Vann virker. Det bærer fysisk ned høye fjell til stumpy åser gjennom erosjon. Bevegelsen av vann gir en konstant strøm som strømmer de store nettverkene av innsjøer, elver og grunnvann som vi er avhengige av. Men vann styrer mange andre aspekter av våre liv som vi ikke kan se, spesielt kjemien i vårt miljø. En av de ukjente kjemiske tiltakene av vann er prosessen med utvasking. Selv om navnet kan føre til tanker om leeches og andre skumle crawlies, er det noe helt annet. Så, hva er utvasking?
Bilde 1. Utvasking av Vann gjennom Den Kritiske Sonen. Regn faller på et tverrsnitt av et tre på toppen av en jordprofil. Regn faller på vegetasjon, bassenger på bakken, og lekker inn og ned gjennom jordprofilen.
Utvasking må ikke forveksles med bruk av leeches som medisin. Ordet «utvasking» antas å ha blitt avledet fra enten sent Mellomengelsk «leche» eller Gammelengelsk «leccan» betyr å fukte og å tillate lekkasje. For tiden beskriver utvasking primært prosessen med vann som bærer oppløselige stoffer eller små partikler gjennom jord eller stein. Selv om denne prosessen virker triviell, er utvasking en av nøkkelprosessene i Den Kritiske Sonen, som styrer hastigheten og retningen som forbindelser beveger seg i.Utvasking Er faktisk to viktige handlinger som skjer samtidig: (1) kjemiske interaksjoner med overflater og (2) fysisk bevegelse av vann. Når vannet passerer gjennom stein og jord, samhandler det med overflatene av materialene. Forbindelser på overflaten av mineraler kan bli oppløst. I tillegg kan den fysiske bevegelsen av vann løsne og flytte partikler. Utvasking kan transportere kjemiske forbindelser som oppløste stoffer eller større materialer som nedbrytende plantematerialer, fine steinfragmenter og mikrober i Hele Den Kritiske Sonen.
i landbruksøkosystemer er utvasking en viktig balanse mellom å forhindre saltakkumulering og fjerne næringsstoffer fra jord. I tørre jordarter av halvtørre områder kan salter akkumuleres i jordens øverste horisonter. The Food And Agriculture Organization i Usa anslått 45 millioner hektar av de 230 millioner hektar vannes avlinger er salt-berørt. Disse jordene lider av akkumulering av salter på grunn av begrenset utvasking. Uten riktige mengder vann for å lekke disse saltene (kjent som utvaskingsfraksjonen) fra de øvre jordhorisonter, kan veksten av plantene være litt for alvorlig påvirket. Virkningen avhenger av salttoleransen til planten og typen salter som akkumuleres i jorda.på den annen side kan overdreven utvasking spyle næringsstoffer fra jorda, spesielt nitrat og fosfat. Ifølge Utvidelsesspesialister i Næringsstyring ved University Of Minnesota har overdreven utvasking av nitrat potensial til å påvirke grunnvann og innsjøer fra flisdrenering. Bevegelsen av nitrat og andre forbindelser i landbruksavløp er et viktig spørsmål som studeres Ved Intensivt Forvaltede Landskap (IML) CZO. Forstå vann i landbruket eller ‘Hydrocomplexity’ er en del av ‘Blue Revolution’, som beskrevet Av Dr. Praveen Kumar (Kumar, 2015).
Utvasking kan også påvirke forvitrede bergarter og til og med grunnfjell. Vann er i stand til å passe inn i små mellomrom mellom mineralkornene og i små brudd i fjellet. Når ytterligere vann beveger seg inn i fjellet, kan det føre til utvasking av elementer fra bergarter på to måter: oppløsning og oksidasjon. Undergrunnen bevegelse av vann kan føre til oppløsning av sedimentære bergarter, spesielt kalsiumkarbonat bergarter som kalkstein. Dette kan føre til farer som synkehull og erosjon.
når vann beveger seg inn i bergarter, bærer det vanligvis oksygen med det. Innføringen av oksygen til bergarter dannet under lave oksygenforhold forårsaker en cascading kjemisk reaksjon som tillater en gang immobile metaller å bli raskt mobilisert. Dette oksidasjon forårsaket av utvasking er en av de viktigste driverne av syre min drenering! Når utvasking av jern og andre tidligere uoksiderte metaller begynner, er det vanskelig å reversere den resulterende syre mine drenering (Sjekk ut denne artikkelen på syre mine drainge AV BBC).Utvasking kan også forekomme høyt over jord, regolitt og stein i tretoppene. Som nedbør lander på bladene, interagerer vannet med bladoverflaten og kan akkumulere oppløste ioner fra bladet. Denne prosessen med nedbør fjerne oppløste ioner fra bladene er ofte referert til som foliar utvasking. I en studie av tempererte løvtrær Ved Christina River Basin Av Van Stan et al (2012), nedbør betydelig utvasket kalium, kalsium og magnesium fra blader. Forfatterne fant imidlertid at dette var avhengig av sesong og intensitet av nedbør.
dette er bare noen få eksempler på utvasking og mange flere finnes!
Har du spørsmål som virvler i nudelen din om stein, jord, vann, fauna eller flora i Den Kritiske Sonen? Send dem vår vei på [email protected].
Vitenskap på!
Justin Richardson
Postdoktor For Kritisk Sone