Сторінка 1 з 2
Хвилі і течії в прибережній частині океану формують обриси краю континенту. У свою чергу форма берего-вої лінії робить сильний вплив на хвильовий ре-жим у берега і прибережні течії. Спочатку ми роз-рим процес рефракції хвиль, в ході якого рельєф при-Брежнєв частини морського дна створює особливу картину рас-пределеніе хвильової енергії уздовж берега. Після цього опишемо явище літоральних перенесення пляжних пісків уздовж берегової лінії, потім - що живиться хвильової енер-гією процес переміщення пісків на берег і назад, мене ющий в залежності від пір року загальний вигляд і текстуру пляжу. І нарешті, поняття про бюджет пісків і опадів, що надходять на певну ділянку узбережжя і вино-сімих з нього, об'єднає всі ці геологічні процеси в теорію «динамічних осередків» транспортування прибережно-го піску.
Раніше ми описали зменшення швидкості поверхневої віл-ни при її русі до пляжу над піднімається дном. Те-пер поглянемо на цей процес в його прояві по площа-ді, щоб побачити його геологічні аспекти.
На малюнку 18.8 показаний довгий прямий відрізок берегової лінії, поблизу якого ізолінії глибин прибережних вод також прямолінійні і паралельні березі. Припустимо, що цуг поверхневих хвиль з паралельними гребенями підходить до прямої берегової лінії під кутом α. як це показано на малюнку. Наближаючись до берега, лінія гребенів «загинається», так що коли хвилі в кінці кінців входять в прибійну зону, їх гребені стають майже паралельні-ми пляжу. Це явище називається рефракцією хвиль. Ре-фракція відбувається тому, що передня частина хвильового гребеня, перша «відчуває» тертя об дно при глибині, скажімо, 20 м, змушена знизити свою швидкість, тоді як більш віддалена від берега частина того ж гребеня продовжує наближатися до пляжу з нормальною швидкістю. Кожна лінія гребенів викривляється таким чином, що при подхо-де до пляжу всі вони стають майже паралельними бере-говой лінії. Спостерігач, що бачить, як хвилі розбивають-ся у пляжу, рідко може сказати, в якому напрямку рухався цуг хвиль перед входом в прибережну зону.
Малюнок 18.8. Зміна цуга набігаючих хвиль в залежності від форми берегової лінії. Коли ізобати дна в береговій зоні пря-молінейни і однорідні, гребені хвиль відхиляються від первона-чільного напрямку також однаково і щільність хвильової енер-гии рівномірно розподіляється уздовж берега. У виступів берега щільність хвильової енергії сильно зростає, так як рефракція, пов'язана з батиметрія дна, призводить до конвергенції хвиль і сло-ню їх енергії. Особливості підводного рельєфу бухт і зали-вов, навпаки, викликають таку рефракцію хвиль, яка прив-дит до дивергенції (розбіжності) гребенів хвиль і значного зменшення щільності енергії у пляжу.
В однорідному Цузі набігаючих хвиль енергія распреде-ляется уздовж прямолінійного берега рівномірно. Щоб проілюструвати це, ми будуємо на малюнку 18.8 пару «лу-чевих траєкторій», віддалених один від одного на відстань, що розділяє послідовні гребені у відкритому морі (x - х). Енергія, запасені між сусідніми променями, дол-жна зберігатися і при підході цуга хвиль до берега. Ця енергія виділяється на березі між точками х '- х'. Тща-тельное вимір покаже, що відстань х '- х' немно-го перевищує х - x, причому тим більше, чим більше кут приходу хвиль. Ясно, що величина енергії, яка розсіюється на кожному сусідньому відрізку пляжу довжиною х '- х', буде однією і тією ж, так як всі частини цуга хвиль заломлюються однаково.
