карбонатты жағалауларда, организмдердің тесіп, сырғытып, ұнтақтау арқылы жартастарды бұзуы, бұл процеске биоэрозия деп аталады. Шөгінділер басым ағыстың бағыты бойынша жағалау бойымен тасымалданады (жағалау ағысы). Егер ағыс бағытынан келетін шөгінді мөлшері, алып кететін мөлшерден кем болса, эрозия пайда болады. Ағыс бағытынан келетін шөгінді мөлшері көп болса, құм немесе қиыршық тас жиынтықтары жиналу нәтижесінде пайда болады. Бұл жиынтықтар жағалаудың бір бөлігін қорғап, екінші бөлігін ашық қалдырып, жағалау ағысының бағытымен жағалау бойымен баяу жылжуы мүмкін. Жағалауда иіліс болған жерде эрозияға ұшыраған материал жиналуы мүмкін, нәтижесінде ұзын, тар жағалау (сплюй) пайда болады. Қоршалған жағажайлар мен су астындағы құмды төбелер де жағалаудың кейбір бөліктерін эрозиядан қорғайды. Жылдар өте келе, төбелердің орны ауысып, эрозия жағалаудың басқа бөліктеріне қарай бағытталуы мүмкін. Жағалау бетінің эрозиясы, содан кейін теңіз деңгейінің төмендеуі ерекше жер бедерін – көтерілген жағажайды құрауы мүмкін.

Shoreline erosion, which occurs on both exposed and sheltered coasts, primarily occurs through the action of currents and waves but sea level (tidal) change can also play a role. Hydraulic action takes place when the air in a joint is suddenly compressed by a wave closing the entrance of the joint. This then cracks it. Wave pounding is when the sheer energy of the wave hitting the cliff or rock breaks pieces off. Abrasion or corrasion is caused by waves launching sea load at the cliff. It is the most effective and rapid form of shoreline erosion (not to be confused with corrosion). Corrosion is the dissolving of rock by carbonic acid in sea water. Limestone cliffs are particularly vulnerable to this kind of erosion. Attrition is where particles/sea load carried by the waves are worn down as they hit each other and the cliffs. This then makes the material easier to wash away. The material ends up as shingle and sand. Another significant source of erosion, particularly on carbonate coastlines, is boring, scraping and grinding of organisms, a process termed bioerosion. Sediment is transported along the coast in the direction of the prevailing current (longshore drift). When the upcurrent supply of sediment is less than the amount being carried away, erosion occurs. When the upcurrent amount of sediment is greater, sand or gravel banks will tend to form as a result of deposition. These banks may slowly migrate along the coast in the direction of the longshore drift, alternately protecting and exposing parts of the coastline. Where there is a bend in the coastline, quite often a buildup of eroded material occurs forming a long narrow bank (a spit). Armoured beaches and submerged offshore sandbanks may also protect parts of a coastline from erosion. Over the years, as the shoals gradually shift, the erosion may be redirected to attack different parts of the shore. Erosion of a coastal surface, followed by a fall in sea level, can produce a distinctive landform called a raised beach.

Химиялық эрозия

Химиялық эрозия – ландшафттағы заттың ерітінділер түрінде жоғалуы. Химиялық эрозия көбінесе өзендерде табылған ерітінділер арқылы есептеледі. Андерс Рапп 1960 жылы жарияланған Кәркевагге жөніндегі еңбегінде химиялық эрозияны зерттеуде алғашқы қадам жасады. Карст топографиясының шұңқырлар және басқа да ерекшеліктерінің қалыптасуы – химиялық эрозияның бір мысалы.

