I fiumi sono tra le forze più potenti e persistenti del cambiamento del paesaggio, delle valli di intaglio, del trasporto dei sedimenti e della costruzione di nuove terre nel tempo geologico. Capire i processi della formazione del fiume e la loro influenza sulle forme terrestri è essenziale per gli studenti, gli educatori, e chiunque cerchi di capire come la topografia della superficie si evolve.

Il contesto idrologico della formazione del fiume

[LT] si forma come parte del ciclo idrologico, in cui le precipitazioni che cadono su terra più alta raccolgono in canali e fluiscono verso altitudini inferiori sotto gravità. La fase iniziale di un fiume inizia con flusso di foglio sulla superficie di terra, che si concentra in rill e poi gullies.

Per una visione più completa del ciclo idrologico e delle basi del fiume, la USGS Water Science School[ fornisce un eccellente materiale introduttivo.

Fasi di sviluppo del fiume

Il classico modello di geomorfologia fluviale divide lo sviluppo del fiume in tre fasi: giovanile, matura e vecchiaia. Mentre i fiumi reali sono complessi e possono mostrare caratteristiche di più stadi a diversi punti lungo la loro lunghezza, questo quadro rimane utile per capire come i fiumi si evolvono nel tempo.

Fase giovanile

Nella fase giovanile, i fiumi sono tipicamente caratterizzati da un ripido gradiente, un flusso veloce e un'elevata energia erosiva. Il processo dominante è erosione verticale[], che approfondisce il canale fluviale verso il basso nella roccia.

Fase di maturo

Mentre il gradiente del fiume diminuisce, entra nella fase matura. L'erosione verticale rallenta, e l'erosione laterale diventa più importante. Il fiume inizia a sedurre, tagliando lateralmente nelle sue rive e sviluppando un più ampio fondovalle. La deposizione del sedimento inizia a svolgere un ruolo significativo, con barre di punta che si formano all'interno di curve di meandri e banchi sinuclerosi si sviluppano che sinuisce.

Fase di vecchiaia

Nella fase di vecchiaia, il fiume ha una velocità molto bassa e lenta. Il processo dominante è deposizione], anche se si verifica ancora qualche erosione laterale. La valle è ampia e piana, con un ampio lamento composto da alluvium (sedimento depositato dal fiume). Il fiume può tremare o selvatico attraverso la sua pianura di fiume, spesso cambiando il corso.

È importante notare che non tutti i fiumi procedono linearmente attraverso queste fasi; il ringiovanimento dovuto al sollevamento tettonico, al cambiamento climatico, o alla caduta di livello base può rinvigorire l'erosione verticale. Per ulteriori letture sul ringiovanimento del fiume e l'evoluzione del paesaggio, vedere il Nature Education Knowledge Project sui processi fluviali.

Processi chiave del fiume: Erosione, Trasporto e Deposizione

Comprendere i tre processi fondamentali: l'erosione, il trasporto e la deposizione, è fondamentale per spiegare come i fiumi modellano le forme terrestri.

Erosione

L'erosione fluviale si verifica in diverse forme: abrasione] (il rock viene consumato dai sedimenti portati nell'acqua), azione idraulica (la forza dell'acqua stessa dislocando le particelle), soluzione (scarico dissoluzione delle rocce solucilittilinte come calcare e calcare)

Trasporti

Una volta erosi, il sedimento viene trasportato a valle da uno dei quattro meccanismi: soluzione (carico disciolto), sospensione (particelle fini tenute aloft da turbolenza), salina (particelle di dimensioni di dimensioni di dimensioni di massa che rimbalzano lungo il letto), e trazione (particelle più grandi rotolano o scorrevoli). La capacità e la competenza di un fiume, la sua capacità di portare sedimenti di diverse dimensioni, sono direttamente collegati alla sua velocità.

Deposizione

Quando un fiume perde energia, a causa di una diminuzione del gradiente, di una diminuzione dello scarico o di un ingresso in un lago o in un oceano, deposita il suo carico. La deposizione crea una varietà di forme di terra, tra cui barre di punta, ventilatori alluvionali, laghi, leve e deltas.

