Chão com padrão de gelo
Terreno padronizado ( estrutura de fundo uniforme ) é um termo coletivo para formas de superfície com estruturas regulares, que pela ação da geada causada pelo solo . Vários processos geomorfológicos são responsáveis pela formação, mas acima de tudo contração térmica e levantamento de gelo . Eles podem classificar as partículas do solo. Solos com padrão de geada ocorrem principalmente na zona periglacial , mas também podem ocorrer fora dela em áreas com efeitos de geada intensos.
Existem diferentes classificações para as diferentes formas dos pisos com padrão de gelo, quase todas baseadas na classificação proposta por Albert Lincoln Washburn . A distinção é feita primeiro entre ordenados e não ordenados formas - os ordenados, em contraste com os indiferenciados, são classificadas na superfície de acordo com grão tamanho e são geralmente cercado por pedras. Em alemão, o termo piso estruturado , que também é usado como sinônimo de piso com padrão de gelo , está relacionado apenas aos pisos com padrão de gelo classificados de acordo com uma definição de Carl Troll ; as formas não classificadas são então chamadas de pisos texturizados . Dentro desta dicotomia, é feita uma distinção de acordo com a forma - existem principalmente anéis de pedra , pedra polígonos e pedra redes no terreno predominantemente plana, bem como pedra tiras e grinaldas pedra em superfícies inclinadas. A forma mais comum em áreas de permafrost são os polígonos de gelo , uma forma especial de polígonos não classificados (polígonos).
Em Marte , também , imagens de alta resolução mostram padrões que correspondem aos solos de padrão de gelo na Terra, especialmente na forma poligonal. Nas áreas em que esses padrões podem ser vistos, foi detectado gelo no solo , e algumas dessas estruturas são muito semelhantes às da Terra.
Classificação
A classificação proposta por Washburn em 1956 é baseada na aparência dos pisos com padrão de gelo e deliberadamente não no processo de desenvolvimento que leva a esse padrão. A divisão também não está no sentido pedológico . Por esse motivo, ele é detalhado ou ligeiramente modificado de várias maneiras.
Pisos com padrão de gelo sortido
Solos com padrão de geada variada, para os quais o termo solos estruturados também é usado, têm um espectro de tamanho de grão classificado. As formas são estruturadas por pedras maiores, com material mais fino dentro das células. As dimensões dessas estruturas variam de menos de 20 centímetros a grandes formatos com diâmetro de vários metros.
Os principais formulários são os seguintes:
- Anéis de pedra variados
- O padrão desta forma de piso estruturado é semelhante em várias direções, as estruturas são quase circulares. A aparência classificada geralmente resulta do fato de que o material mais fino é cercado por pedras. Os anéis classificados podem aparecer individualmente ou em grupos. O diâmetro é geralmente entre meio metro e três metros. As pedras planas costumam estar no limite Também pode haver pedras na área central do anel de pedra.
- Polígonos de pedra variados
- Esta forma é semelhante aos círculos classificados, o padrão é semelhante em várias direções, mas o resultado são estruturas semelhantes a polígonos. Os padrões podem se estender por uma área bastante grande, principalmente eles estão localizados em terreno quase plano. O diâmetro das células semelhantes a polígonos pode ser entre 10 centímetros e 10 metros, polígonos menores dentro do padrão são frequentemente rodeados por polígonos maiores mais fora.
- Redes de pedra variadas
- Também nesta forma, o padrão é semelhante em várias direções, mas as formas resultantes não são circulares nem poligonais. O diâmetro das células individuais está entre meio metro e dez metros. Com um diâmetro maior, as pedras circundantes são geralmente maiores.
- Tiras de pedra variadas
- Estes formam uma sequência semelhante a uma faixa de pedras e materiais mais finos. Esses padrões podem ocorrer a partir de uma inclinação de 3 °, as listras correm ao longo da linha de queda e podem se estender por várias centenas de metros. As faixas de pedra geralmente representam uma continuação do lado da encosta de polígonos ou redes classificados.
- Degraus de pedra variados ou guirlandas de pedra
- Este é um padrão em forma de degrau que ocorre em uma ligeira inclinação, com material de granulação mais fina na borda inferior sendo frequentemente emoldurado por pedras como uma língua. A inclinação é normalmente entre 5 ° e 15 °. Pode-se presumir que as etapas classificadas não representam um padrão independente, mas correspondem a círculos classificados ou polígonos classificados influenciados pela inclinação. Alguns níveis de pedra classificados claramente representam um nível intermediário entre polígonos de pedra classificados e faixas de pedra classificadas.
Pisos com padrão de gelo não classificado
Pisos não classificados com padrão de gelo, também conhecidos como pisos de textura , não são classificados de acordo com o tamanho do grão. Eles têm um substrato homogêneo, principalmente de granulação fina. O papel de formação de padrões das pedras nos solos de padrão de geada classificados é freqüentemente desempenhado pela vegetação nos solos não classificados.
