Wydma

Mars-Dunes.GIF

Wydma (ang. aeolian dune, poch. od hol. duin), forma depozycyjna w środowisku eolicznym zbudowana z materiału frakcji piaszczystej. Kształt wydmy zależy od układu wiatrów. Wydmy mogą być proste lub złożone określane też jako draa, z nałożenia na siebie wielu wydm prostych. Formy złożone mogą mieć od 20 do nawet 450 m wysokości. Zdjęcie po prawej stronie przedstawia barchany na Marsie, wiatr z prawej stry, dzięki uprzejmości NASA/EPA.

Zdaniem Bagnolda (1941) wiatr o większej prędkości powoduje zwiększenie wysokości wydmy, natomiast wiatr o niższej prędkości, jednak wystarczającej do przenoszenia ziaren piasku powoduje budowanie wydmy na długość. McKee (1979) na podstawie kształtu wydm, zwłaszcza ilości stoków zawietrznych oraz dominującego kierunku wiatru podzielił wydmy na:

  • pozbawione stromego stoku zawietrznego
    • kopcowate (rozwijają się przy bardzo dużych prędkościach wiatru, które z tu kolei uniemożliwiają powstanie wydm o dużej wysokości),
  • o jednym stoku zawietrznym (jeden dominujący kierunek wiatru)
    • barchany (ramiona skierowane zgodnie z kierunkiem wiatru, zmiany orientacji grzbietu mogą wynosić nawet 45 stopni w obrębie wydmy, wysokość przeważnie do 30 m i szerokość do kilkuset m),
    • barchanoidalne (sinusoidalne grzbiety o odchyleniu od głównego kierunku wiatru, większa dostępność materiału osadowego, jednokierunkowy wiatr o niewielkiej zmienności, wysokość nawet do dwustu m i szerokość do kilku km),
    • poprzeczne (prosty grzbiet skierowany poprzeczne do kierunku wiatru),
    • paraboliczne (ramiona skierowane przeciwnie do kierunku wiatru, najczęściej roślinność spowalnia migrację ramion w stosunku do pozostałe części),
  • o dwóch stokach zawietrznych
    • podłużne (inna nazwa seif) o symetrycznym grzbiecie biegnącym zgodnie ze średnim kierunkiem wiatru, o wysokości nawet do dwustu metrów i długości wielu kilometrów),
    • odwracalne (ang. reversing) o stronach zawietrznych nachylonych w dwóch przeciwnych kierunkach),
  • o wielu stokach zawietrznych
    • gwieździste, które powstają przy bardzo zmiennych kierunkach wiatrów.

Orientacja i kształt wydm wynika więc z rozkładu kierunków wiatru i dostępności materiału osadowego. McKee podzielił także wydmy na proste, złożone i bardzo złożone. Te ostatni stanowią nałożenie wielu prostych wydm i są wynikiem złożonej ich historii, w tym zmian klimatycznych (Smith 1968). Stanowi najbardziej optymalny układ, przy którym zdaniem Rubina i Huntera przez ich grzbiety może być transportowana największa ilość materiału osadowego (1987).

Hunter (1977) w obrębie małych wydm wyróżnił pięć rodzajów warstwowania:

  • laminacja płaska związana z osadzaniem ziaren wleczonych przy wysokich prędkościach wiatru,
  • skośna laminacja związana z opadaniem ziaren z zawieszenia na zaprądowych stronach form (ang. grainfall),
  • warstwowanie translacyjne złożone z powierzchni erozyjnych pozostawionych przez wspinające się riplemarki,
  • skośna laminacja związana z osypywaniem się ziaren na zaprądowych stokach riplemarków w warunkach przepływu podkrytycznego (rzadko dostrzegana w osadach eolicznych),
  • warstwowanie skośne związane z lawinowym osypywaniem piasku na zaprądowych stronach wydm (o wysokości równej co najmniej 30 cm). Mniejsze formy wędrują w górę po większych a po dojściu do szczytu wywołują lawinowe zsypywanie się materiału po stronie zaprądowej (ang. grain-flow stratification). W obrębie poszczególnych skośnych lamin częste jest odwrócone uziarnienie gradacyjne.

Brookfield (1977) wyróżnił w osadach eolicznych trzy generacje powierzchni erozyjnych w obrębie wydm złożonych nazywając je powierzchniami granicznymi:

  • powierzchnie pierwszego rzędu, powstają przy przejściu głównych form (połogie główne linie warstwowania na zdjęciu po prawej stronie)
  • powierzchnie drugiego rzędu nie zawsze powstają, połogo zapadają w kierunku wiania wiatru i powstają w wyniku migracji mniejszych form po zaprądowych stronach głównych form
  • powierzchnie trzeciego rzędu (reaktywacji), stromo nachylone i powstają w wyniku zmiany siły i kierunku wiatru. Powierzchnie trzeciego rzędu są prawie równoległe do laminacji zaprądowej i są też określane jako powierzchnie reaktywacji.

Gradziński i in. (1979) do tego dodają konieczność uwzględnienia powierzchni erozyjnych, które powstają w wyniku deflacji i mogą osiągać znaczne rozmiary. Strukturami przekątnego warstwowania klinowego lub jodełkowego (ang. herring-bone structure) powstają w wyniku zmiany kierunku wiatru lub obocznego nakładania się form.

Literatura

Bagnold, R. 1941. Physics of Blown Sand and Desert Dunes, Mathuen.
Brookfield, M.E. 1977. The origin of bounding surfaces in ancient eolian sandstones, Sedimentology 24
Gradziński, R., Gągol, J., Ślączka, A. 1979. The Tumlin sandstone (Holy Cross Mts, Central Poland): Lower Triassic deposits of aeolian dunes and interdune areas. Acta Geologica Polonica 29, 151–175
Hunter, R.E. 1977. Basic types of stratification in small eolian dunes. Sedimentology 24
Kocurek G., Havholm K.G. 1993. Eolian sequence stratigraphy: A conceptual framework, W: Siliciclastic sequence stratigraphy (P. Weimer and H.W. Posamentier, red.), AAPG Memoir 58
McKee, D. 1979. Sedimentary structures in dunes. U.S. Geological Survey Professional Paper 1052
Rubin, D.M., Hunter, R. E. 1987. Bedform alignment in directionally varying flows. Science 237
Smith, H.T.U. 1968. Eolian Geomorphology, Wind Direction, and Climatic Change in North Africa. Bedford, MA, U.S. Air Force Geophysic Research Directorate