Fattori che influenzano la formazione del fiume e il comportamento

Diversi fattori naturali e antropogeni controllano come i fiumi formano, cambiano il corso e modellano il paesaggio. L'articolo originale menziona geologia, clima, topografia e attività umana.

Tipo di Geologia e Roccia

La roccia e il suolo sottostanti determinano la capacità di erosire verticalmente e lateralmente. Le rocce dure e resistenti come il granito portano a gole e cascate ripide, mentre le rocce più morbide (shale, arenaria) si erodono più facilmente, producendo valli più ampie. La presenza di difetti e articolazioni può guidare i percorsi dei canali e creare zone di debolezza per una rapida erosione.

Clima e Idrologia

Il clima governa la quantità e la tempistica delle precipitazioni, che colpisce direttamente il regime di scarico e di flusso del fiume. I fiumi in regioni umide temperate e tropicali hanno tipicamente un flusso perenne con carichi di sedimenti elevati, mentre i fiumi nelle regioni aride possono essere effimeri ma possono sperimentare inondazioni flash di immensa potenza erosiva.

Topografia e Tettonica

Il pendio del terreno (gradiente) determina velocità di flusso e potenziale di erosione. Le piste distese nelle zone montane promuovono la rapida incisione e la dispersione di massa che trasporta sedimenti a canali. L'alzata tettonica può ringiovanire i fiumi, causando loro di incidere in correnti di inondazione esistenti e formando meandri o terrazze incise.

Vegetazione e copertura del suolo

La vegetazione stabilizza le rive del fiume, riducendo l'erosione laterale, e intercetta le precipitazioni, riducendo il deflusso superficiale e l'erosione del foglio. La deforestazione, sia naturale (wildfire) che causata da esseri umani, può aumentare drasticamente l'erosione e la resa dei sedimenti. I sistemi di radice della vegetazione riparia aiutano a mantenere la forma del canale.

Attività umana

Gli esseri umani modificano i sistemi fluviali in molti modi: costruzione di di dighe, canalizzazione, costruzione di levee, estrazione di acqua, cambiamento di terra e inquinamento. Le dighe intrappolano sedimenti, affamando le connessioni a valle del materiale necessario per la manutenzione della spiaggia e delta, mentre alterano anche il regime di flusso.

Principali forme di terra modellate dai fiumi

I fiumi creano una vasta gamma di forme di terra attraverso l'erosione e la deposizione a diverse scale spaziali e temporali.

Forme di terra erosional

Valli e Gole V-Shaped

Forti principalmente da erosione verticale durante la fase giovanile, le valli a forma di V hanno lati ripidi e un pavimento stretto. In roccia resistente, queste valli possono diventare gole profonde - esempi classici includono il Grand Canyon e vari canyon slot negli Stati Uniti sud-occidentale. Il fiume incide verso il basso più velocemente che il tempo può allargare le piste a valle, mantenendo il profilo V.

Cascate e Rapids

Le cascate si verificano dove uno strato di roccia dura sovrasta una roccia più morbida. Il fiume erosisce rapidamente la roccia morbida, riducendo la roccia dura fino a che non crolla, ritirandosi a monte nel tempo. I rapidi formano dove il gradiente si irrigidisce localmente a causa di accumulazioni di sedimenti rupestri o grossolani resistenti. Le piscine di Plunge alla base delle cascate sono scolate da acqua cadente e sedimenti abrasivi.

Meanders e Meanders incisi

I Meanders sono curve sinuose formate dall'erosione laterale sulla riva esterna e dalla deposizione all'interno. Nella fase matura, i meandri migrano attraverso la la lamina di alluvione. Se si verifica un sollevamento tettonico o una goccia di base, i meandri possono diventare incisi, tagliando profondamente nella roccia sottostante mantenendo la loro forma sinuosa, creando ciò che sono noti come meandri trincerati o inciati, come quelli lungo il fiume San Juan a Uta.