Однак якщо берегова лінія не прямолінійна, енергія руйнування хвиль буде концентруватися у виступів суші і розсіюватися в затоках. Відрізок х '- х' у берегового ви-ступа на малюнку 18.8 набагато коротше, ніж відповідний йому відрізок х - x у відкритому морі. Це означає, що щільність хвильової енергії зростає у мису пропорції-нально відношенню (x - x) / (x '- х') - величиною, більшою одиниці. Якщо ж пара променів перетинає берегову лінію в затоці, відстань х '- х' виявляється набагато більшим, ніж вихідний відрізок х - х, а значить, щільність енергії, принесеної в межі затоки, різко зменшується.
Якщо виступи суші розмиваються швидко через те, що біля них концентрується енергія, а бухти і затоки або розмиваються слабо, або заповнюються піщаними від-нями, то в результаті при досить великий про-тривалості цих процесів повинні формуватися прямі берегові лінії. Насправді ж берега не прямолінійні, а скоріше являють собою чергування скелястих мисів і виступів суші з великими затоками і бухтами, які часто поєднуються з прибережними низ-змінними долинами і гирлами річок (рисунок 18.9). У підсумку ми приходимо до висновку, що, незважаючи на концентрацію образу-виття енергії, виступаючі ділянки суші розмиваються мед-повільно і ерозія відрізків берегової лінії, укладених між такими виступами, стабілізована. А якщо баланс ерозії і накопичення опадів стійкий, ми могли б дослід-вать, скільки опадів надходить на кожен відрізок побе-режья і скільки з нього зноситься.
Малюнок 18.9. Чарункова структура механізму переміщення осадового матеріалу уздовж берегової лінії в зоні літоралі. Наведено ти-пічних відрізок берегової лінії, що складається з виступів суші і низинних ділянок між ними; в низинах зазвичай знаходяться річки.
Бюджет прибережних опадів: поняття про прибережних «осередках»
Які джерела пісків, що надходять в прибережну область? Ясно, що в усі часи головним джерелом б-ли річки. Додатковий нерегулярний джерело - раз-мив берегових уступів, особливо помітний в зонах опускаючи-ня континентальних структур.
Коли дослідники прибережної зони отримали більш численні і надійні дані про рух прибережжя-них опадів, стало ясно, що бюджет накопичення і розмах-ва не може бути збалансований на довільно обраному відрізку берегової лінії. Замість цього фахівці виділили в будові берега добре виражені «осередки», в яких відбувається рух осадового матеріалу (рисунок 18.9): річки приносять цей матеріал, під дією хвиль він повільно переміщається уздовж узбережжя, а межі-цями осередки служать або скелясті виступи суші, або підводні каньйони. У цій ячеистой системі, де відбувається із-дит надходження, переміщення і відкладення опадів, конеч-ним місцем накопичення опадів повинно бути дно сусідній глибоководної океанічної западини; виняток складаючи-ють відкладення в дельтах річок, де безперервне надходження матеріалу в прибережний сектор призводить місцями до опу-СКАН поверхні (рисунок 18.9)
Перенесення річками. У таблиці 18.1 перераховані деякі круп-ні річки, що несуть великі маси зваженого матеріалу. Такі ж дані потрібні при підрахунку балансу осадово-го матеріалу для конкретних ділянок узбережжя: З огляду на-ється винос всіх річок - великих і малих.
Ерозія берегових уступів. Розмив берегових уступів включається в схему розвитку прибережних осередків (рисунок 18.9), так як тектонічна підняття району або підвищення рівня моря може призвести до того, що колишня берегова лінія піддасться нової хвильової ерозії (див. Також малюнок 5.9).
Літоральний перенесення. У прикладі, що ілюструє ре-фракцію хвиль, передбачалося, що берег прямолінійний, а рельєф дна прибережної зони однорідний. Хоча і неявно, в цьому прикладі передбачалося також, що нахил самого шельфу досить невеликий, так що процес заломлення осу-ється в точній відповідності з теорією і все набігу ющіе хвилі підходять до прибійній зоні паралельно пля-жу. Однак реальна берегова лінія влаштована не настільки ідеально: дно міліє занадто різко, і переломлення хвиль відбувається не настільки ідеально правильно. Тому хвилі підходять до зони прибою під косим кутом (рисунок 18.10).
