科研進(jìn)展
礫波紋地表風(fēng)沙顆粒蠕移特征研究獲新進(jìn)展
風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)指風(fēng)力作用下沙粒、粉塵或其它松散沉積物發(fā)生侵蝕、搬運(yùn)和堆積的過程。這一過程在地球上干旱和半干旱地區(qū)、沿海環(huán)境以及其它有大量松散沉積物的地區(qū)尤為顯著。從沉積物搬運(yùn)過程來看，風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)可以分為蠕移、躍移和懸移三種基本形式。蠕移通常被認(rèn)為是粒徑大于0.5 mm的沙礫物質(zhì)的主要搬運(yùn)方式，可以占到輸沙總量的1%至50%，但由于其搬運(yùn)的隱秘性及缺乏高精度的觀測設(shè)備，在風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)研究中較少受到關(guān)注。礫波紋作為一種獨(dú)特的風(fēng)沙地貌形態(tài)，由雙峰型沉積物組成，表面被粗顆粒覆蓋，其形成演化與蠕移運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，但學(xué)界對其形態(tài)動(dòng)力過程認(rèn)知非常有限。
中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院錢廣強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)利用新型蠕移集沙儀，研究了在庫姆塔格沙漠北部三壟沙地區(qū)礫波紋的蠕移運(yùn)動(dòng)規(guī)律并探討了其地貌學(xué)意義。結(jié)果表明，礫波紋地表的蠕移輸沙通量為0.047~0.352 g·cm-2·min-1，且隨季節(jié)存在明顯的變化。蠕移質(zhì)的粒度分布為雙峰型，分選較好，粗偏，寬至極寬峰態(tài)，中沙和細(xì)沙含量可達(dá)85%，粗沙及以上顆粒超過10%。不同粒級的蠕移輸沙通量存在較大差異，中細(xì)沙輸沙通量最大，極粗沙和極細(xì)礫則呈量級減少。
研究發(fā)現(xiàn)，蠕移輸沙通量與起沙風(fēng)平均風(fēng)速之間存在相關(guān)性，最強(qiáng)的蠕移輸沙過程發(fā)生在夏季沙塵暴期間，而最弱的發(fā)生在冬季。除了風(fēng)況之外，沉積物粒度特征、不同方向的沙源供應(yīng)程度均影響蠕移輸沙通量和物質(zhì)組成。從沉積學(xué)上來看，礫波紋表面的蠕移運(yùn)動(dòng)，對其內(nèi)部“滲入”結(jié)構(gòu)和粗細(xì)互層的前積紋層形成具有重要貢獻(xiàn)。
該成果以《礫波紋地表風(fēng)沙顆粒蠕移特征及其地貌學(xué)意義》為題發(fā)表于《中國沙漠》2024年第6期。西北研究院錢廣強(qiáng)研究員為論文第一作者。該研究獲國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助。
文章鏈接：http://www.desert.ac.cn/CN/10.7522/j.issn.1000-694X.2024.00136
