Xói mòn

Xói mòn, theo khoa học Trái Đất, là quá trình mà các tác nhân bề mặt như dòng chảy hoặc gió loại bỏ đất, đá hoặc chất hòa tan khỏi một khu vực trên vỏ Trái Đất và vận chuyển chúng đến nơi khác. Điều này khác với phong hóa, vốn không liên quan đến chuyển động. Quá trình này do các tác nhân xói mòn như nước, băng (sông băng), tuyết, gió, thực vật, động vật và con người gây ra. Xói mòn có thể được phân loại theo tác nhân như xói mòn nước, xói mòn băng, xói mòn tuyết, xói mòn gió, xói mòn động vật và xói mòn do con người. Xói mòn vật lý hoặc cơ khí, nơi đá hoặc đất bị nghiền nát thành trầm tích, khác với xói mòn hóa học, trong đó đất hoặc đá bị hòa tan vào dung môi (thường là nước) rồi được vận chuyển. Trầm tích hoặc chất hòa tan có thể di chuyển từ vài mm đến hàng nghìn km.

Tốc độ xói mòn tự nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố địa chất như lượng mưa, đá gốc trong sông, xói lở bờ biển do sóng, hoạt động của băng, mài mòn do gió, lũ lụt, và sự di chuyển của đất trên các vùng dốc. Tốc độ xói mòn thường nhanh nhất trên các bề mặt dốc, và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khí hậu như lượng nước mưa, cường độ bão, tốc độ gió, sóng, và nhiệt độ khí quyển. Các quá trình xói mòn tạo ra trầm tích hoặc chất hòa tan và vận chuyển chúng đến những nơi khác, trái ngược với các quá trình lắng đọng. Xói mòn có thể xảy ra tự nhiên, nhưng hoạt động của con người có thể tăng tốc độ xói mòn lên gấp 10-40 lần so với mức tự nhiên toàn cầu. Ở những khu vực nông nghiệp như Dãy núi Appalachian, canh tác thâm canh có thể khiến xói mòn nhanh hơn 100 lần so với tốc độ tự nhiên. Xói mòn quá mức gây ra nhiều vấn đề, cả trong khu vực và bên ngoài, như giảm năng suất nông nghiệp, suy thoái sinh thái, sa mạc hóa, bồi lắng đường nước, ô nhiễm nước và thiệt hại cho cơ sở hạ tầng. Xói mòn do nước và gió là hai nguyên nhân chính của suy thoái đất, gây ra khoảng 84% diện tích đất bị thoái hóa toàn cầu, làm cho xói mòn quá mức trở thành một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất trên thế giới.

Các hoạt động như thâm canh nông nghiệp, phá rừng, xây dựng đường sá, biến đổi khí hậu do con người và đô thị hóa là những yếu tố quan trọng gây ra xói mòn. Tuy nhiên, có nhiều biện pháp phòng ngừa và khắc phục có thể giúp giảm thiểu hoặc ngăn chặn xói mòn ở các khu vực dễ bị tổn thương.

Quá trình vật lý

Hàm lượng mưa và dòng chảy trên bề mặt

Hàm lượng mưa và dòng chảy trên bề mặt có thể gây ra bốn loại xói mòn đất chính: xói mòn theo tia, xói mòn tấm, xói mòn rãnh, và xói mòn rãnh sâu. Xói mòn theo tia thường là giai đoạn đầu và ít nghiêm trọng nhất, tiếp theo là xói mòn tấm, sau đó là xói mòn rãnh và cuối cùng là xói mòn rãnh sâu, là dạng nghiêm trọng nhất trong bốn loại.

Trong hiện tượng xói mòn bắn, khi một hạt mưa rơi xuống đất, nó tạo ra một lỗ nhỏ, đẩy các hạt đất ra khỏi vị trí ban đầu. Các hạt đất có thể di chuyển lên tới 0,6 m (hai feet) theo phương thẳng đứng và 1,5 m (năm feet) theo phương ngang trên bề mặt đất phẳng.

Khi đất đã bão hòa hoặc lượng mưa vượt quá khả năng thấm của đất, hiện tượng chảy tràn bề mặt sẽ xảy ra. Nếu dòng nước có đủ năng lượng, nó sẽ cuốn theo các hạt đất lỏng lẻo xuống dốc. Xói mòn bề mặt là quá trình vận chuyển các hạt đất lỏng lẻo bằng dòng chảy trên mặt đất.

