vand virker. Det bærer fysisk ned tårnhøje bjerge til stumpy bakker gennem erosion. Vandbevægelsen giver en konstant strøm, der føder de store netværk af søer, floder og grundvand, som vi er afhængige af. Men vand styrer mange andre aspekter af vores liv, som vi ikke kan se, især kemien i vores miljø. En af de ubesungne kemiske handlinger af vand er udvaskningsprocessen. Selvom dets navn kan skabe tanker om igler og andre uhyggelige kravler, er det noget meget anderledes. Så hvad er udvaskning?
billede 1. Vand udvaskning gennem det kritiske område. Regn falder på et tværsnit af et træ oven på en jordprofil. Regn falder på vegetation, puljer på jorden, og udvaskes ind og ned gennem jordprofilen.
udvaskning må ikke forveksles med brugen af leeches som medicin. Ordet ” udvaskning “menes at være afledt af enten sent Mellemengelsk” leche “eller gammelengelsk” leccan”, der betyder at fugte og tillade lækage. I øjeblikket beskriver udvaskning primært processen med vand, der bærer opløselige stoffer eller små partikler gennem jord eller sten. Selvom denne proces virker triviel, er udvaskning en af nøgleprocesserne i det kritiske område, der styrer hastigheden og retningen, hvor forbindelser bevæger sig.
udvaskning er faktisk to vigtige handlinger, der forekommer samtidigt: (1) kemiske interaktioner med overflader og (2) fysisk bevægelse af vand. Når vandet passerer gennem klippen og jorden, interagerer det med materialernes overflader. Forbindelser på overfladen af mineraler kan blive opløst. Derudover kan den fysiske bevægelse af vand løsne og flytte partikler. Udvaskning kan transportere kemiske forbindelser som opløste stoffer eller større materialer såsom nedbrydning af plantematerialer, fine stenfragmenter og mikrober i hele det kritiske område.
i landbrugsøkosystemer er udvaskning en vigtig balance mellem at forhindre ophobning af salt og fjerne næringsstoffer fra jorden. I tørre jordarter af halvtørre områder kan salte akkumulere i jordens øverste horisonter. De Forenede Staters fødevare-og Landbrugsorganisation anslog, at 45 millioner hektar af de 230 millioner hektar kunstvandede afgrøder er saltpåvirket. Disse jordarter lider af ophobning af salte på grund af begrænset udvaskning. Uden ordentlige mængder vand til udvaskning af disse salte (kendt som udvaskningsfraktionen) fra de øvre jordhorisonter, kan planternes vækst være lidt til alvorligt påvirket. Virkningen afhænger af plantens salttolerance og typen af salte, der akkumuleres i jorden.
på den anden side kan overdreven udvaskning skylle næringsstoffer fra jorden, især nitrat og fosfat. Ifølge Udvidelsesspecialister i Næringsstofstyring ved University of Minnesota har overdreven udvaskning af nitrat potentialet til at påvirke grundvand og søer fra flisedræning. Bevægelsen af nitrat og andre forbindelser i landbrugsafløb er et vigtigt spørgsmål, der undersøges på intensivt administrerede Landskaber (IML). Forståelse af vand i landbruget eller’ Hydrokompleksitet ‘er en del af’ blå Revolution’, som beskrevet af Dr. Praveen Kumar (Kumar, 2015).
udvaskning kan også påvirke forvitrede klipper og endda grundfjeld. Vand er i stand til at passe ind i små mellemrum mellem mineralkornene og inde i små brud i klippen. Når yderligere vand bevæger sig ind i klippen, kan det forårsage udvaskning af elementer fra klipper på to måder: opløsning og iltning. Undergrundsbevægelse af vand kan forårsage opløsning af sedimentære klipper, især calciumcarbonat klipper som kalksten. Dette kan føre til farer som synkehuller og erosion.
når vand bevæger sig ind i klipper, bærer det ofte ilt med sig. Indførelsen af ilt til klipper dannet under lave iltforhold forårsager en Kaskaderende kemisk reaktion, der giver mulighed for, at immobile metaller hurtigt mobiliseres. Denne iltning forårsaget af udvaskning er en af de vigtigste drivkræfter for syre mine dræning! Når udvaskning af jern og andre tidligere ugifte metaller begynder, er det vanskeligt at vende den resulterende syre mine dræning (Tjek denne artikel om acid mine drainge af BBC).udvaskning kan også forekomme højt over jord, regolit og sten i trætoppene. Når nedbør lander på bladene, interagerer vandet med bladoverfladen og kan akkumulere opløste ioner fra bladet. Denne proces med nedbør, der fjerner opløste ioner fra blade, kaldes almindeligvis bladudvaskning. I en undersøgelse af tempererede løvtræer ved Christina River Basin af Van Stan et al (2012) udvaskede nedbør betydeligt kalium, calcium og magnesium fra blade. Forfatterne fandt imidlertid, at dette var afhængigt af sæsonen og intensiteten af nedbøren.
Dette er kun nogle få eksempler på udvaskning, og der findes mange flere!
Har du spørgsmål, der hvirvler i din nudel om klippen, jorden, vandet, faunaen eller floraen i det kritiske område? Send dem vores vej på [email protected].
videnskab på!
Justin Richardson
kritisk Observatorium postdoktor