EROSJON OG FORVITRING
EROSJON OG FORVITRING
Erosjon og forvitring (engelsk: "erosion and weathering") er de to prosessene som gjør at ytre krefter bryter ned berggrunnen, og er det som former landskapet til spektakulære landformer som Gudbrandsdalen, Grand Canyon, Hoodoos i Bryce og den blå grotte.
Både erosjon og forvitring innebærer nedbrytning av bergmasse. Forskjellen er at erosjon krever bevegelse av sedimenter og transporterer sedimenter bort fra det eroderte stedet, men forvitring skjer på stedet og innebærer ikke transport av sedimenter.
Erosjon og forvitring kan foregå samme sted, både på lik tid og i ulike perioder. Når både erosjon og forvitring foregår samme sted, vil prosessene som regel forsterke hverandre.
EROSJON I ELV
Erosjon i et elveløp er knyttet til hvordan sedimenter transporteres i en elv. Bunntransport er tyngre sedimenter som glir eller hopper langs elvebunnen. Når de tyngste sedimentene beveger seg langs elvebunnen sliper det berggrunnen ved å ripe opp små sedimenter. Når tyngre sedimenter hopper og kolliderer med elvebunnen, kan større sedimenter slås løs. Slamtransport er mindre sedimenter som holdes suspendert i vannet. Når disse kolliderer med berggrunnen kan de slå løs små sedimenter. Når sedimenter kolliderer i hverandre vil det også medføre at små partikler løsner fra sedimentene, slik at de i seg selv brytes ned.
Erosjonskraften i elven avhenger av elvens transportkapasitet og hastighet. Elven har høyere hastighet der terrenget er bratt eller når det er stor vannstand, som ved smelteperioder eller kraftig nedbør.
Erosjonskraften er lavere i en bekk enn i en stor elv under smelteperioden. Dette er fordi elven med høy hastighet har større transportkapasitet, og derfor frakter større og flere sedimenter. Sistnevnte øker kreftene som påføres berggrunnen, og innebærer derfor større erosjonskraft.
EROSJON AV ISBRE (PLUKKING OG SKURING)
Erosjon av isbre foregår gjennom de to prosessene plukking og skuring. Plukking innebærer at biter av bergmasse fryses fast under isbreen, når isbreen beveger seg vil disse derfor også bevege seg og da være "plukket med". Plukking krever at ytre krefter allerede har dannet løsmasser, slik at det er noe å plukke.
Skuring er effekten av at en isbre beveger seg med fastfryste sedimenter under, altså de som er plukket. Isbreens masse presser sedimentene ned mot berggrunnen, og bevegelse av isbreen gjør at den fungerer som et sandpapir som skurer berggrunnen. Dette etterlater ofte lange og smale groper, kalt skuringsstriper. På grunn av måten skuringsstriper dannes, vil de alltid være i retningen av isbreens bevegelse.
Erosjonskraften til en isbre er størst der isbreen er tykkest. I tillegg påvirker isbreens hastighet erosjonskraften. Dette er på lik linje som at et sandpapir er mer effektiv i å slipe ned en planke, om det legges mer vekt på og beveges raskere.
Figur fra GRIND
EROSJONSFORMER
En erosjonsform er en landform dannet av erosjon, altså nedbrytning av bergmasse og transport av sedimenter bort fra stedet. Som konsekvens er de fleste erosjonsformene tydelige nedgravninger i landskapet, hvor materialet er brytt ned og fraktet til et annet sted.
Eksempler på erosjonsformer er dal, fjord, tind og egg. Daler kan både dannes primært av elveerosjon og av breerosjon, dalen får da et tverrsnitt formet henholdsvis som en V og som en U.
FORVITRING
Forvitring er prosesser der bergmasse brytes ned på stedet ("in situ"). Man deler forvitring inn i to hovedkategorier; kjemisk og mekanisk forvitring.