Малюнок 18.10. Особливості літоральних перенесення піску вздовж бере-говой лінії в залежності від кута підходу до пляжу цугов набігає-щих хвиль. Коли хвиля входить в прибійну зону під деяким кутом а, кут супроводжуючого її запліску залишається тим же і вона зрушує пісок уздовж поверхні пляжу. Однак зворотний відкат відбувається під впливом сили тяжіння, і пісок при повернені-ванні потрапляє прямо в море. В результаті кожна хвиля способству-ет переміщенню (нехай невеликого) піску вздовж берега.
Оскільки частки води на гребені розбивається віл-ни рухаються в напрямку, перпендикулярному лінії гріб-ня, результуючий запліску води на поверхню пляжу відбувається під невеликим кутом до цієї поверхні. Од-нако зауважимо, що відкат, т. Е. Зворотний потік води, за-кинутої прибоєм, йде прямо вниз по схилу пляжу. На-брав швидкість, відкат знову переміщує пісок, викинутий-ний в фазі запліску хвиль, але тепер вже вниз по пляжу. При кожному хвильовому циклі відбувається невелике сум-Марн переміщення піску в напрямку, паралельному бе-регу. Воно називається літоральних перенесенням (або літоральних дрейфом). Чим гостріше кут підходу хвиль в при-бойную зону, тим інтенсивніше літоральний перенесення.
Літоральний перенесення може змінювати свій напрям зі зміною пори року, якщо змінюється напрямок подхо-да до берега переважаючих цугов, але, як правило, має місце деякий результуюче переміщення пісків в ті-чення річного циклу. Пісок пляжів Орегона і Північної Каліфорнії відчуває загальний літоральний перенесення в південному напрямку.
На різних ділянках одного і того ж узбережжя може відбуватися літоральний дрейф в різних напрямках-ях, як це показано на малюнку 18.11 для однієї з ділянок узбережжя Нью-Джерсі. Можливо, що той хвильової ре-жим, який сприяє північно-західному переносу вздовж узбережжя в північній частині шт. Нью-Джерсі, вироб-водить також і південно-західний перенос пісків уздовж берега Лонг-Айленда, оскільки ці два відрізки берегової лінії по-різному орієнтовані до одних і тих же цугам набігу-чих хвиль.
Малюнок 18.11. Обсяги (тис. М 3 / рік) перенесення пісків на різних ділянках Атлантичного узбережжя США. Біля берегів центральної частини шт. Нью-Джерсі пісок переміщується в протилежних напрямках: на північ від пісок переноситься до гирла естуарія річки Гудзон, південніше - до входу в затоку Делавер.
Корисно порівняти обсяги літоральних перенесення, пред-ставленного на малюнку 18.11, з кількістю зваженого осадового матеріалу, що виноситься великими річками (таблиця 18.1). Оцінки перенесення пісків для пляжів Нью-Джер-сі коливаються від 115 до 365 тис. М 3 / рік. Беручи середовищ-ню щільність піщаних зерен дорівнює 3 г / см 3. ми напів-чим, що відповідні значення маси становлять від 350 тис. До трохи більше 1 млн. Т на рік. На відміну від цього маса матеріалу, що виноситься найбільшими річками, набагато більше: наприклад, Гангом - більше 1 млрд. Т / рік. З цього порівняння читач може зробити висновок, що тільки частина матеріалу, що надходить в прибережні води, бере участь реально в літоральному дрейфі. Інша частина може відкладатися далеко від берега і, таким об-разом, виявляється поза досяжністю хвиль. Щодо тонкі частинки залишаються в підвішеному стані більш тривалий час, а потім також осідають на дно в зовнішній частині шельфу (див. Також малюнок 5.9).