Versione italiana:
Questo EarthCache ti porta in spiaggia a Rimini. Qui il paesaggio viene rimodellato ogni giorno trasportando sabbia sciolta sotto forma di un terreno che rotola o salta attraverso un mezzo fluido. Ciò può comportare una serie di diverse strutture di sedimenti, tra cui i diversi tipi di increspature sono i più sorprendenti. Vogliamo dare un'occhiata a queste increspature qui con la bassa marea.
Viene fatta una distinzione di base se i granuli di sedimenti (granelli di sabbia) vengono trasportati da un flusso acquatico (acqua) o aereo (vento). A seconda di quale si parla di un'increspatura del flusso acquatico o dell'ondulazione del flusso aereo.
Le increspature del flusso acquatico si verificano nella sabbia quando la velocità del flusso è appena sopra la velocità critica. Le increspature del flusso sono asimmetriche, con una pendenza inferiore sul lato del vento rivolta verso il flusso e una pendenza più ripida sul lato sottovento rivolta verso il flusso. L'altezza delle increspature è in media di 3-5 cm, la loro lunghezza d'onda è di 4-60 cm. Affinché si verifichino increspature, è necessaria una profondità minima dell'acqua di circa 3 volte l'altezza dell'ondulazione.
Come si sviluppano le increspature del flusso acquatico?
Quando viene raggiunta la velocità di flusso critica per il movimento dei granelli di sabbia, i granelli iniziano a muoversi e aggregarsi in piccoli gruppi. Di conseguenza, sulla superficie del sedimento si formano irregolarità di alcuni grani, che influenzano il flusso nello strato limite. Le linee di flusso si trovano più vicine tra loro sulle irregolarità che formano piccole colline e la velocità del flusso aumenta. I granuli di sedimenti possono essere trasportati rotolando o saltando sul lato sopravento della piccola collina e accumulandosi in cima. Se vengono accumulati troppi grani, la situazione diventa instabile e i grani scivolano lungo il pendio sottovento e vengono depositati lì. Questi strati sottili di grano sono noti come foreset e rappresentano un angolo di inclinazione naturale di circa 30 ° -35 °. La ripetizione di questo processo forma strato per strato, separato e laminato da strati intermedi di sedimento più fine, che precipita fuori dalla sospensione. Un'increspatura sorge gradualmente.
In cima alla collina (l'ondulazione) la corrente si divide. Parte del flusso continua a fluire attraverso la superficie del sedimento. L'altra parte forma vortici irregolari sul lato sottovento o colpisce la superficie dei sedimenti, dove una maggiore turbolenza ed erosione formano i canali tra le increspature. Alcuni dei granuli erosi possono essere trasportati attraverso il vortice a flusso inverso alla base dei Leehanges e depositati lì come uno strato sottile. L'altra parte viene o assorbita nel fluido o trasportata di nuovo sulla pendenza sopravento dell'ondulazione. Se parte del grano si deposita sul lato sopravento, si forma la cosiddetta foglia sopravento.
Come si sviluppano le increspature del flusso aerodinamico?
In linea di principio, il trasporto di granuli di sedimenti per mezzo del vento avviene allo stesso modo del trasporto in acqua. Le differenze derivano principalmente dalle diverse proprietà fisiche di aria e acqua.
Il trasporto strisciante e saltante è della massima importanza per la formazione di increspature del vento. A causa della bassa densità, i granuli saltanti sono "più pesanti" nell'aria che nell'acqua. Quando i granuli che saltano colpiscono di nuovo il suolo, la loro energia cinetica è così grande che possono stimolare i granuli a saltare e anche i grani più grossolani a strisciare.
Se visto dall'alto, si può osservare un corso rettilineo, arcuato o a forma di lingua (linguistico) delle creste ondulate. Esperimenti nel canale del flusso hanno dimostrato che le forme dritte e curve sono forme instabili e si trasformano sempre in forme a forma di lingua nel tempo. Il tempo necessario per raggiungere la forma linguistica stabile dei pettini ondulati dipende dalla portata. Alle alte velocità, la forma stabile si forma più velocemente rispetto alle basse velocità. Le increspature con una forma a pettine diritta sono anche denominate increspature 2D, e quelle con una forma arcuata o a forma di lingua sono chiamate increspature 3D.
Per registrare questa cache terrestre, vai sulla spiaggia di Rimini con la bassa marea ed effettua le seguenti operazioni:
Trova le increspature del flusso sulla spiaggia. Che forma è?
