高中地球科學/風蝕和沉積
流動的水承擔了塑造地球陸地表面的大部分侵蝕工作。風也在地球表面流動，有時會將顆粒攜帶很長的距離，然後才沉積下來。風從高壓區域吹向低壓區域。風蝕力量隨風力的強弱而變化，但通常風會輸送更小的顆粒，如泥沙和粘土。稍大的顆粒可能被風撞擊或滾動。風可以將顆粒跨越海洋盆地和到我們大氣中的很高高度。風在乾旱地區比在潮溼地區是一種更強大的侵蝕力量，原因有二。在乾旱地區，晝夜溫差很大，從而產生風。即使在潮溼地區，強風也是不太有效的侵蝕劑，因為地面潮溼，土壤顆粒更重，不太可能被風吹走或搬運。
- 描述風攜帶粒子的方式。
- 討論風蝕改變地表的一些方式。
- 描述沙丘的形成方式。
- 描述風吹來的泥沙和粘土形成的沉積物型別。
風能夠將最小的沉積物顆粒（如泥沙和粘土）輸送到很遠的距離和區域。一旦這些顆粒混合到空氣中，風可以將它們懸浮數小時甚至數天。如果沒有東西干擾這些微小的顆粒，風就很難將它們從地面表面拾起。這是因為在離地面非常近的地方，風產生的運動非常小。觀察一輛汽車或卡車在未鋪砌的道路上行駛時的後面。你會看到一大片塵埃，這是卡車擾動地面表面之前沒有的。一旦這些細小的顆粒被擾動，風很容易將它們拾起並分散。
就像水以各種方式攜帶不同大小的顆粒一樣，風也以床負荷和懸浮負荷兩種方式輸送顆粒。對於風來說，沙粒大小的顆粒構成了床負荷。這些沙粒透過一種撞擊、滾動和跳躍的運動方式被風推動。首先，一粒沙子被撞到空中。它太重了，風無法長時間將其懸浮起來，所以它落回地面，可能在它撞擊地面的同時將另一粒沙子撞到空中。這個過程就這樣重複下去。這個過程被稱為躍移，來自拉丁語單詞，意思是“跳躍”（圖 10.24）。風的懸浮負荷將始終是泥沙和粘土的非常小的顆粒，這些顆粒仍然可以透過風懸浮在空氣中。
隨著風移動沙粒大小的顆粒，它們會保持靠近地面，即使在最強的風中，通常離地面不到一米。在沙塵暴中，大約四分之一的顆粒是沙子，以床負荷的方式移動。在乾旱地區，沙塵暴實際上會將比沙子更小的顆粒帶到風中。風可以將這些小顆粒帶到很高的空中，這些顆粒在沙塵暴中可以滲透到窗戶和門周圍的裂縫中（圖 10.25）。
有時，這些小顆粒沉積在相對靠近其原始來源的區域，但通常泥沙和粘土被攜帶到一個大陸的半途或從一個大陸的沙漠地區跨越整個海洋盆地。風在乾旱地區更有效地侵蝕，因為在潮溼地區，較小的顆粒被土壤中的水分和植被中的植物根系結合在一起。在乾燥的地方，植物生長不好，因此這兩個因素都增加了風輸送顆粒的能力，從而侵蝕了景觀。
較小的顆粒被風選擇性地輸送的過程稱為風蝕（圖 10.26）。這意味著地面表面變得更低、更岩石，因為越來越多的細小顆粒被吹走。最終，大部分細小顆粒會被清除，剩下的岩石表面被稱為荒漠礫石。這個表面覆蓋著卵石和礫石大小的顆粒，風不容易將它們吹走。如果沒有車輛或動物對錶面的干擾，一旦形成這種岩石表面，風蝕就會停止。
所有被風移動的顆粒，無論是作為懸浮負荷，還是透過躍移作為床負荷，都會進行磨損。當一個顆粒撞擊另一個顆粒時，每個顆粒都會磨損另一個顆粒。你可能見過工人在建築物前面用噴砂清理油漆或汙垢。在自然情況下，風蝕會拋光岩石表面。在沙漠中，岩石或巨石隨著風從不同的方向吹來而形成不同的拋光平面。這些拋光的石頭被稱為風稜石（圖 10.27）。
