sedimentation

Ejendom blæst af svære sandstorme i Dust Bowl i South Dakota , USA, 1936

Sedimentation eller sedimentation (af lat . Sedimentum = sediment) er aflejring af partikler fra væsker eller gasser under indflydelse af tyngdekraften eller centrifugalkraften . Laget af suspenderet stof, der dannes, kaldes sediment , sediment eller løst sediment . I modsætning til sedimentær sten er ikke-konsolideret sediment , en løs sten .

Grundlæggende

Under sedimentering lagres de aflejrede partikler efter deres tæthed og størrelse på grund af deres forskellige sedimenteringshastigheder (synkehastigheder) . Partiklerne med den største sedimenteringshastighed deponeres først, dvs. de er i bunden. Da bundfældningshastigheden i det væsentlige bestemmes af densiteten, kan forskellige stoffer afsættes separat i lag, som også kan bruges til at adskille de forskellige stoffer i en blanding (se dekantering ). Hvis kun ét materiale deponeres eller materialer med lignende tæthed, deponeres store partikler hurtigere og ligger først på bunden, mens små partikler er på toppen. Jo større tæthed, desto hurtigere synker stoffet til jorden. I tilfælde af opskummet materiale, for eksempel eruptive pimpsten , kan en omvendt gradering forekomme, mindre partikler har derefter en højere sedimenteringshastighed og opbevares under, mens større partikler opbevares ovenfor.

I tilfælde af strømme bringes sedimenter hovedsageligt ind ved erosion af tværsnittet. En anden effekt er sedimentindgangen . Her bringes sedimenter (og andre faste stoffer) fra afvandingsområdet.

Naturlige typer af sedimentation

Tilstrømning af Rhônen i Genfersøen
Tværsnit af en tyndtlags sedimentationssekvens

Naturlige sedimenter kan opdeles i tre hovedgrupper alt efter deres dannelse:

Lagringsplaceringen er en anden mulighed. Her kan man skelne mellem fluviale , limniske , marine , aeoliske , glaciale og pyroklastiske sedimenter .

I tilfælde af naturlig sedimentering bringes de suspenderede faste stoffer sædvanligvis ind ved erosionsprocesser og især ved fluvial transport , hvorved moderstenen sædvanligvis forud for forvitring . Afhængig af afstanden til ablationsstedet og strømningshastigheden viser kornstørrelsesfordelingen af de partikler, der bæres i vandet, signifikante forskelle. Reglen her er, at kornstørrelsen af partiklerne formindskes med afstand og med en faldende strømningshastighed, idet den største eller tungeste partikler ( debris ) sedimentere første og strømmen er ofte ikke længere i stand til at røre dem op fra bunden af vandet .

Især i stillestående vand danner disse suspenderede stoffer sedimentlag gennem tyngdeaflejring, hvoraf nogle bruges til at bestemme alderen ( stratigrafi ). Dette skyldes hovedsageligt, at der i modsætning til floder ikke længere er en strøm, og derfor kan meget små partikler også deponeres. Afhængig af klimasystemet viser sedimenteringen desuden ofte et andet mønster i løbet af året, da de finere partikler f.eks. Sætter sig i en frossen vandmasse om vinteren. Således, der ligner de årlige ringe i træer, udvikles der grovere og finere lag hvert år, som er kendt som varver . Disse inkluderer ofte levende væsener eller deres spor, som kan udvikle sig til fossiler i løbet af fossilisering . Dannelsesforholdene ( paleoklimat ) for de enkelte lag er også ofte dokumenteret i disse, hvorfor sedimenter repræsenterer vigtige klimaarkiver . Især marine, lavvandede marine og havaflejringer har en høj informativ værdi , hvorfor de også er hovedmålet med klimatologiske forskningsboringer.

Mens fremrykkende sedimentering øger sedimentets tykkelse , kan det stigende tryk i de dybere lag udløse yderligere geologiske processer. Den diagenese danner sedimentære bjergarter fra de løse sedimenter . Sne repræsenterer et specielt tilfælde , som også kan lagdeles og komprimeres til is under påvirkning af tryk . Hvis denne effekt varer i flere år, kan den føre til dannelsen af ​​en gletscher .

Anvendelser af sedimentering inden for ingeniørfag

Sedimentationsanlæg

Princippet om sedimentering anvendes i naturvidenskabelige områder, men også i hverdagen:

  • Den mekaniske afklaring af vand i afvandingsbassinet i et spildevandsbehandlingsanlæg er baseret på sedimentationsprincippet.
  • I mindre decentrale møller er princippet anvendes til i presning af vegetabilsk olie produceret trub olie til ren af sediment. Den pressede olie sættes i en beholder, hvor den kan forblive i lang tid (op til flere uger), mens de tungere sedimenter langsomt synker til jorden på grund af tyngdekraften. Efter sedimentering fjernes den rensede olie langsomt fra beholderen, så de sænkede partikler forbliver i sedimentationsbeholderen. Nyere sedimentationsprocesser af vegetabilsk olie kører kontinuerligt. Den trubolie, der skal rengøres, strømmer gennem et rørsystem gennem beholdere, der er forbundet hinanden. Sedimentet aflejres i de enkelte beholdere, således at der opnås en høj grad af oprensning, efter at den sidste beholder er forladt.
  • I møllen laboratoriet a er sedimentering udført, hvor volumenet af sedimentet i en mel-vand suspension som et mål for kvældbarheden af proteinet i melet finder anvendelse. I jordvidenskab anvendes sedimentationseksperimenter til at bestemme kornstørrelsesfordelingen af en jord .
  • Sedimentationsanalyser udføres i den farmaceutiske industri for f.eks. At kontrollere kvaliteten af ​​medicinske pulvere til behandling af astma. Den størrelse af visse partikler og deres fordeling i dette pulver kan bestemmes ved måling af sedimentation hastigheder. Fotosedimentation er et vigtigt eksempel på en sådan analytisk metode . Sedimentation analyse er også ofte brugt til at bestemme kornstørrelsesfordeling af en jord .
  • I såkaldte split-systemer anvendes sedimentationseffekten for eksempel i biologisk fremstilling ved at anvende den densitetsafhængige sedimentationshastighed til at adskille partikler, såsom proteinmolekyler eller biologiske celler .

Ved produktion, opbevaring og behandling af suspensioner som f.eks For eksempel maling , støbning af harpiks , beton eller nogle fødevarer, er sedimentering ofte en forstyrrende virkning.

Se også

litteratur

  • Maurice E. Tucker: Introduktion til sedimentær petrologi. Enke, Stuttgart 1985, ISBN 3-432-94781-X .
  • Andreas Schäfer: Klastiske sedimenter. Ansigter og sekvensstratigrafi. Elsevier, Spektrum Akademischer Verlag, München 2004, ISBN 3-8274-1351-6 .

Weblinks

Wiktionary: Sedimentation  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. De biogene sedimenter klassificeres også som en undergruppe af kemiske sedimenter.
  2. Og Skoog, DA; Holler, FJ; Crouch, SR: Instrumental Analytics. , 6. udgave, Springer-Verlag , Berlin / Heidelberg, 2013, ISBN 978-3-642-38169-0 , s. 931-934.
  3. Chwan Bor Fuh: Split-flow tynd fraktionering. I: Analytisk kemi. Vol. 72, nr. 7, april 2000, ISSN  0003-2700 , s. 266 A-271 A, doi: 10.1021 / ac0027688 .