Мұздықтар

Мұздықтар негізінен үш түрлі процестер арқылы эрозияға ұшырайды: сығу/сүрту, жұлу және мұздың итеруі. Сығу процесінде базалық мұздың арасындағы қоқыстар төсектің бойымен сызылып, астындағы тау жыныстарын жылтыратып, ойып алады, бұл ағашқа шайыр қағазбен тигізгенге ұқсас. Ғалымдар көрсеткендей, аңғардың тереңдеуінде температураның ролінен өзге, эрозия сияқты басқа да мұздық процестері де аңғарлар арасындағы өзгерістерді бақылайды. Біртекті тау жыныстық эрозия үлгісінде мұз астында қисық арнаның қимасы қалыптасады. Мұздық тік бойдан кескілеп өтуді жалғастырса да, мұз астындағы арна пішіні ақырында тұрақтанып, U пішіндес параболалық тұрақты күйге жетеді, осы пішін мұздық аңғарларда қазір көрініс береді. Ғалымдар сондай-ақ, тұрақты U пішіндес аңғардың толық қалыптасуына шамамен 100 000 жыл уақыт кететінін есептейді. Ал әлсіз тау жынысында (айналасындағы тау жыныстарынан тез эрозияланатын материалды қамтиды) эрозия үлгісі керісінше, мұз жылдамдығы мен эрозия жылдамдығының төмендеуіне байланысты тереңдеу мөлшері шектеледі. Мұздықтар тау жыныстарының бөліктерінің жарылуына да себеп болуы мүмкін. Мұзды итеруде мұздық төсегіне тоңазып жабысады, содан кейін алға жылжығанда мұздықпен бірге төсектегі тоңған шөгінділердің үлкен жақтарын итереді. Осы әдіс Канада қалқанының шетінде орналасқан мыңдаған көл алаптарының бірін жасады. Тау жоталарының биіктігіндегі айырмашылықтар тектоникалық күштердің, мысалы, тау жыныстарының көтерілуімен ғана емес, сонымен қатар жергілікті климаттың өзгеруімен де байланысты. Ғалымдар топографияның жаһандық талдауын қолданып, мұздық эрозия таулардың ең биіктігін бақылайтынын көрсетті, себебі тау шыңдары мен қар сызығы арасындағы рельеф әдетте 1500 м-ден төмен биіктікте шектеледі. Әлемдегі мұздықтардың эрозиясы тауларды соншалықты тиімді эрозиялайды, сондықтан «мұздық ара» термині кеңінен қолданыла бастады, ол мұздықтардың тау жоталарының биіктігіне тигізетін шектеуші әсерін сипаттайды. Таулар биікке көтерілген сайын, олар көбірек мұздық белсенділігіне мүмкіндік береді (әсіресе мұздық тепе-теңдік сызығының биіктігінен жоғары жинақталу аймағында), бұл таудың эрозиясының күшеюіне және массаның изостатикалық көтерілуден гөрі жылдам азаюына әкеледі. Бұл теріс кері байланыс циклының жақсы мысалы. Қазіргі зерттеулер көрсеткендей, мұздықтар таулардың көлемін азайтуға бейім болғанымен, кейбір аймақтарда эрозия жылдамдығын азайта алады, «мұздық қаруы» ретінде әрекет етеді. Бұл процестер мұздық астындағы су желісінің эрозиясы және тасымалымен бірігіп, мұздықтардың қалдырған жеріндегі мореналар, барабандар, жер моренасы (тилл), мұздықтар, каме, каме дельталары, молиндер және мұздық эратикалары сияқты мұздық рельефін қалдырады, әдетте мұздықтың соңғы нүктесінде немесе кері шегіну кезінде. Мұздық аңғарлардың ең жақсы дамыған морфологиясы тау жыныстарының көтерілу жылдамдығы төмен (жылына 2 мм-ден кем немесе оған тең) және рельефі жоғары, ұзақ айналым уақытына әкелетін ландшафттармен шектеледі. Тау жыныстарының жылдамдығы жылына 2 мм-ден асса, мұздық аңғарлардың морфологиясы мұздықтан кейінгі уақытта айтарлықтай өзгерген. Мұздық эрозия мен тектоникалық күштердің өзара әрекеті мұздықтардың белсенді орогендерге тигізетін морфологиялық әсерін анықтайды, олардың биіктігіне әсер етеді және тау жыныстарының көтерілуі мен аңғарлардың қима пішіні арасындағы байланыс арқылы келесі мұздық кезеңдердегі эрозия үлгілерін өзгертеді.