暴露在沙漠地區的岩石通常會形成一層深棕色到黑色的塗層，稱為沙漠漆。這種塗層形成在沒有太多降水的穩定岩石表面上。該過程的第一部分是風輸送粘土大小的顆粒，這些顆粒在高溫下與其他物質發生化學反應。該塗層由氧化鐵和氧化錳構成。古代人刻在這些變暗的表面上，製作了巖畫（圖 10.28）。
當你想到沙漠，甚至可能想到海灘時，你腦海中浮現的影像可能包括沙丘（圖 10.29）。在沿海地區，你會在海灘的陸地方向發現沙丘。沙丘在這裡形成，因為沙子從海岸被吹向內陸。海灘上的沙丘很可能是由石英礦物的單個顆粒組成的，除非海灘位於熱帶地區。在潮溼地區，其他礦物質很容易分解形成粘土，只留下更耐腐蝕的石英。在熱帶地區，沙丘可能是由碳酸鈣組成的。在沙漠中，沙丘可能由多種礦物質組成。這是因為沙漠地區，根據定義，幾乎沒有水。這意味著這裡主要發生物理風化，化學風化很少。因此，沙漠沙丘將包括不穩定的礦物質。
就像水波對它們攜帶和沉積的顆粒大小非常挑剔一樣，沙丘中沙粒的大小也會非常均勻。沙丘是由風無法搬運的特定大小的顆粒形成的。這個過程有時是如此選擇性，以至於風會更容易地搬運和攜帶圓形沙粒（容易滾動），而不是稜角分明的沙粒。
風越快越強，它就能攜帶的顆粒就越多。當風減速時，它會先放下最重的顆粒。當風越過某種障礙物時，例如岩石或植被區域，這種情況經常發生。當風向上越過障礙物時，它的速度會增加，但一旦它越過物品，風速就會降低。這就是為什麼你經常會在障礙物的下風側看到沙子沉積的原因。這些沉積物是沙丘形成的起始材料。這是沙丘形成的第一個條件。
為了讓沙丘形成，還需要滿足另外兩個條件。第一個條件是存在充足的沙子供應。最後一個條件是存在穩定的風。當穩定的風吹過充足的沙子供應時，沙粒會沿著沙丘迎風坡的緩坡向上跳躍和滾動。當一粒沙子到達沙丘的頂部時，它會沿著沙丘較陡的下風坡向下傾斜，形成沙丘的滑落面。滑落面很陡，因為它形成在幹沙子的休止角上，大約為 34°（圖 10.30）。
當風侵蝕並沿沙丘緩坡的迎風面搬運沙粒時，它會在背風面的滑落面上沉積沙子。隨著每一層新的沙子從沙丘的滑落面上落下，便形成了交叉層理。交叉層理的命名是因為每層都與地面成一定角度。一些最美麗的砂岩是交叉層理砂岩（圖 10.31）。這些砂岩儲存了數百萬年前在沙漠中作為沙丘沉積的沙子。
沙子總是沿著沙丘的緩坡向上移動，並在背風面沉積，這意味著沙丘本身會緩慢地向背風方向移動。這意味著在幾年時間裡，沙丘會向背風方向移動很多米。對於住在沿海沙丘附近的房屋所有者來說，這是一個需要考慮的問題。一旦沙丘被植被（如海草）固定住，它的移動就會停止。海灘遊客在往返海灘時需要小心，不要破壞這些草。
沙丘會呈現出多種不同的形態。這些差異是由於可移動的沙子數量、風的特點和方向以及沙子移動的底面型別造成的。最常見的月牙形沙丘被稱為新月形沙丘（圖 10.32）。這種型別的沙丘形成於沙子充足、風向一致且地面堅硬的地區。月牙形沙丘的弧形會指向風吹的方向。在一個持續的風力強勁且沙子供應充足的地區，新月形沙丘會融合成大型沙紋，被稱為橫向沙丘。許多沿海沙丘都是這種型別的沙丘。完全被沙子覆蓋的沙漠地區可以將許多橫向沙丘連線在一起形成一片沙海。沙丘主要出現在沙漠的內部和低窪的海岸線上。