Suối xói mòn là những con đường nhỏ hẹp, nơi dòng chảy tập trung lại, đóng vai trò vừa là nguồn trầm tích vừa là hệ thống phân phối trầm tích cho xói mòn trên sườn đồi. Ở những khu vực có tỷ lệ xói mòn cao nhất, các suối thường hoạt động mạnh mẽ. Độ sâu của dòng chảy trong suối thường chỉ vài cm (khoảng một inch) và độ dốc dọc theo kênh có thể rất lớn. Điều này khiến cho các suối có đặc điểm thủy lực khác biệt rõ rệt so với các con sông hoặc suối sâu và rộng.

Xói mòn do nước tạo rãnh xảy ra khi nước tập trung và chảy nhanh qua các kênh hẹp ngay sau mưa lớn hoặc tuyết tan, dẫn đến việc cuốn trôi một lượng đất đáng kể.

Sông và suối

Xói mòn thung lũng hoặc dòng chảy xảy ra khi dòng nước tiếp tục di chuyển dọc theo một đối tượng địa lý dạng tuyến. Xói mòn này không chỉ làm sâu thêm thung lũng mà còn kéo dài thung lũng vào sườn đồi, tạo ra các vết cắt đầu và bờ dốc. Trong giai đoạn đầu của xói mòn suối, hoạt động ăn mòn chủ yếu diễn ra theo phương thẳng đứng, với các thung lũng có mặt cắt ngang hình V và dòng chảy có độ dốc lớn. Khi đạt đến một mức độ nhất định, xói mòn chuyển sang xói mòn bên, làm mở rộng đáy thung lũng và tạo ra vùng ngập lụt hẹp. Độ dốc của dòng suối trở nên gần như bằng phẳng, và sự lắng đọng trầm tích trở nên quan trọng khi dòng chảy uốn khúc qua đáy thung lũng. Xói mòn suối xảy ra mạnh mẽ nhất trong thời gian lũ lụt khi nước chảy nhanh và mang theo lượng phù sa lớn hơn. Trong các quá trình này, không chỉ nước bị xói mòn mà các hạt mài mòn, đá cuội và đá tảng cũng có thể gây xói mòn qua bề mặt trong một quá trình gọi là lực kéo.

Xói mòn bờ là quá trình bào mòn bờ suối hoặc sông. Điều này khác với sự thay đổi nền của nguồn nước, được gọi là sự cọ rửa. Xói mòn và sự thay đổi hình thức bờ sông có thể được đo bằng cách cắm các thanh kim loại vào bờ và ghi lại vị trí của bề mặt bờ theo các thanh ở các thời điểm khác nhau.

Xói mòn do nhiệt xảy ra khi lớp băng vĩnh cửu bị tan chảy và làm suy yếu do nước di chuyển. Hiện tượng này có thể xảy ra ở cả vùng ven sông và ven biển. Xói mòn nhiệt đã dẫn đến sự di chuyển nhanh chóng của các kênh sông ở sông Lena, Siberia, vì các bờ này được cấu tạo từ vật liệu không kết dính và bị đóng băng vĩnh cửu. Phần lớn xói mòn này là do các bờ bị suy yếu và sụt lở. Tại bờ biển Bắc Cực, sự kết hợp của sóng và nhiệt độ gần bờ làm xói mòn lớp băng vĩnh cửu, khiến chúng bị hỏng. Từ năm 1955 đến 2002, tốc độ xói mòn dọc theo đoạn dài 100 kilômét (62 dặm) của bờ biển Beaufort trung bình đạt 5,6 mét (18 feet) mỗi năm.

Xói mòn sông thường xảy ra gần cửa sông. Tại một khúc cua của sông, phần dài nhất thường có nước chảy chậm hơn, dẫn đến sự tích tụ chất tại đây. Ngược lại, phía hẹp nhất của khúc cua, nơi nước chảy nhanh hơn, có xu hướng bị xói mòn nhiều hơn.