KJEMISK FORVITRING
Mineraler er det som bygger opp bergarter og derfor berggrunnen. Kjemisk forvitring er nedbrytning ved oppløsning eller omdanning av mineraler. Endringen foregår for det meste nær overflaten av bergmassen, der den er i kontakt med luft eller vann. Kjemisk forvitring og oppløsning av mineraler er en viktig prosess i dannelsen av eksempelvis grotter. Surt nedbør, som er en konsekvens av forurensning, bidrar også til kjemisk forvitring av bergmasse.
MEKANISK FORVITRING
Fysisk eller mekanisk forvitring er nedbrytning av bergmassen gjennom fysiske prosesser, altså må fysiske krefter være tilstede uten at kjemiske endringer oppstår. Fysisk forvitring deles inn i underkategorier.
Trykkavlastning (se lenger ned)
Frostforvitring (se lenger ned)
Biologisk forvitring:
Rotsprengning er nokså vanlig, og innebærer at røtter gror inn i sprekker i bergmassen. Når røttene vokser vil de utføre krefter på sidene i sprekken, og gradvis utvide sprekken. Noen inkluderer også aktivitet av dyr og mennesker i biologisk forvitring, eksempelvis ved at mennesker som går på berggrunn pusser av mikroskopiske partikler. Mer ofte regnes aktiviteten av dyr og mennesker som noe som tilrettelegger eller forsterker forvitring, enn forvitring i seg selv. Eksempelvis tilrettelegges forvitring ved at stein flyttes på slik at det blir eksponert mot ytre krefter, og forvitring forsterkes ved at forurensning forsterker surt nedbør.
Termisk stress:
I områder hvor temperaturen varierer mye over kortere tid, eksempelvis i ørkenområder, vil bergmasse sprekke opp og flake av. Dette er en konsekvens av at bergmassen utvider seg når den varmes opp og trekker seg sammen når den avkjøles. Men fordi bergmasse er relativt stivt, vil ikke denne ekspansjonen og sammentrekningen skje smidig. Resultatet er avskalling, hvor flak av bergmasse løsner.
Kjemisk og fysisk forvitring kan foregå samme sted, og da vil de virke forsterkende av hverandre. Likevel er det områder med mer ekstreme klima hvor én av typene forvitring er mest fremtredende. Der det er varmt og fuktig er det ofte mer kjemisk forvitring, og der det er kaldt og tørt er det ofte mer fysisk forvitring.
TRYKKAVLASTNING
Når en masse er under et høyt trykk vil molekyler bli presset til å være nærmere hverandre, men når en masse er under lavere trykk kan molekylene bevege seg friere. Som regel vil masser som opplever en reduksjon i påført trykk utvide volum, enten mikroskopisk eller betraktelig.
Trykkavlastning er en type fysisk forvitring, som innebærer at trykket over en bergmasse reduseres. Konsekvensen er at det øverste laget av bergmassen utvider seg. Fordi bergmasse er relativt stivt, vil dette forårsake oppsprekking i flak som er parallelle med jordoverflaten. Flakene er løsmasser og kan ved andre prosesser fraktes bort.
Trykket over bergmasse kan reduseres tilstrekkelig mye ved at bergmasse over slipes bort av ytre krefter, eller av at innlandsis smelter.
Figur fra læreboken Geografi av Cappelen Damm
FROSTFORVITRING
Frostforvitring eller frostsprengning er en form for forvitring som er viktig for forming av landskap i Norge. Dette er grunnet klima med relativt mye nedbør samt temperatur som varierer om frysepunktet.
Frostforvitring foregår ved at
Vann renner inn i en sprekk.
Temperaturen synker og vannet fryser.
Is opptar større volum enn vann, og derfor utfører isen krefter (press) på sidene i sprekken. Sprekken utvides mikroskopisk.
Temperaturen øker og på grunn av utvidelsen er det plass til mer vann i sprekken enn tidligere.
For at frostforvitring skal være effektivt må prosessen skje mange ganger, da hver gang bidrar til en svært liten utvidelse av sprekken. Når frostforvitring har foregått over lenger tid, kan biter av stein løsne.
