Термічна абразія

Термічна абразія (thermal abrasion, від грец. therme – тепло і лат. abrasion – зіскоблювання, зіскрібання) характерна для берегів, складених мерзлими породами або льодом. Щодо гідравлічної дії води ці породи мають достатню високу твердість. Головне значення для прояву абразійного процесу в цих умовах набуває відмінність між температурою води і мерзлою товщею. Хоча теплові запаси в суміжному шарі можуть бути швидко вичерпані і для подальшого процесу термічної абразії необхідне швидке оновлення води. Як і у випадку з хімічною абразією, це забезпечується особливостями гідродинаміки берегової зони – хвильовими рухами води, прибійним потоком, хвильовими течіями. Отже, термічна абразія – це процес руйнування берегів, складених мерзлими породами або льодом, який відбувається внаслідок передачі тепла від води до льоду чи мерзлих порід безпосередньо хвилями.
Загальногеографічні чинники, такі як кліматична зональність і пов’язані з нею умови, суттєво впливають на прояв і інтенсивність термоабразійних процесів, оскільки розміщення мерзлих порід чи льоду характерне для певних природних зон, а термічна абразія, відповідно, можлива тільки в межах цих зон. З іншого боку, розгляд абразійного процесу неможливий без урахування літологічних умов порід, які впливають на абразійний процес і визначають тип абразії.
Найменш вивченим типом абразійного процесу є термічна абразія. Проте протяжність тільки льодяних берегів становить 3% від усієї довжини морських узбереж, тобто близько 35 тис. км.
Велика теплоємність води навіть за її порівняно невисокої температури визначає наявність у прибережній товщі води великих запасів тепла, які використовуються при термічній абразії.
Лід – досить міцна порода. Руйнування берега, складеного чистим льодом, шляхом механічної абразії практично неможливе – межа твердості льоду становить від 16 до 62 кг/см², а гідравлічне навантаження навіть за сильних штормів зрідка сягає 5-10 кг/см². Уламковий матеріал у цьому випадку, як це простежується на берегах, складених корінними породами, тут не утворюється. Водночас руйнування льодяних берегів протікає інтенсивно. Досить швидко руйнуються також береги, складені мерзлими пухкими породами – пісками, глинами тощо. Деякі морфологічні особливості будови абразійних форм (наприклад, глибина поширення хвилеприбійних ніш у бік берега) можуть бути пов’язані з межею твердості льоду.
Теплопровідність льоду при 0° становить 5,3*10³ кал/с см град, а теплопровідність води – 1,32*10³ кал/с см град, тобто приблизно в 4 рази нижча теплопровідності льоду. Однак це значення багатократно перекривається внаслідок турбулентного перемішування водної товщі. Надзвичайно важлива для розгляду процесу надто висока теплоємність води. Адже вона забезпечує існування великих запасів тепла навіть за порівняно низьких температур прибережних арктичних і приарктичних вод.
Спостереження засвідчили, що на термоабразійному березі існує стійка тенденція до зниження температур з заглибленням у товщу наносів від поверхні пляжу і від моря до підніжжя кліфу. Це визначає наявність двох зон притоку тепла з боку моря і з поверхні та двох зон поглинання тепла – з боку кліфу і знизу із товщі наносів. Вимірювання температури всередині товщі наносів виявили депресію ізотерм ґрунту, що відповідає зоні найінтенсивнішого перемішування води в смузі руйнування хвиль. Це яскраво засвідчує першочергову роль процесу хвилювання як чинника теплообміну, що і забезпечує термоабразійний процес. Межа найінтенсивнішого теплообміну біля кліфу знаходиться поблизу поверхні, максимально заглиблюється в середній зоні пляжу чи бенча, що зазнають впливу хвиль, і знову піднімається до поверхні за зоною руйнування хвиль. Відповідно, термодинамічний вплив прибійного потоку є головним механізмом вирівнювання температур на пляжі, що безпосередньо приєднується до термоабразійного берега.