È un'onda di flusso acquatica o aerodinamica?
Di che forma è (dritto, arcuato, a forma di lingua)? Perché?
Scatta volontariamente una foto di te o del tuo GPS sulla spiaggia mentre esegui le attività.
English version:
This EarthCache takes you to the beach in Rimini. Here the landscape is reshaped every day by transporting loose sand as a rolling or jumping ground load through a flowing medium. This can result in a number of different sediment structures, among which the different types of ripples are the most striking. We want to take a look at exactly these ripples here at low tide.
A basic distinction is made between whether sediment grains (grains of sand) are transported by an aquatic (water) or aeric (wind) flow. Depending on which one speaks of an aquatic flow ripple or aeric flow ripple.
Aquatic flow ripples occur in sand when the flow speed is just above the critical speed. Flow ripples are asymmetrical, with a lower slope on the upstream windward side and a steeper slope on the leeward side away from the flow. The height of ripples is on average 3 - 5 cm, their wavelength is 4 - 60 cm. In order for ripples to occur, a minimum water depth of about 3 times the ripple height is required.
How do aquatic flow ripples develop?
When the critical flow velocity for the movement of grains of sand has been reached, the grains begin to move and aggregate in small clusters. As a result, irregularities a few grains thick form on the sediment surface, which influence the flow in the boundary layer. The streamlines lie closer together over the irregularities that form small hills and the flow velocity increases. Sediment grains can be transported rolling or jumping up the windward side of the small hill and accumulate on the top. If too many grains are piled up, the situation becomes unstable and the grains slide down the leeward slope and are deposited there. These thin grain layers are known as foresets and represent the natural slope angle of approximately 30 ° -35 °. Repetition of this process forms layer by layer, separated and laminated by intermediate layers of finer sediment, which precipitates out of the suspension. A ripple gradually arises.
At the top of the hill (the ripple) the current splits. Part of the flow continues to flow across the sediment surface. The other part forms irregular eddies on the leeward side or strikes the sediment surface, where increased turbulence and erosion form the troughs between the ripples. Some of the eroded grains can be transported through the reverse flow vortex to the base of the Leehanges and deposited there as a thin layer. The other part is either absorbed into the fluid or transported again over the windward slope of the ripple. If part of the grain is deposited on the windward side, the so-called windward leaf forms.
How do aerodynamic flow ripples develop?
In principle, the transport of sediment grains by wind takes place in the same way as the transport in water. Differences arise primarily from the different physical properties of air and water.
Creeping and jumping transport is of the greatest importance for the formation of wind ripples. Due to the lower density, jumping grains are "heavier" in the air than in water. When the jumping grains hit the ground again, their kinetic energy is so great that they can stimulate grains to jump and even coarse grains to creep.
When viewed from above, a straight, arched or tongue-shaped (linguistic) course of the ripple ridges can be observed. Experiments in the flow channel have shown that straight and curved shapes are unstable shapes and always change into tongue-shaped shapes over time. How long it takes to reach the stable linguistic shape of the ripple combs depends on the flow rate. At high speeds, the stable shape forms faster than at low speeds. Ripples with a straight comb shape are also referred to as 2D ripples, and those with an arched or tongue-shaped shape are called 3D ripples.
To log this earth cache, go to Rimini beach at low tide and do the following:
Find an flow ripple on the beach. What shape is it?
Is it an aquatic or an aerodynamic flow ripple?
What shape is it (straight, arched, tongue-shaped)?
Please voluntarily take a photo of yourself or your GPS on the beach while you are doing the tasks.
Deutsche Version:
Dieser EarthCache führt Dich an den Strand in Rimini. Hier wird die Landschaft täglich neu geformt, indem lockerer Sand als rollende oder springende Bodenfracht durch ein strömendes Medium transportiert wird. Dabei können eine Reihe unterschiedlicher Sedimentstrukturen entstehen, unter denen die verschiedenen Typen der Rippeln die auffälligsten sind. Genau diese Rippeln wollen wir uns hier bei Ebbe anschauen.
Grundsätzlich unterscheidet man, ob Sedimentkörner (Sandkörner) von einer aquatischen (Wasser) oder aerischen (Wind) Strömung transportiert werden. Je nachdem spricht man von einer aquatische Strömungsrippel oder aerischen Strömungsrippel.