Glaciers erode predominantly by three different processes: abrasion/scouring, plucking, and ice thrusting. In an abrasion process, debris in the basal ice scrapes along the bed, polishing and gouging the underlying rocks, similar to sandpaper on wood. Scientists have shown that, in addition to the role of temperature played in valley deepening, other glaciological processes, such as erosion also control cross valley variations. In a homogeneous bedrock erosion pattern, curved channel cross section beneath the ice is created. Though the glacier continues to incise vertically, the shape of the channel beneath the ice eventually remain constant, reaching a U shaped parabolic steady state shape as we now see in glaciated valleys. Scientists also provide a numerical estimate of the time required for the ultimate formation of a steady shaped U shaped valley—approximately 100,000 years. In a weak bedrock (containing material more erodible than the surrounding rocks) erosion pattern, on the contrary, the amount of over deepening is limited because ice velocities and erosion rates are reduced. Glaciers can also cause pieces of bedrock to crack off in the process of plucking. In ice thrusting, the glacier freezes to its bed, then as it surges forward, it moves large sheets of frozen sediment at the base along with the glacier. This method produced some of the many thousands of lake basins that dot the edge of the Canadian Shield. Differences in the height of mountain ranges are not only being the result tectonic forces, such as rock uplift, but also local climate variations. Scientists use global analysis of topography to show that glacial erosion controls the maximum height of mountains, as the relief between mountain peaks and the snow line are generally confined to altitudes less than 1500 m. The erosion caused by glaciers worldwide erodes mountains so effectively that the term glacial buzzsaw has become widely used, which describes the limiting effect of glaciers on the height of mountain ranges. As mountains grow higher, they generally allow for more glacial activity (especially in the accumulation zone above the glacial equilibrium line altitude), which causes increased rates of erosion of the mountain, decreasing mass faster than isostatic rebound can add to the mountain. This provides a good example of a negative feedback loop. Ongoing research is showing that while glaciers tend to decrease mountain size, in some areas, glaciers can actually reduce the rate of erosion, acting as a glacial armor. These processes, combined with erosion and transport by the water network beneath the glacier, leave behind glacial landforms such as moraines, drumlins, ground moraine (till), glaciokarst, kames, kame deltas, moulins, and glacial erratics in their wake, typically at the terminus or during glacier retreat. The best developed glacial valley morphology appears to be restricted to landscapes with low rock uplift rates (less than or equal to 2mm per year) and high relief, leading to long turnover times. Where rock uplift rates exceed 2mm per year, glacial valley morphology has generally been significantly modified in postglacial time. Interplay of glacial erosion and tectonic forcing governs the morphologic impact of glaciations on active orogens, by both influencing their height, and by altering the patterns of erosion during subsequent glacial periods via a link between rock uplift and valley cross sectional shape.

Су тасқыны

Өте жоғары ағын кезінде үлкен көлемдегі қарқынды ағып жатқан судан колькалар немесе айналмалы тоқтар пайда болады. Колькалар жергілікті эрозияны күшейтеді, тау жыныстарын жұлып алып, тас кесінді алаптары деп аталатын географиялық нысандарды қалыптастырады. Мұндай мысалдарды Вашингтон штатының шығысындағы Колумбия бассейніндегі Missoula мұздық көлінен пайда болған су тасқыны салдарынан құрылған аймақтарда көруге болады.

Желмен эрозия

Жел эрозиясы – геоморфологиялық процестердің маңызды күші, әсіресе құрғақ және жартылай құрғақ аймақтарда. Бұл сонымен қатар жердің деградациясының, буланудың, шөлденудің, зиянды шаңның және егінге келтірілетін зиянның негізгі себебі болып табылады – әсіресе орманды жою, қала құрылысы және ауыл шаруашылығы сияқты адам қызметінен туындап, табиғи деңгейден едәуір артқан жағдайларда. Жел эрозиясы екі негізгі түріне бөлінеді: дефляция, онда жел бос бөлшектерді көтеріп алып кетеді; және абразия, онда желмен тасымалданатын бөлшектердің әсерінен беткейлер тозып, тегістеледі. Дефляция үш санатқа бөлінеді: (1) жер бетіндегі сырғанау, онда ірі, ауыр бөлшектер жер бетімен сырғанады немесе домалайды; (2) секіру, онда бөлшектер ауаға қысқа ғана биіктікке көтеріліп, топырақ бетінде секіріп қозғалады; және (3) аспабау, онда өте кішкентай және жеңіл бөлшектер желмен ауаға көтеріліп, ұзақ қашықтықтарға тасымалданады. Секіру жел эрозиясының басым бөлігіне (50–70%) жауапты, одан кейін аспабау (30–40%) және жер бетіндегі сырғанау (5–25%) келеді. Жел эрозиясы құрғақ аймақтарда және құрғақшылық жылдарында айқын байқалады. Мысалы, Ұлы далаларда жел эрозиясынан туындаған топырақ жоғалуы құрғақ жылдары ылғал жылдарына қарағанда 6100 есе көп болуы мүмкін деп есептеледі.