Duyên hải ven biển

Xói mòn bờ biển, xảy ra cả ở bờ biển tự nhiên và nhân tạo, chủ yếu do tác động của sóng và dòng chảy. Tuy nhiên, sự thay đổi mực nước biển (thủy triều) cũng có thể góp phần vào quá trình này.

Hoạt động thủy lực xảy ra khi không khí trong khe nứt bị nén đột ngột bởi sóng, dẫn đến nứt khe. Sóng đập là khi sóng có năng lượng cao va vào vách đá, gây vỡ đá. Mài mòn là quá trình sóng làm mòn vách đá bằng cách tán nhỏ các hạt biển. Đây là hình thức xói mòn bờ biển nhanh và hiệu quả nhất (không nên nhầm lẫn với ăn mòn). Ăn mòn là quá trình hòa tan đá do axit cacbonic trong nước biển, đặc biệt ảnh hưởng đến các vách đá vôi. Lực hút là khi các hạt tải trọng biển va vào nhau và vào vách đá, làm chúng dễ bị rửa trôi hơn. Vật liệu cuối cùng bao gồm ván lợp và cát. Một nguồn xói mòn đáng kể khác, đặc biệt trên các bờ biển cacbonat, là xói mòn sinh học, do mài mòn, cạo và nghiền nát các sinh vật.

Trầm tích dọc theo bờ biển di chuyển theo hướng dòng chảy chủ yếu (trôi dạt vào bờ biển). Khi lượng phù sa bị mang đi nhiều hơn lượng được bổ sung, xói mòn xảy ra. Ngược lại, khi lượng trầm tích dòng chảy lớn hơn, bờ cát hoặc sỏi sẽ hình thành do sự lắng đọng. Những bờ này có thể di chuyển chậm dọc theo bờ biển theo hướng trôi dạt, thay phiên bảo vệ và làm lộ ra các phần của bờ biển. Ở các khu vực có đường bờ biển uốn cong, hiện tượng tích tụ vật chất xói mòn tạo thành bờ dài hẹp (vết nhổ) thường xảy ra. Các bãi biển và bãi cát chìm ngoài khơi cũng có thể bảo vệ bờ biển khỏi xói mòn. Khi các bãi cạn dịch chuyển theo thời gian, xói mòn có thể chuyển hướng tấn công các phần khác của bờ biển.

Xói mòn hóa học

Xói mòn hóa học là sự mất mát vật chất dưới dạng chất hòa tan trong cảnh quan. Xói mòn hóa học thường được tính toán từ các chất hòa tan trong dòng suối. Anders Rapp đã tiên phong nghiên cứu xói mòn hóa học trong công trình của ông về Kärkeveens, xuất bản năm 1960.

Sông băng

Sông băng gây xói mòn qua ba quá trình chính: mài mòn / cọ rửa, kéo và đập băng. Trong quá trình mài mòn, các mảnh vụn trong lớp băng quét trên đá nền, làm bóng và khoét sâu vào đá, tương tự như giấy nhám trên gỗ. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, ngoài nhiệt độ, các quá trình băng hà như xói mòn cũng ảnh hưởng đến hình dạng thung lũng. Trong mô hình xói mòn đồng nhất, kênh cong dưới lớp băng được hình thành, dù sông băng tiếp tục nghiêng theo chiều thẳng đứng, hình dạng kênh dưới băng vẫn giữ nguyên, đạt đến hình dạng hình chữ U. Thời gian ước tính để hình thành thung lũng hình chữ U ổn định là khoảng 100.000 năm. Ngược lại, nếu nền đá gốc yếu, xói mòn không sâu do vận tốc băng và xói mòn đều giảm.