Terrazze del fiume

Le terrazze del fiume sono resti abbandonati alluvionali che si trovano sopra il livello attuale del fiume, spesso accoppiati su entrambi i lati della valle. Essi documentano i livelli precedenti del fiume e indicano i periodi di downcutting (incisione) separati da aggradazione. Le terrazze si formano a causa di cambiamenti climatici (ad esempio, cicli glaciali-interglaciali), attività tettonica, o cambiamenti a livello base.

Campioni di terreno

Inondazioni e leve naturali

I diluviani sono aree piane e a basso profilo adiacenti a un fiume periodicamente inondato. Sono costruiti nel tempo da ripetute deposizioni sovrabanca di sedimenti fini (silluce e argilla). Leve naturali sono sollevate creste di sedimenti grossolani che si formano lungo le rive dei canali durante gli eventi di inondazione quando la velocità del fiume diminuisce bruscamente mentre si versa sulla piana di inondazione. Leve possono aiutare a contenere il canale durante le inondazioni rinforzate.

Fans alluvionali

I ventilatori alluvionali sono depositi a forma di ventola che formano dove un ripido flusso di montagna emerge su una pianura piana. La perdita improvvisa di gradiente e velocità provoca la deposizione di sedimenti grossolani in forma conica. I fan sono comuni nelle regioni aride e semiaride, dove il flusso lampeggiante scorre materiale depositario in distinti schemi radiali. Possono essere grandi, coprendo decine di chilometri quadrati.

Delta

I ditali si formano alle bocche del fiume dove l'acqua sedimentaria-laden entra in un oceano, mare, lago o serbatoio. La riduzione della velocità di flusso e l'effetto delle maree (per deltara marina) causano sedimenti a stabilirsi, costruendo una pianura delta.

Laghi di Oxbow

I laghi di Oxbow sono corpi d'acqua a forma di mezzaluna tagliati dal fiume principale quando una curva di media diventa troppo stretta e il fiume taglia un nuovo canale più breve attraverso il collo. Il loop abbandonato di acqua gradualmente diventa isolato e riempie di sedimenti, diventando infine una depressione umida o paludosa. Queste caratteristiche sono indicatori classici della storia di migrazione laterale del fiume.

Barre a punto e bar a treccia

Le barrette sono depositi di sedimenti all'interno di curve di meandri, composte da ghiaia e sabbia che si accumulano come diminuiscono le velocità di flusso. Si costruiscono lateralmente come migrano il meandri. Nei fiumi intrecciati, che hanno più canali di interconnessione separati da barre, le barre di treccia sono più grandi, spesso isole temporanee di ghiaia o sabbia che si formano a causa di alto carico di sedimenti e scarico variabile.

Impatto umano sui sistemi fluviali

Le attività umane hanno alterato significativamente i processi fluviali e la formazione delle forme di terra. Le dighe impound sediment, riducendo la deposizione a valle e i delta affamati, portando all'erosione costiera (ad esempio, il Delta del Nilo sta erodendo a causa dell'alta diga di Assuan). Leve e la canalizzazione impediscono l'alluvione naturale, ma limitano il ripristino dei sedimenti inondazioni e possono aumentare i picchi di inondazioni a valle.

Per ulteriori informazioni su come la dimmer e l'estrazione dell'acqua influiscono sui sistemi fluviali, l'organizzazione International Rivers[[]] fornisce risorse sulla conservazione delle acque dolci.

Conclusioni

I processi di formazione del fiume e le forme di terra che creano rappresentano un dinamico gioco tra acqua, sedimenti e paesaggio. Dalla fase giovanile erosa alla vecchiaia ampia e depositaria, i fiumi rimodellano continuamente la superficie della Terra. L'erosione, il trasporto e la deposizione - influenzati dalla geologia, dal clima, dalla topografia, dalla vegetazione e dall'azione umana - producono una notevole varietà di caratteristiche: vallate a forma di V, cascate, significati