Массалық ысырап

Массалық ысырап немесе массалық қозғалыс – тау жыныстары мен шөгінділердің еңіс беткейде төмен және сыртқа қарай жылжуы, негізінен гравитация күшінің әсерінен. Массалық ысырап эрозия процесінің маңызды бөлігі болып табылады және таулы аймақтарда ауа райынан тозған материалдардың ыдырауы мен тасымалдануының алғашқы кезеңі болып есептеледі. Ол материалды биік жерден төменге жылжытады, онда өзендер мен мұздықтар сияқты басқа эрозия факторлары осы материалды жинап, одан да төмен жылжыта алады. Массалық ысырап процестері барлық еңістерде үздіксіз жүріп тұрады; кейбір процестер өте баяу, ал басқалары өте күрт, көбінесе апатқа әкеп соқтырады. Тас немесе шөгінділердің төмен қарай сезілетін кез келген қозғалысы көбінесе күшті құлау (жер сілкінісі) деп аталады. Дегенмен, күшті құлауларды қозғалысқа жауапты механизмдер мен қозғалыс жылдамдығын көрсететін толыққанды жіктеуге болады. Мұндай белсенділіктің өте баяу түрінің көзге көрінетін топографиялық белгісі – құмды беткей. Құлау тік беткейлерде, анық жарықтар бойында пайда болады, көбінесе саз сияқты материалдардың ішінде, босатылғаннан кейін тез төмен жылжуы мүмкін. Олар көбінесе қасық пішіндес изостатикалық шұңқырды көрсетеді, онда материал төмен қарай сығу басталады. Кейбір жағдайларда құлаудың себебі беткейдің астындағы судың оны әлсіретуі болады. Көп жағдайларда бұл автожолдар бойындағы нашар инженерлік шешімдердің салдарынан туындайды. Жер бетінің иілуі – топырақ пен тау жыныстарының гравитация күшімен баяу жылжуы, көбінесе ұзақ мерзімді бақылаусыз байқауға болмайды. Алайда, бұл термин желдің әсерінен топырақ бетінде домалап өтетін, диаметрі шағын топырақ бөлшектерінің қозғалысын да сипаттауы мүмкін.

Су асты шөгінділерінің ауырлық ағыны

Континенттік беткейде мұхит түбінің эрозиясы арналар мен су асты каньондарын қалыптастыру үшін шөгінділердің ауырлық күшімен жылдам төмен қарай ағып, шөгінділерге толы су массаларының бұршақ ағындары түрінде қозғалуына себеп болуы мүмкін. Бұршақ ағымдарының эрозиясы өтте тік беткейлерді құратын жерлерде су астындағы көшкіндер мен құм ағындарын тудыруы да мүмкін. Бұршақ ағымдары жаңадан жиналған, бітпеген шөгінділерден бастап, қатты кристалдық тау жыныстарына дейінгі әртүрлі субстраттарда арналар мен каньондарды ойып шығара алады. Көптеген континенттік беткейлер мен терең мұхит алаптарында осыған ұқсас арналар мен каньондар кездеседі, олар шөгінділердің ауырлық күшімен ағып түсуінен пайда болады, ал су асты каньондары құрлықтардан және жағалау теңіздерінен терең теңізге шөгінділерді тасымалдауға арналған жолдар қызметін аткарады. Бұршақ ағымдарынан пайда болған шөгінділер – түрбидтер, Жердегі ең қалың және кең шөгінді тізбектерін құрайды, бұл осымен байланысты эрозиялық процестердің Жер тарихында да маңызды рөл атқарғанын көрсетеді.