Sông băng cũng có thể làm nứt các mảnh đá gốc trong quá trình kéo. Trong quá trình đẩy băng, sông băng đóng băng vào đáy, và khi di chuyển về phía trước, nó mang theo các mảng trầm tích lớn đóng băng. Phương pháp này đã tạo ra nhiều lưu vực hồ ở rìa Canadian Shield. Sự khác biệt về độ cao của các dãy núi không chỉ do lực kiến tạo mà còn do biến đổi khí hậu cục bộ. Phân tích toàn cầu cho thấy xói mòn do băng kiểm soát chiều cao tối đa của các ngọn núi, vì khoảng cách giữa các đỉnh và đường tuyết thường dưới 1500 m. Xói mòn do sông băng rất hiệu quả, thuật ngữ glacial buzzsaw được dùng để mô tả tác động của sông băng đối với chiều cao núi. Khi núi cao hơn, hoạt động băng tăng, làm tăng tốc độ xói mòn, giảm khối lượng núi nhanh hơn sự phục hồi đẳng áp. Điều này tạo ra vòng lặp phản hồi tiêu cực. Nghiên cứu hiện tại cho thấy, trong khi sông băng có xu hướng giảm kích thước núi, ở một số khu vực, sông băng có thể làm giảm tốc độ xói mòn, hoạt động như lớp áo giáp băng. Băng không chỉ xói mòn núi mà còn bảo vệ chúng khỏi bị xói mòn.

Các quá trình này, cùng với xói mòn và vận chuyển bởi mạng lưới nước dưới sông băng, tạo ra các địa hình băng giá như moraines, drumlins, moraine trên mặt đất (đến), kames, kame deltas, moulins và công thái học trên sông băng, đặc biệt ở ga cuối hoặc trong quá trình rút lui của sông băng.

Hình thái của thung lũng băng phát triển tốt nhất trong những cảnh quan với tốc độ nâng đá thấp (nhỏ hơn hoặc bằng 2 mm mỗi năm) và có mức độ giảm nhẹ, dẫn đến thời gian phát triển kéo dài. Khi tốc độ nâng đá vượt quá 2 mm mỗi năm, hình thái thung lũng băng thường bị biến đổi đáng kể sau thời kỳ băng hà. Sự tương tác giữa xói mòn băng hà và hoạt động kiến tạo ảnh hưởng đến hình thái của các hốc đá trên các orogens đang hoạt động, thông qua việc tác động đến chiều cao của chúng và thay đổi mô hình xói mòn trong các giai đoạn băng hà tiếp theo, nhờ vào sự liên hệ giữa nâng đá và hình dạng mặt cắt ngang của thung lũng.

Lũ lụt

Tại những vùng chảy cực kỳ mạnh, các đường gấp khúc hoặc xoáy hình thành do lượng nước chảy xiết. Đá bị sạt lở gây ra xói mòn cục bộ mạnh mẽ, làm mất lớp nền và tạo ra các đặc điểm địa lý kiểu hố đá được gọi là lưu vực đá cắt. Ví dụ điển hình có thể thấy ở các khu vực lũ lụt do hồ Missoula băng hà, đã hình thành các khu vực có kênh tại lòng chảo Columbia ở phía đông Washington.

Xói mòn gió

Xói mòn do gió là một yếu tố địa mạo quan trọng, đặc biệt ở các khu vực khô hạn và bán khô hạn. Nó là nguyên nhân chính của sự suy thoái đất, bốc hơi, sa mạc hóa, bụi độc hại trong không khí, và thiệt hại cây trồng, đặc biệt khi hoạt động của con người như phá rừng, đô thị hóa, và nông nghiệp làm gia tăng tỷ lệ xói mòn so với mức tự nhiên.

Xói mòn do gió có hai hình thức chính: giảm phát, trong đó gió thổi và mang theo các hạt rời, và mài mòn, nơi các bề mặt bị mài mòn do các hạt trong không khí do gió đưa đến. Giảm phát được chia thành ba loại: (1) rão bề mặt, nơi các hạt lớn hơn trượt hoặc lăn dọc theo mặt đất; (2) muối hóa, trong đó các hạt được nâng lên, nảy lên và tạo ra muối trên bề mặt đất; và (3) huyền phù, nơi các hạt nhỏ và nhẹ được gió đưa vào không khí và có thể bay đi xa. Muối hóa gây ra phần lớn (50-70%) xói mòn do gió, tiếp theo là huyền phù (30-40%), và cuối cùng là xói mòn bề mặt (5-25%).

Xói mòn do gió đặc biệt nghiêm trọng ở các khu vực khô cằn và trong thời gian hạn hán. Ví dụ, ở Great Plains, mức độ mất đất do gió xói mòn có thể tăng gấp 6100 lần trong các năm hạn hán so với các năm ẩm ướt.

Sạt lở

Chuyển động khối là hiện tượng chuyển động của đá và trầm tích di chuyển xuống và ra ngoài trên các bề mặt dốc, chủ yếu do lực trọng lực.