No caso de pisos com padrão de gelo não classificado, é feita uma distinção principalmente entre o seguinte:
- Anéis de pedra não classificados
- Tal como acontece com os anéis de pedra classificados, o padrão é semelhante em várias direções, as estruturas são quase circulares. Em contraste com a outra parte, não há borda feita de pedras, mas a vegetação geralmente forma essa borda. O diâmetro dos anéis é geralmente entre meio metro e três metros. Algumas formas de anéis não classificados também são chamadas de " bolhas de gelo ".
- Polígonos de pedra não classificados
- Em termos de padrão, eles correspondem à contraparte classificada, como acontece com os círculos, a variante não classificada não é emoldurada por pedras. Esse padrão geralmente se estende por grandes áreas, principalmente em terrenos planos, mas polígonos não classificados também são possíveis em declives, mesmo até 30 °. É feita uma distinção entre as formas micro e macro, as primeiras têm um diâmetro entre 5 centímetros e cerca de um metro, as últimas podem ter mais de 100 metros. Se a vegetação for esparsa, normalmente se concentrará em torno dos sulcos de enquadramento, enfatizando o padrão. Os polígonos de gelo são uma forma especial em áreas de permafrost. Nesta forma macro, a estrutura é formada por cunhas de gelo . O diâmetro pode chegar a 150 metros, em média é de 10 a 40 metros. Principalmente as formas triangulares a hexagonais são formadas no plano.
- Redes de pedra não selecionadas
- Tal como acontece com anéis de pedra não classificados e polígonos de pedra, o padrão é semelhante em várias direções, mas as formas resultantes não são circulares nem poligonais. Os diâmetros das células individuais estão entre meio metro e dez metros. Tal como acontece com os polígonos não classificados, o padrão pode ser enfatizado pela vegetação. Várias formas de elevações se enquadram nesta categoria.
- Tiras de pedra não classificadas
- Tal como acontece com as contrapartes classificadas, as faixas descem a encosta, mas, neste caso, o padrão de faixas é formado por uma mudança na densidade da vegetação. As tiras podem ter vários 100 metros de comprimento. Às vezes, faixas da mesma largura com e sem vegetação se alternam; em outros casos, há faixas cobertas de vegetação de 30 a 60 centímetros de largura que são separadas por faixas de 3 a 4,5 metros de largura sem vegetação. Os formatos de faixa não classificados ocorrem em inclinações entre 3 ° e 6 ° e podem ser a continuação do lado da inclinação de polígonos ou redes não classificados.
- Passos não classificados
- Como a contraparte classificada, eles ocorrem em encostas, com as etapas sendo emolduradas por vegetação em vez de guirlandas de pedra. A inclinação é geralmente entre 5 ° e 15 °. Presume-se que as etapas não classificadas correspondem, em princípio, a redes ou polígonos não classificados, cujo desenvolvimento é influenciado pela inclinação.
Emergência
Existem processos de desenvolvimento parcialmente diferentes que levam às diferentes formas dos solos com padrão de geada. Isso parece ser particularmente verdadeiro para as formas não classificadas, mas várias causas são assumidas para os anéis de pedra não classificados. Hoje não existe uma explicação geralmente aceita para todas as formas.
Solos com padrão de geada são muito comuns em áreas com permafrost , onde a principal causa é a contração térmica e a formação de cunhas de gelo . Mas processos repetidos de congelamento e descongelamento também desempenham um papel. Estão envolvidos processos como diferenciação de levantamento de gelo , crioturbação , pressão criostática e deslocamento diapiral de material saturado de água, bem como soliflução em encostas .
O gatilho para a formação dos polígonos de gelo , comuns em áreas de permafrost , é a contração térmica. O solo rasga como resultado das baixas temperaturas do inverno e as fendas são preenchidas com neve, geada, água congelada ou outro material. Com as temperaturas mais altas do verão, essas rachaduras se fecham novamente. No inverno seguinte, eles se rompem novamente no mesmo ponto, pois o enchimento predominantemente de gelo das fendas anteriores pode suportar menos tensão de tração do que o solo congelado, o que intensifica o processo. O aumento do volume quando a água congela não é decisivo aqui, como também pode ser verificado pelo fato de que em áreas muito secas existem polígonos cujas fendas são preenchidas exclusivamente com areia. Usando modelos numéricos, pode-se entender que as fissuras de contração formam padrões poligonais, cuja forma e tamanho dependem principalmente da natureza do solo e das diferenças de temperatura. Mais decisivas do que as temperaturas médias, no entanto, são as quedas rápidas e irregulares na temperatura. Isso torna difícil tirar conclusões sobre os desenvolvimentos climáticos anteriores a partir da forma e do tamanho dos padrões.
