길이 24 피트와 1 피트 너비의 스케일 모델 리버브 베드를 사용하여 과학자 팀은 시각, 기후, 산사태 또는 빙하와 같은 외부 세력에 대한 일반적으로 생각없이 슬롯를 형성 할 수있는 새로운 메커니즘을 발견했습니다.
“우리는 물이 흐르는 물과 퇴적물을 가진 모델 강을 사용하여 슬롯가 어떻게 형성되는지 조사했는지를 조사했다”고 과학 저널의 최근 기사의 저자 인 Joel Scheingross는 말했다. "우리는 슬롯가 내부 피드백만으로도 물 흐름, 퇴적물 수송 및 기반암 절개 사이의 힘을 통해 형성 될 수 있는지 확인하려고했습니다."
실험, Scheingross의 박사 학위 연구의 일부가지질크레이지 슬롯과 공학부Reno, Nevada University에서 자연 환경을 단순화하도록 설계되어 팀이 내부 프로세스를 격리하면서 동적 스케일링을 유지할 수 있도록 설계되었습니다..
폴리 우레탄 폼의 합성 기반암을 사용하여 균일 한 기반암을 시뮬레이션하고 슬롯 형성을 일으키는 것으로 알려진 암석 특성의 차이가 부족합니다. 폼은 물 침식에 저항하고, 퇴적물과 같은 입자 충격에 의한 내마모의 자연 암석과 동일한 침식 스케일링 법을 따릅니다..
요세미티의 상징적 인 슬롯는 외부 세력에 의해 형성된 것으로 생각되는 반면, 저자들은 외부 세력의 작용없이 더 작은 상류가 내부 강 역학으로 인해 더 작은 슬롯가 자체 형성 될 수 있다고 제안합니다. 저자들은 요세미티 밸리에서 아름다운 620 피트 높이의 신부 값을 빙하에 의해 형성된 예를 들었지만 신부 낙하 상류의 수많은 작은 슬롯가 퇴적물 수송과 침식에 의해 형성 될 수 있다고 인용하지만, 수많은 작은 슬롯를 제안합니다.
“지구 과학자들은 자연의 다른 상황에서 슬롯가 어떻게 형성되는지에 대한 많은 이론을 가지고 있습니다. 예를 들어, 슬롯는 암석 유형의 교차점, 해수면의 변화, 지각 결함, 기후 변화, 산사태 및 빙하의 추진력에 의해 생성 될 수 있습니다. 그러나 외부 방아쇠가 있어야한다는 대중의 믿음과는 달리이 연구팀은 슬롯가 흐름, 퇴적 운동 및 기반암의 변화의 결과로 평평한 강바지에 형성 될 수 있음을 발견했습니다.
실험에서 Scheingross와 그의 동료 - Michael Lamb (프로젝트의 선임 과학자와 Scheingross의 박사 과정 고문) 및 Brian Fuller는 캘리포니아의 캘리포니아 기술 연구소 (California Institute of Technology)의 지질 및 행성 과학 부서의 Brian Fuller - 캘리포니아 강의 기초에 대한 유압식 및 퇴적 수송의 수단이 있습니다.
약 4 시간 만에 모델 강바닥이 19.5 % (약 11도)로 기울어졌으며,이 모델은 50-50,000 년의 강 절개 및 진화와 동등한 것으로 생성되었습니다. 실험의 첫 1 시간 안에 퇴적물은 슬롯 협곡을 형성하여 약 4 인치 너비의 채널을 착용했습니다.
팀은 Caltech의 Lamb 's Lab에서 20 분 단위로 실험을 실시하여 기반암 침식을 멈추고 측정 할 수있었습니다. 그러나 실험은 4 시간 동안 만 실행되었지만 실험을 설계, 설정 및 실행하는 전체 과정에는 약 6 개월의 풀 타임 작업이 필요했습니다.
“우리 논문에서, 우리는 강의 내부 역학 (물 흐름 유압, 퇴적물 운송 및 기반암 침식의 조합)으로 인해 기후 또는 구조론의 변화가 없을 때 슬롯가 형성 될 수 있음을 보여주는 개념 증명 실험을 보여준다”고 Scheingross는 말했다. "이것은 자체 형성 슬롯가 널리 퍼져 있으면 지구 역사를 반전시키기 위해 슬롯를 사용하는 능력을 복잡하게 만들기 때문에 이것은 중요합니다.".
Scheingross는 슬롯에서의 침식이 종종 한 번에 슬롯가 형성되어 상류를 퇴각시켜 슬롯가 창조 시점에서 훨씬 오류가 될 수 있다고 설명했다. 이로 인해 일부 연구자들은 슬롯가 상류로 퇴각하는 비율에 대한 모델과 함께 하천 네트워크에서 슬롯의 위치를 사용하여 슬롯를 형성하는 것으로 생각되는 기후 또는 지각 변화의 시간을 역 계산했습니다.
“자체 형식의 슬롯를 식별하는 것은 거의 모든 자연 경관이 외부 강제력을 통해 슬롯를 생성 할 수있는 암석 유형, 지각 및 기후의 변화가 있기 때문에 매우 어렵다”고 그는 말했다. “이 논문은 슬롯가 자립 할 수 있음을 보여줍니다. 그리고 우리는 Where Waterfalls의 몇 가지 예를 제안했습니다.May본질적으로 자체 형성되면, 우리가 자연에서 나가서 자기 형성된 슬롯를 구별하기 전에 더 많은 작업을 수행해야합니다.”
자기 형성 슬롯 작업막 시작되었습니다
Scheingross는이 논문이 문제를 해결하기위한 지역 사회의 노력을 촉진 할 수 있기를 희망합니다.
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“저는 슬롯 실험을 설계하고 슬롯 현장 작업을 시작하는 과정에 있습니다.
프로젝트에 대한 자금은 주로 Caltech와 National Science Foundation에서 나왔으며 Alexander von Humboldt Foundation과 NASA의 추가 지원을 받았습니다.