Chuyển động khối là một yếu tố quan trọng trong quá trình xói mòn, thường là giai đoạn đầu trong việc phá vỡ và vận chuyển vật liệu phong hóa ở các vùng núi. Nó chuyển vật liệu từ độ cao cao xuống thấp hơn, nơi các tác nhân xói mòn khác như suối và sông băng có thể tiếp tục di chuyển vật liệu xuống độ cao thấp hơn nữa. Các quá trình chuyển động khối liên tục xảy ra trên các bề mặt dốc; một số diễn ra rất chậm, trong khi những cái khác xảy ra đột ngột và có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng. Tất cả các chuyển động xuống dốc của đá hoặc trầm tích thường được gọi chung là trượt đất, tuy nhiên, sạt lở đất có thể được phân loại chi tiết hơn tùy thuộc vào cơ chế và tốc độ của chuyển động. Một ví dụ về hình thái địa hình do chuyển động khối là dốc đá vụn hoạt động rất chậm.

Sạt lở đất xảy ra trên các sườn đồi dốc, thường dọc theo các đới đứt gãy, và có thể di chuyển nhanh chóng khi các vật liệu như đất sét được giải phóng. Sạt lở đất thường thể hiện qua sự suy giảm đẳng áp hình thìa, nơi vật liệu đã bắt đầu trượt xuống. Đôi khi, sụt lún là do nước dưới mái dốc làm yếu nó. Trong nhiều trường hợp, sạt lở đất đơn giản là kết quả của kỹ thuật kém ở các con đường cao tốc, nơi sự cố này xảy ra thường xuyên.

Rào bề mặt là hiện tượng chuyển động chậm của các mảnh vụn đất và đá do trọng lực, thường không thể nhận thấy trừ khi quan sát kỹ. Thuật ngữ này cũng mô tả sự lăn của các hạt đất rời có đường kính từ 0,5 đến 1,0 mm (0,02 đến 0,04 in) dọc theo bề mặt đất dưới tác động của gió.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tình trạng xói mòn

Khí hậu

Lượng và cường độ mưa là các yếu tố khí hậu chính ảnh hưởng đến xói mòn đất do nước. Mối quan hệ này đặc biệt rõ ràng khi lượng mưa lớn xảy ra ở những khu vực mà bề mặt đất không được thảm thực vật bảo vệ tốt. Điều này thường xảy ra trong các khu vực nông nghiệp khi đất trống hoặc ở các vùng bán khô hạn với thảm thực vật thưa thớt. Xói mòn do gió cần có gió mạnh, đặc biệt là trong mùa khô khi thảm thực vật ít và đất khô, dễ bị xói mòn hơn. Các yếu tố khí hậu khác như nhiệt độ trung bình và phạm vi nhiệt độ cũng có thể tác động đến xói mòn qua ảnh hưởng của chúng lên thảm thực vật và đặc điểm của đất. Nói chung, ở những khu vực có thảm thực vật và hệ sinh thái tương tự, nơi có lượng mưa nhiều hơn (đặc biệt là mưa cường độ cao), gió mạnh hơn hoặc nhiều bão hơn, sẽ có mức độ xói mòn cao hơn.

Tại một số vùng trên thế giới như miền Trung Tây Hoa Kỳ, cường độ mưa là yếu tố chính ảnh hưởng đến tình trạng xói mòn, với mưa cường độ cao thường dẫn đến mức độ xói mòn đất lớn hơn. Kích thước và tốc độ của giọt mưa cũng là yếu tố quan trọng; giọt mưa lớn hơn và có tốc độ cao hơn sẽ có động năng lớn hơn, từ đó làm dịch chuyển các hạt đất xa hơn so với những giọt mưa nhỏ hơn và di chuyển chậm hơn.

Ở những khu vực khác như Tây Âu, dòng chảy và xói mòn thường xảy ra do cường độ mưa địa tầng thấp rơi xuống đất đã được bão hòa. Trong các tình huống này, lượng mưa, chứ không phải cường độ, là yếu tố chính xác định mức độ xói mòn đất do nước.