Климат

Жауын-шашынның мөлшері мен қарқындылығы сумен топырақ эрозиясын анықтайтын басты климаттық фактор болып табылады. Бұл байланыс, әсіресе, қатты жауын-шашын топырақ беті өсімдік жамылғысымен жеткілікті қорғалмаған кезде немесе жерлерде күшті болады. Мұндай жағдай ауыл шаруашылығы жұмыстары топырақты ашық қалдыратын кезеңдерде немесе өсімдік жамылғысы сирек кездесетін жартылай шөлді аймақтарда туындауы мүмкін. Жел эрозиясы үшін күшті жел қажет, әсіресе құрғақшылық жылдары, өсімдік жамылғысы азайып, топырақ құрғақ болатын (соның салдарынан эрозияға бейім) кезде. Орташа температура және температура ауытқуы сияқты басқа климаттық факторлар да өсімдік жамылғысы мен топырақ қасиеттеріне тигізетін әсері арқылы эрозияға ықпал етуі мүмкін. Жалпы алғанда, ұқсас өсімдік жамылғысы мен экожүйелерге ие аймақтарда, жауын-шашын мөлшері көп (әсіресе қарқынды жауын-шашын), желдің күші зор немесе дауылдар жиі болатын жерлерде эрозия деңгейі жоғары болады деп күтіледі. Әлемнің кейбір аймақтарында (мысалы, АҚШ-тың орталық-батыс бөлігінде) жауын-шашынның қарқындылығы эрозиялық белсенділіктің басты көрсеткіші болып табылады (эрозиялық белсенділік туралы анықтаманы қараңыз), және қарқындылығы жоғары жауын-шашын көбінесе сумен топырақ эрозиясына алып келеді. Жаңбыр тамшыларының мөлшері мен жылдамдығы да маңызды факторлар. Ірі және жоғары жылдамдықты жаңбыр тамшыларының кинетикалық энергиясы жоғары, сондықтан олардың топыраққа тиюі кішкентай, баяу қозғалатын тамшыларға қарағанда топырақ бөлшектерін үлкен қашықтыққа ығыстырады. Әлемнің басқа аймақтарында (мысалы, Батыс Еуропа) ағыс су және эрозия бұрын суға қаныққан топыраққа түсетін, салыстырмалы түрде аз қарқындылығы бар жауын-шашынның нәтижесі болып табылады. Мұндай жағдайларда, топырақтың сумен эрозиясының ауырлығын анықтайтын басты фактор жауын-шашынның мөлшері, емес, қарқындылығы болып табылады. Тайваньда 21-ші ғасырда тайфундардың жиілігі күрт өсті, бұл дауылдардың жиілеуі мен өзендер мен су қоймаларындағы шөгінділердің көбеюі арасындағы тығыз байланысты көрсетеді, бұл климаттың өзгеруі эрозияға қандай әсер ететінін нақтылай түседі.

Өсімдік жамылғысы

Өсімдіктер атмосфера мен топырақ арасында делдалдық рөл атқарады. Олар топырақтың жаңбыр суын сіңіру қабілетін арттырады, соның салдарынан су ағыны азаяды. Өсімдіктер топырақты желден қорғайды, бұл жел эрозиясын төмендетіп, микроклиматтың жақсаруына ықпал етеді. Өсімдіктердің тамырлары топырақты байланыстырып, өзара торығып, су мен жел эрозиясына төзімдірек, тығыз масса құрайды. Өсімдік жамылғысының алынуы жер бетінің эрозия қарқынын күшейтеді.

Топография

Жердің топографиясы жер бетіндегі судың ағып кету жылдамдығын анықтайды, ал бұл өз кезегінде ағынды судың эрозиялық күшін анықтайды. Ұзын, тік еңістер (әсіресе жеткілікті өсімдік жамылғысы болмағанда) қысқа, көлбеу еңістерге қарағанда ауыр жаңбыр кезінде эрозияға көбірек ұшырайды. Сонымен қатар, тік жерлер көшкінге, сырғуға және гравитациялық эрозия процестерінің басқа да түрлеріне бейім.

Тектоника

Тектоникалық процестер Жер бетіндегі эрозияның жылдамдығы мен таралуын бақылайды. Егер тектоникалық әрекет Жер бетінің бір бөлігін (мысалы, тау жотасын) айналасындағы аймақтармен салыстырғанда көтеріп немесе түсірсе, бұл жер бетінің беткейлігін өзгертуге әкеледі. Эрозия жылдамдықтары көбінесе жергілікті еңіске сезімтал болғандықтан (жоғарыда қараңыз), бұл көтерілген аймақта эрозия жылдамдықтарын өзгертеді. Белсенді тектоника сонымен қатар әлі әуежайға ұшырамаған тау жыныстарын бетке жақын жерге шығарады, онда олар эрозияның әсеріне ұшырайды. Дегенмен, эрозия тектоникалық процестерге де әсер ете алады. Белгілі бір аймақтан эрозия арқылы көп мөлшерде тау жыныстарын алып тастау және оларды басқа жерге шөгуі, төменгі қабық пен мантияға түсетін жүктемені азайтуы мүмкін. Тектоникалық процестер қабықта қалыптасқан кернеу өрісінің градиенттерімен басқарылатындықтан, бұл жүктеменің азаюы аймақта тектоникалық немесе изостатикалық көтерілуге әкелуі мүмкін. Кейбір жағдайларда, осы екі байланыс жер бетіндегі эрозия деңгейі өте жоғары жерлердің астындағы терең қабық жыныстарын өте жылдам шығару аймақтарын құруға және күшейтуге мүмкіндік береді деп болжанады, мысалы, Батыс Гималайдағы Нанга Парбаттың тік беткейінің астында. Мұндай жер "тектоникалық аневризма" деп аталады.