在世界上的許多地方，風吹來的最細小的粉砂和黏土顆粒層層堆積，覆蓋了整個區域（圖 10.33）。地質學家稱這些沉積物為黃土，這個詞源於德語“loose”一詞。這些沉積物形成於冰川外流區或沙漠地區的下風處。中國有大量的黃土沉積物，那裡的沙漠是這些細粒風化顆粒的原始來源。黃土沉積物的一個不尋常的特點是它能夠形成幾乎垂直的懸崖，而不會出現顆粒滑落或坍塌。在中國，人們過去曾在這些沉積物中直接建造房屋，因為它們易於挖掘，並且能夠保持形狀。黃土沉積物也是世界許多地區的肥沃土壤中風力搬運物質的來源。
覆蓋海洋底部最深處的部分的許多細粒泥漿來自陸地風吹來的粉砂和黏土。這些微小的顆粒很容易被風攜帶到很遠的地方。一旦它們沉積在水面上，它們就會非常緩慢地沉到底層，形成褐色、綠色或紅色的黏土。風力搬運顆粒的另一個來源是火山活動。爆發性的火山將火山灰和塵埃噴射到高空，有時會到達平流層。一旦這些細粒顆粒被風吹到空中，它們可以傳播數百或數千公里。最靠近火山的區域沉積物最厚，但火山灰甚至可以在 1883 年的喀拉喀托火山等極度猛烈的噴發中繞地球一週。風力搬運的火山灰可以產生壯麗的日落，並降低全球氣溫，因為灰塵和塵埃會阻擋陽光。
- 風可以攜帶沙子、粉砂和黏土等小顆粒。
- 風蝕會造成地表沙磨，並形成沙漠礫石、風稜石和沙漠漆。
- 沙丘是風力沉積物中最常見的一種，它們形態多樣，大小不一。
- 黃土是一種非常細粒的風力沉積物，對許多地區的土壤形成至關重要。
- 討論風力搬運中的懸移質和推移質。
- 描述沙漠礫石的形成過程。
- 討論沙丘形成的必要因素。
- 列舉四種在沙漠地區形成的沙丘型別。
- 列舉一種風力沉積物型別。
- 為什麼風蝕在乾旱地區比在潮溼地區更重要？
- 磨蝕
- 當岩石表面因風力搬運的顆粒摩擦而減小尺寸時。
- 新月形沙丘
- 在沙子充足、風向一致且地面堅硬的地區形成的月牙形沙丘。
- 推移質
- 風力搬運的沙子中的一部分，沙粒在地表滾動、碰撞和跳躍。
- 風蝕
- 風將更細的粉砂和黏土顆粒帶走的過程；導致地表下沉。
- 沙漠礫石
- 當風將更細的粉砂和黏土帶走後形成的岩石、卵石地表。
- 沙漠漆
- 風力搬運的黏土沉積在穩定的暴露岩石表面上形成的暗色礦物塗層。
- 黃土
- 極其細粒的風力沉積物，由粉砂和黏土組成；形成幾乎垂直的懸崖。
- 巖畫
- 在暴露的岩石表面上切入沙漠漆而形成的岩石雕刻。
- 躍移
- 沙粒透過滾動、碰撞和跳躍在地表移動。
- 沙丘
- 在沙子充足且風向一致的地區形成的沙子堆積物。
- 滑落面
- 沙丘較陡的背風面；沙粒從沙丘頂部落下時的區域。
- 懸移質
- 風力攜帶的懸浮在空中的粉砂和黏土顆粒。
- 風稜石
- 由沙粒磨蝕形成的光滑、多面的石頭。
- 你認為沿海地區強烈的颶風風力會產生風力侵蝕嗎？
- 要將沙漠地區改造成適合耕作的生產性區域，需要什麼條件？
- 你認為風可以塑造暴露的岩石嗎？解釋一下這可能如何發生。