Tại Đài Loan, nơi tần suất bão gia tăng đáng kể trong thế kỷ 21, mối liên hệ giữa sự gia tăng tần suất bão và sự gia tăng lượng phù sa ở sông và hồ chứa đã làm nổi bật ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với xói mòn.

Lớp phủ thực vật

Thảm thực vật đóng vai trò như một lớp bảo vệ giữa khí quyển và mặt đất, làm tăng khả năng hấp thụ nước mưa của đất và giảm dòng chảy. Nó bảo vệ đất khỏi gió, giúp giảm xói mòn do gió và tạo ra điều kiện vi khí hậu thuận lợi hơn. Rễ cây kết nối và giữ chặt đất, làm cho nó trở nên vững chắc hơn và giảm sự tác động của nước và gió. Việc loại bỏ thảm thực vật dẫn đến sự gia tăng tốc độ xói mòn bề mặt.

Địa hình

Địa hình của một khu vực ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ dòng chảy bề mặt và do đó ảnh hưởng đến mức độ ăn mòn. Các sườn dốc dài và dốc, đặc biệt là những khu vực thiếu thảm thực vật, thường bị xói mòn nghiêm trọng hơn trong những trận mưa lớn so với các sườn dốc ngắn và ít dốc hơn. Địa hình dốc cũng dễ xảy ra lở bùn, lở đất và các dạng khác của xói mòn do trọng lực.

Kiến tạo

Các quá trình kiến tạo ảnh hưởng đến tốc độ và sự phân bố xói mòn trên bề mặt Trái Đất. Khi hoạt động kiến tạo nâng cao hoặc hạ thấp một phần của bề mặt Trái Đất, như một dãy núi, điều này làm thay đổi độ dốc của khu vực đó. Vì tốc độ xói mòn phụ thuộc vào độ dốc cục bộ, sự thay đổi này dẫn đến sự thay đổi tốc độ xói mòn tại khu vực được nâng lên. Hoạt động kiến tạo cũng đưa đá chưa phong hóa lên bề mặt, nơi chúng sẽ tiếp xúc với xói mòn.

Tuy nhiên, xói mòn cũng có thể ảnh hưởng đến hoạt động kiến tạo. Khi một lượng lớn đá bị xói mòn khỏi một khu vực và lắng đọng ở nơi khác, tải trọng lên lớp vỏ và lớp phủ bên dưới giảm. Vì hoạt động kiến tạo phụ thuộc vào độ dốc trong trường ứng suất của lớp vỏ, việc giảm tải có thể gây ra sự nâng lên hoặc đẳng áp trong khu vực. Có giả thuyết cho rằng những phản hồi này có thể làm gia tăng sự khai thác nhanh chóng các lớp vỏ sâu dưới những khu vực có tốc độ xói mòn cực cao, như dưới địa hình dốc của Nanga Parbat ở phía tây Himalayas, được gọi là 'phình động mạch kiến tạo'.

Phát triển

Sự phát triển đất đai của con người, bao gồm cả phát triển nông nghiệp và đô thị, đóng vai trò quan trọng trong xói mòn và vận chuyển phù sa. Tại Đài Loan, sự gia tăng lượng phù sa ở các khu vực phía bắc, trung tâm và nam của đảo có thể được theo dõi theo thời gian phát triển của từng khu vực trong thế kỷ 20.

Xói mòn ở các quy mô khác nhau

Các dãy núi

Các dãy núi cần hàng triệu năm để bị xói mòn đến mức không còn tồn tại. Theo các nhà nghiên cứu Pitman và Golovchenko, việc xói mòn một khối núi như Himalaya thành một vùng bình nguyên gần như phẳng có thể mất hơn 450 triệu năm, nếu không có sự thay đổi mực nước biển. Xói mòn các khối núi có thể hình thành các đỉnh bằng nhau, gọi là đỉnh phù hợp. Một số ý kiến cho rằng quá trình sụp đổ sau khi tạo núi có thể là cơ chế hiệu quả hơn trong việc giảm chiều cao núi so với xói mòn.

Ví dụ điển hình về các dãy núi bị xói mòn mạnh mẽ là Timanides ở miền Bắc Nga. Sự xói mòn của orogen này đã tạo ra các trầm tích hiện có tại Nền tảng Đông Âu, bao gồm Hệ tầng Cambri Slya gần Hồ Ladoga. Nghiên cứu các trầm tích này cho thấy quá trình xói mòn của orogen có thể đã bắt đầu từ kỷ Cambri và gia tăng trong kỷ Ordovic.