Em contraste com os polígonos de gelo, os processos repetidos de congelamento e descongelamento desempenham um papel decisivo nos diversos pisos de padrão de gelo. Em um trabalho publicado em 2003, é demonstrado que as diferentes formas de solos com padrão de geada classificados podem ser reproduzidas por meio de um modelo numérico se os princípios de auto-organização forem aplicados. O modelo de simulação foi influenciado apenas por dois parâmetros, por um lado a inclinação e por outro o grau de “aglomeração” das células vizinhas. O processo de formação assumido neste modelo de simulação pode ser dividido em várias fases: Primeiro, a formação de lentes de gelo e o levantamento de gelo resultante empurra as pedras contra a direção do efeito de gelo, ou seja, tendendo para o topo, que também é conhecido como congelamento . Uma pedra isolada na superfície do solo é agora um estado instável que está sujeito a mau funcionamento, uma vez que a pincelada de gelo no limite do solo-pedra tem um efeito inconsistente - devido aos diferentes níveis de umidade abaixo e ao lado da pedra. Isso resulta na classificação e na formação de áreas separadas de pedra e piso. Devido à “pressão” que a área do piso em expansão continua a exercer sobre a área de pedra, a área de pedra agora é alongada no sentido do comprimento. Dependendo do grau de competição das células vizinhas, as diferentes formas são criadas, com o surgimento de formas poligonais de forte competição, com formas menos circulares. Se a inclinação for íngreme, há listras.
Solos com padrão de gelo fóssil
Solos com padrão de geada que foram criados no passado e onde as condições climáticas do presente não permitem mais a criação ou desenvolvimento de tais formações são referidos como fósseis - em contraste com os solos com padrão de geada ativa ou recente . Exemplos disso são polígonos de cunha de gelo inativos que podem ser encontrados em áreas de permafrost anteriores. Se o gelo descongelado foi substituído por outro material de enchimento, fala-se de pseudomorfoses em cunha de gelo . Em alguns casos, o padrão poligonal formando cunhas de gelo refletem na vegetação, por exemplo, na forma de marcas de corte em campos de milho. Algumas dessas estruturas podem ser encontradas nas latitudes médias , especialmente em depressões de água derretida e áreas com depósitos de detritos da Idade do Gelo de Saale . Normalmente, apenas estruturas relativamente jovens podem ser vistas do ar, já que as mais antigas são cobertas por sedimentos. Outras formas de solos com padrão de geada muitas vezes ainda são reconhecíveis como áreas com crioturbação anterior , mas muitas vezes não está claro a que forma elas correspondiam originalmente. Solos com padrões variados de geada são raramente encontrados na forma fóssil, possivelmente porque não são reconhecidos como tal.
Estruturas semelhantes a polígonos em Marte
Estruturas poligonais na grande planície norte já foram identificadas em fotos das missões Viking da década de 1970 . O diâmetro dos polígonos, que está entre dois e dez quilômetros, quase exclui a possibilidade de uma analogia com os fenômenos periglaciais terrestres - distúrbios tectônicos foram assumidos como a causa dessas formas. Com as imagens de alta resolução do Mars Global Surveyor e do Mars Reconnaissance Orbiter , tornaram-se visíveis estruturas que parecem muito mais com os solos de padrão de gelo da Terra. Se você categorizá-los em termos de forma e tamanho de célula, o resultado para muitas dessas categorias é que as respectivas formas podem ser encontradas em latitudes correspondentes no hemisfério norte e sul - o que indica uma conexão climática. Gelo moído também foi detectado nessas áreas com o espectrômetro de nêutrons . Acredita-se que muitos desses polígonos, semelhantes aos polígonos de gelo da Terra, são formados pela contração térmica do solo congelado. Não está claro se e em que medida os processos repetidos de congelamento e descongelamento também estão envolvidos em alguns casos. Isso seria particularmente concebível no passado, uma vez que a inclinação do eixo de Marte - devido à falta de estabilização por uma grande lua - está sujeita a flutuações muito maiores do que a do eixo da Terra. Nos últimos 10 milhões de anos, também houve inclinações de até 50 °, o que resultou em diferenças extremas entre as temperaturas do verão e do inverno.
Na área próxima ao pólo norte onde o Phoenix pousou em 2008, existem polígonos com diâmetro de três a seis metros, comuns na planície norte. Para estes, presume-se que, como os polígonos das cunhas de gelo na Terra, eles são formados por contração térmica. Presume-se que eles estão ativos, pois as estruturas são bastante pronunciadas. Semelhante aos polígonos encontrados nos vales secos da Antártica, as fendas são preenchidas principalmente com areia e entulho. De acordo com cálculos de um modelo numérico , polígonos desse tamanho resultam se uma camada de dois a seis centímetros de espessura com gelo moído for assumida. Se alcançasse mais fundo, os polígonos teriam que ser maiores. Nessas larguras também existem polígonos maiores com diâmetros de 20 a 25 metros. Isso pode ser explicado da mesma maneira se assumirmos uma formação anterior desses polígonos, em uma época de climas mais extremos, com uma inclinação maior do eixo marciano do que a camada de gelo inferior tinha dez a doze centímetros de espessura. Existem também aglomerados regularmente dispostos de rochas e entulho, que resultam em um padrão com dimensões que correspondem aproximadamente aos polígonos. Supõe-se que esta classificação do material está relacionada à evolução dos polígonos. Em contraste com os solos de padrão de geada classificados terrestres, este tipo de material não é obviamente devido aos processos de congelamento e descongelamento, nem ao levantamento do gelo.
Veja também
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