Aquatische Strömungsrippel entstehen in Sand, wenn die Strömungsgeschwindigkeit knapp über der kritischen Geschwindigkeit liegt. Strömungsrippel sind asymmetrisch, mit einer geringeren Hangneigung auf der strömungszugewandten Luvseite und einer steileren Hangneigung auf der strömungsabgewandten Leeseite. Die Höhe von Rippeln liegt im Durchschnitt bei 3 - 5 cm, ihre Wellenlänge bei 4 - 60 cm. Damit Rippel entstehen benötigt man eine Mindestwassertiefe von etwa 3-facher Rippelhöhe.
Wie entstehen aquatische Strömungsrippeln?
Ist die kritische Strömungsgeschwindigkeit für die Bewegung von Sandkörnern erreicht, beginnen sich die Körner zu bewegen und in kleinen Clustern zusammenzuballen. Dadurch bilden sich wenige Körner dicke Unregelmäßigkeiten auf der Sedimentoberfläche, die die Strömung in der Grenzschicht beeinflussen. Über den Unregelmäßigkeiten, die kleine Hügel bilden, liegen die Stromlinien näher zusammen und die Strömungsgeschwindigkeit nimmt zu. Sedimentkörner können dadurch rollend oder springend die Luvseite des kleinen Hügels hinauf transportiert werden und akkumulieren am Top. Werden zu viele Körner angehäuft wird die Lage instabil und die Körner rutschen den Leehang hinab und werden dort angelagert. Diese dünnen Kornlagen werden als Leeblätter (engl. Foresets) bezeichnet und bilden den natürlichen Böschungswinkel von ungefähr 30° -35° ab. Durch Wiederholung dieses Vorganges bildet sich Lage auf Lage, getrennt und laminiert durch Zwischenlagen feineren Sediments, das aus der Suspension ausfällt. Es entsteht allmählich eine Rippel.
Am Top des Hügels (der Rippel) spaltet sich die Strömung auf. Ein Teil der Strömung fließt weiter über die Sedimentoberfläche hinweg. Der andere Teil bildet auf der Leeseite unregelmäßige Wirbel bzw. trifft auf der Sedimentoberfläche auf, wo erhöhte Turbulenz und Erosion die Tröge zwischen den Rippeln ausbilden. Ein Teil der erodierten Körner kann durch den Rückstromwirbel an den Fuß des Leehanges transportiert werden und dort als dünne Lage abgelagert werden. Der andere Teil wird entweder in das Fluid aufgenommen oder wieder über den Luvhang der Rippel transportiert. Wird ein Teil der Körner an der Luvseite abgelagert, dann bildet sich das sogenannte Luvblatt.
Wie entstehen aerischen Strömungsrippeln?
Der Transport von Sedimentkörner durch Wind geht im Prinzip in der gleichen Weise vor sich, wie der Transport im Wasser. Unterschiede entstehen vor allem durch die unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften von Luft und Wasser.
Für die Bildung von Windrippeln hat der kriechende und springende Transport die größte Bedeutung. Aufgrund der geringeren Dichte sind springende Körner in der Luft "schwerer" als im Wasser. Wenn die sich springend bewegenden Körner daher wieder auf dem Untergrund auftreffen, ist ihre kinetische Energie so groß, dass sie wiederum Körner zum Springen anregen können und sogar gröbere Körner zum Kriechen anstoßen können.
Von oben betrachtet lässt sich ein gerader, bogiger oder zungenförmiger (linguider) Verlauf der Rippelkämme beobachten. Experimente im Strömungskanal haben gezeigt, dass gerade und bogige Verlaufsformen instabile Formen sind und sich im Laufe der Zeit immer in zungenförmige Formen umwandeln. Wie lange es dauert bis die stabile linguide Form der Rippelkämme erreicht ist, ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit. Bei hohen Geschwindigkeiten bildet sich die stabile Form schneller als bei niedrigen Geschwindigkeiten. Rippeln mit geradem Kammverlauf werden auch als 2D-Rippeln bezeichnet, solche mit einem bogigen oder zungenförmigen Verlauf als 3D-Rippeln.
Um diesen Earthcache zu loggen, begib Dich bei Ebbe zum Strand von Rimini und erfülle bitte folgende Aufgaben:
Finde die Strömungsrippel am Strand. Welche Form hat sie?
Handelt es sich um eine aquatische oder eine aerodynamische Strömungswelle?
Welche Form hat sie (gerade, bogenförmig, zungenförmig)? Warum?
Bitte mache hier freiwillig ein Foto von Dir oder von Deinem GPS am Strand während Du die Aufgaben erledigst.