Isbreer former landskapet ved plukking og skuring. For at skuring skal foregå må plukking ha skjedd. For å muliggjøre plukking, må løsmasser være eller bli dannet under isbreen. Dette kan skje ved frostforvitring.
Figur fra læreboken Geografi av Cappelen Damm
SKRED
Skred krever bratt terreng, at tyngdekraften overgår friksjonskraften som holder massene på plass, og løsmasser. Fordi erosjon og forvitring danner løsmasser, er de prosesser som muliggjør skred. Bratte områder med kraftig erosjon har som regel større skredfare.
Arbeid med å prøve å forhindre skred er viktig for å minimere konsekvenser. Der kystlinjen er preget av klipper og strender, eroderer både bølger, vind og regn. Flere steder gjøres arbeid for å sikre disse områdene, selvom det i noen tilfeller kan bidra til interessekonflikt.
TEST DIN FORSTÅELSE
Flashcards er en god strategi for å repetere fagstoff og teste egen forståelse. Kortene er organisert slik at hvert spørsmålskort etterfølges av et svarkort med løsningsforslag. Bruk pil til høyre for å gå frem, og pil til venstre for å gå tilbake (pilene fungerer ikke på mobil).
Figur fra læreboken Geografi av Cappelen Damm
Erosjonskraften i elven er større der hastigheten til vannet er høyere, fordi transportkapasiteten der er større. Dette innebærer at vannet transporterer større og mer sedimenter.
Hastigheten til vannet er høyere der terrenget er brattere. På figuren ser dette ut til å være nærmest kilden. Mot elvesletten flater terrenget ut før elven til slutt når havet. Fra kilden til havet vil både hastigheten og erosjonskraften avta, og når elven møter havet opphører erosjonen og sedimentene avsettes. Det er altså størst erosjonskraft nærmere kilden og minst erosjonskraft der elven møter havet.
Figur fra summitpost
Isbreen er tykkest på midten av dalen som formes under isbreen. Dette vil også være der isbreen er tyngst på underlaget. Isbreen eroderer ved plukking og skuring, noe som avhenger at isbreen er i bevegelse og av massen til isbreen.
Dersom vi ser på isbreen som et sandpapir som slipes over en planke, vet vi at desto mer vekt vi legger på sandpapiret jo mer vil vi pusse av planken. På lik måte vil skuringen være mer effektiv der massen av isbreen er større.
Erosjonskraften fra en isbre er størst på berggrunnen med mest is over seg. Dette er som regel i midten dersom isen ligger i en landform som ligner på en dal. Det er minst erosjonskraft der isen er minst, noe som er helt på toppen av dalsidene der det er lite is.
Mellom dalbunnen og berggrunnen ved toppen av isen, avtar erosjonskraften gradvis. Det er dette som gjør at en U - dal får et tverrsnitt formet som en U; det har vært mest erosjon i bunnen av dalen og mindre og mindre oppover dalsidene.
Figur fra Lumen Learning
Frostforvitring innebærer at vann renner ned i en sprekk, vannet fryser og ekspanderer slik at det påføres en kraft på sprekken. Dette gjør at sprekken utvides. Når temperaturen øker vil mer vann renne ned i den forstørrede sprekken.
Utvidelsen av sprekken er minimal hver gang denne prosessen skjer, og for å ha en reell effekt må altså prosessen (fryse - utvide - tine) gjentas mange ganger.
Det vil være lite effektivt med frostforvitring i områder der temperaturen sjeldent går under frysepunktet. Dersom temperaturen varierer om frysepunktet over lenger tid, vil frostforvitring være mer effektivt. Eksempelvis skjer dette flere steder i Norge, hvor solen varmer opp til over frysepunktet på dagen og det er under frysepunktet om natten.
Frostforvitring er og har vært viktig for hvordan Norges landskap er formet. I tillegg er det en viktig faktor til at vi ofte har bratte områder med løsmasser i, og derfor en årsak til at vi i Norge opplever relativt mye skred.