Đất

Nếu tốc độ xói mòn vượt quá tốc độ hình thành đất, thì đất đang bị phá hủy bởi xói mòn. Ở những nơi đất không bị xói mòn phá hủy, xói mòn có thể cản trở việc hình thành các đặc điểm của đất từ từ. Đất bạc màu là loại đất thường gặp ở những khu vực bị xói mòn nhanh chóng.

Mặc dù xói mòn đất là một quá trình tự nhiên, các hoạt động của con người đã làm gia tăng tốc độ xói mòn lên gấp 10-40 lần so với mức tự nhiên trên toàn cầu. Xói mòn quá mức gây ra các vấn đề cả tại chỗ và ngoài địa điểm. Các vấn đề tại chỗ bao gồm sự giảm sút năng suất nông nghiệp và suy thoái sinh thái (về cảnh quan tự nhiên) do mất lớp đất mặt giàu dinh dưỡng. Trong một số trường hợp, điều này dẫn đến sa mạc hóa. Các vấn đề ngoài địa điểm bao gồm bồi lấp các con đường và phú dưỡng các vùng nước, cùng với thiệt hại do trầm tích gây ra cho cơ sở hạ tầng như đường xá và nhà cửa. Xói mòn do nước và gió là hai nguyên nhân chính dẫn đến suy thoái đất; chúng chiếm khoảng 84% tổng diện tích đất bị thoái hóa toàn cầu, làm cho xói mòn quá mức trở thành một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất.

Giám sát, đo đạc và mô hình hóa xói mòn

Việc giám sát và mô hình hóa các quá trình xói mòn giúp hiểu rõ nguyên nhân, dự đoán và lập kế hoạch phòng ngừa cũng như phục hồi đất. Tuy nhiên, sự phức tạp của các quá trình xói mòn và các khía cạnh cần nghiên cứu (như khí hậu học, thủy văn học, địa chất học, hóa học, vật lý...) làm cho việc đạt được độ chính xác cao trong mô hình là một thách thức lớn đối với khoa học hiện tại. Các mô hình xói mòn không tuyến tính, vì vậy việc mô phỏng chúng và mở rộng dự đoán từ các thí nghiệm nhỏ hơn trở nên khó khăn hoặc không khả thi.

Mô hình được sử dụng phổ biến nhất để dự đoán xói mòn đất do nước là Phương trình Mất Đất Toàn Cầu (USLE), phương trình này ước tính lượng đất mất đi hàng năm trung bình $A$ như sau:

$A=RKLSCP$

Trong đó, R biểu thị khả năng xói mòn do mưa, K là yếu tố kháng xói mòn của đất, L và S là các thông số địa hình như chiều dài sườn dốc và độ dốc, còn C và P là các yếu tố canh tác mùa vụ.

Ghi chú

Tham khảo thêm

• Boardman, John (2006). Xói mòn đất ở Châu Âu. Poesen, Jean. Chichester: Wiley. ISBN 9780470859100.
• Montgomery, David R. (2007) Xói mòn đất và sự bền vững nông nghiệp Lưu trữ 2020-12-16 tại Wayback Machine PNAS 104: 13268-13272.
• Brown, Jason (2009). Xói mòn Cổ Điển. Drake, Simon. Venture West: Wiley.

Liên kết ngoài

• The Soil Erosion Site
• Hiệp hội Quốc tế về Kiểm soát Xói mòn Lưu trữ ngày 08-11-2009 tại Wayback Machine
• Phòng thí nghiệm Quốc gia về Xói mòn Đất của USDA
• Hội Bảo tồn Đất và Nước
• Tổ chức Quốc tế về Bảo tồn Đất
• Trang web Bioerosion tại Đại học Wooster Lưu trữ ngày 01-12-2012 tại Wayback Machine
• Trung tâm Nghiên cứu Xói mòn Pulawy Lưu trữ ngày 18-01-2012 tại Wayback Machine
• Trung tâm Nghiên cứu Lưu vực Tây Nam Lưu trữ ngày 18-08-2014 tại Wayback Machine