Даму

Адамның жерді пайдалануы, оның ішінде егіншілік және қала құрылысы сияқты түрлері, эрозия мен шөгінділердің тасымалдануына ықпал ететін маңызды фактор болып саналады, бұл азық-түлік қауіпсіздігін нашарлатады. Тайваньда аралдың солтүстік, орталық және оңтүстік аймақтарындағы шөгінді жүктемесінің өсуі 20-шы ғасыр бойындағы әр аймақтың даму кезеңдерімен байланыстыра қарастырылуы мүмкін.

Тау жоталары

Тау тізбектерінің толыққанды жойылуы үшін миллиондаған жылдарға созылатын эрозия процесіне ұшырауы белгілі. Ғалымдар Питман мен Головченконың бағалауынша, теңіз деңгейінде елеулі өзгерістер болмаса, Гималай сияқты тау массивінің толығымен жазыққа айналуына 450 миллион жылдан астам уақыт қажет болуы мүмкін. Тау массивтерінің эрозиясы бірдей биіктіктегі шыңдардың қалыптасуына алып келуі мүмкін, бұл құбылыс шыңдардың үйлесімділігі деп аталады. Орогендік құлау кезеңіндегі кеңею, эрозияға қарағанда орогендік таулардың биіктігін төмендетудің тиімдірек механизмі екені айтылады. Қатты эрозияға ұшыраған тау жоталарының мысалы – Солтүстік Ресейдегі Тиманидтер. Бұл орогеннің эрозиясы нәтижесінде пайда болған шөгінділер қазір Шығыс Еуропа платформасында, оның ішінде Ладога көлі маңындағы кембрийлік Сабля формациясында табылды. Бұл шөгінділерді зерттеу көрсеткендей, орогеннің эрозиясы кембрий кезеңінде басталып, ордовик кезеңінде күшейген болуы мүмкін.

Топырақ

Егер эрозия жылдамдығы топырақ түзілу жылдамдығынан жоғары болса, топырақ эрозиядан қирайды. Топырақ эрозия арқылы қирайтылмаған жағдайларда, эрозия кейбір жағдайларда баяу қалыптасатын топырақ ерекшеліктерінің пайда болуына тосқауыл қоюы мүмкін. Инцептизольдер – жылдам эрозияға ұшырайтын аймақтарда қалыптасатын кең таралған топырақтар. Топырақтың эрозиясы табиғи процесс болғанымен, адамның қызметі эрозия жылдамдығын бүкіл әлем бойынша 10-40 есе арттырды. Шамадан тыс (немесе үдетілген) эрозия "жердегі" және "жерден тысқары" проблемаларды тудырады. Жердегі салдарына ауыл шаруашылығы өнімділігінің төмендеуі және (табиғи ландшафттарда) экологиялық құлдырау жатады, екеуі де қоректік заттарға толы топырақтың жоғарғы қабаттарының жоғалуынан туындайды. Кейбір жағдайларда, соңында шөлге айналуы мүмкін. Жерден тысқары салдарына су арналарының лайлануы, су қоймаларының эвтрофикациясы, сондай-ақ жолдар мен үйлерге лаймен байланысты зиян келтіру жатады. Су және жел эрозиясы жердің деградациясына екі негізгі себеп болып табылады; олардың біріктірілген әсері бүкіл әлемдегі деградацияланған жерлердің шамамен 84% құрайды, бұл шамадан тыс эрозияны ең маңызды экологиялық проблемалардың біріне айналдырады. АҚШ-та, эрозияға бейім жерлерді өңдейтін фермерлер, белгілі бір ауыл шаруашылығы көмегін алу үшін консервация жоспарына сәйкес болуы керек.