3 - Unidirectional bedforms

Matthew E. Clapham

29 Mar 201515:04

Summary

TLDREl video explica la formación y características de las formas de lecho sedimentarias en entornos de flujo unidireccional. Se abordan conceptos como el límite de capa, la turbulencia y el flujo laminar, y cómo estos influyen en la formación de estructuras como ripples, dunas y anti-dunas. Además, se discute cómo estas formas se relacionan con la profundidad del flujo y el tamaño de los granos, destacando su importancia para interpretar ambientes deposicionales antiguos. Se enfatiza el uso de números de Reynolds y Froude para diferenciar entre flujos subcríticos y supercríticos, y cómo estas condiciones afectan la migración de estas estructuras.

Takeaways

🌊 Los bed forms son características tridimensionales que se forman en el fondo de un flujo en movimiento, importantes para entender las condiciones del flujo y el tamaño del grano.
📜 Las estructuras sedimentarias dejadas por los bed forms ayudan a inferir las condiciones de deposición en ambientes antiguos.
🌊 Los ripples y las dunas son tipos comunes de bed forms que se forman en flujos unidireccionales de agua.
📏 Las capas sedimentarias pueden variar en grosor desde milímetros hasta metros, y se subdividen en láminas (<1 cm) y capas (>1 cm).
⚡ El flujo turbulento es caracterizado por trayectorias de flujo irregulares, mientras que el flujo laminar es suave y ordenado.
📉 La velocidad del flujo disminuye cerca del fondo debido a la fricción, creando la capa límite que se divide en la subcapa turbulenta y la subcapa laminar.
🏞️ Las dunas migran corriente abajo debido a la erosión en el lado de ataque y la deposición en el lado de sotavento.
🌬️ Las dunas se forman a partir de turbulencias a gran escala, mientras que los ripples están relacionados con variaciones en la subcapa laminar.
🌊 Los anti-dunas se forman en flujos supercríticos y migran corriente arriba, un fenómeno inusual en flujos de agua.
📐 El número de Froude es crucial para determinar la criticidad del flujo: si es menor que 1 es subcrítico, y si es mayor que 1 es supercrítico.

Q & A

¿Qué son las formas de lecho y por qué son importantes?
-Las formas de lecho son características tridimensionales que se desarrollan en el fondo de un flujo de agua en movimiento. Son importantes porque su formación está relacionada con condiciones específicas del flujo de agua y el tamaño de los granos, lo que deja estructuras sedimentarias que se pueden usar para inferir las condiciones deposicionales en ambientes antiguos.
¿Cuál es la diferencia entre una lámina y un lecho en términos de grosor?
-Una lámina tiene un grosor menor a un centímetro, mientras que un lecho tiene un grosor mayor a un centímetro. Por ejemplo, una roca puede estar laminada si las capas tienen entre 3 y 10 mm, o puede estar estratificada si las capas son más gruesas.
¿Qué es la capa límite y cuál es su importancia en la formación de formas de lecho?
-La capa límite es la parte inferior de un flujo de agua, cerca del fondo, donde la velocidad del flujo disminuye debido a la fricción con una superficie no móvil, como el lecho de un río. Es importante porque las formas de lecho y las estructuras sedimentarias resultantes se utilizan como indicadores diagnósticos de condiciones específicas de flujo.
¿Cómo se diferencian el flujo turbulento y el flujo laminar?
-El flujo turbulento tiene trayectorias irregulares y remolinos, es decir, movimientos caóticos y complejos, y es común en la mayoría de los flujos naturales como ríos y océanos. El flujo laminar, en cambio, es más suave y ordenado, con trayectorias de flujo paralelas y sin remolinos.
¿Qué es el número de Reynolds y qué indica?
-El número de Reynolds es una constante que mide la relación entre las fuerzas inerciales y las fuerzas viscosas en un fluido. Un número de Reynolds alto indica un flujo turbulento, mientras que un número bajo indica un flujo laminar.
¿Cómo se forman las ondas llamadas ripples y qué características tienen?
-Las ondas ripples se forman por la erosión en la pendiente suave del lado de stoss (aguas arriba) y la deposición en la cara más empinada del lado lee (aguas abajo). Migran aguas abajo y tienen una altura de unos pocos centímetros, con una longitud de onda de aproximadamente 10 a 20 cm.
¿Qué diferencia hay entre las ripples y las dunas en cuanto a su formación?
-Las dunas son más grandes que las ripples, con alturas de decenas de centímetros o más. Mientras que las ripples se forman por variaciones dentro de la subcapa laminar, las dunas se forman a partir de la turbulencia a gran escala en la subcapa turbulenta. Además, las dunas dependen de la profundidad del flujo, mientras que las ripples dependen del tamaño del grano.
¿Qué es el lecho plano superior y cómo se diferencia del lecho plano normal?
-El lecho plano superior es una forma de lecho que produce laminaciones paralelas y delgadas, con crestas y surcos llamados 'parting lineations' que son paralelos a la dirección del flujo. Se diferencia del lecho plano normal en que presenta estos surcos y laminaciones que son resultado de la organización de la turbulencia en el flujo.
¿Qué es el flujo supercrítico y cómo se relaciona con las anti-dunas?
-El flujo supercrítico ocurre cuando la velocidad del flujo es mayor que la velocidad a la que una onda puede moverse a través del agua. Las anti-dunas se forman en condiciones de flujo supercrítico, y a diferencia de las ripples y dunas, migran aguas arriba debido a la interacción particular entre el flujo y la forma del lecho.
¿Qué es el número de Froude y qué mide en el contexto del flujo de agua?
-El número de Froude es la relación entre la velocidad del flujo y la velocidad a la que una onda puede moverse a través del agua (celeridad de onda). Un número de Froude menor a uno indica flujo subcrítico, mientras que un número mayor a uno indica flujo supercrítico.