Erosioon
 | See artikkel räägib erosiooni mõistest geoloogias ja geograafias; mulla ärakandumise kohta vaata artiklit Mulla erosioon; sõna teiste tähenduste kohta vaata lehekülge Erosioon (täpsustus). |
Erosioon ehk uuristus on voolava vee, liustike, tuule või lainete tekitatud kulutus, mille tagajärjel osa pinnasest ära kandub.[1]
Mõnikord mõistetakse erosiooni all kitsalt protsessi, mille käigus voolav vesi kulutab ja kannab ära kivimeid, setteid ja mulda.[2]
Kuigi erosioon on looduslik protsess, kiirendab inimtegevus seda 10–40 korda. Erosioon põhjustab kõrbestumist, vähendab põllumaa tootlikkust, veeteede ummistumist liigsete setetega ning toitaineterikaste pindade kadumist.[3]
Tuul ja vesi põhjustavad kõige ulatuslikumat erosiooni.
Inimtegevustest mõjutavad erosiooni põllumajandus, metsatustumine, teede ehitus, linnastumine ja inimeste tekitatud kliimamuutused.[4]
Liigid
Vihmavee-erosioonid
Vihmavesi põhjustab nelja erosiooni: pritsme-, lehter-, nire- ja kraavierosiooni.[5]
Pritsmeerosioon tekib, kui vihmasaju intensiivsus on suurem kui filtratsioon ning vihmapiisakesed vabastavad mullaga kokkupõrkel mullaosakesi, mis aga uhutakse pindmise veevooluga mööda nõlva alla.[5]
Lehtererosioon on vabade mullaosakeste transport koos veevooluga.[5]
Nireerosiooni põhjustab väike, kontsentreeritud veejuga, voolates mööda nõlva, mis võib olla setete allikaks kui ka erosiooni põhjustajaks. Veejuga ulatub tavaliselt paari sentimeetri sügavusele pinnasesse.[5]
Kraavierosiooni põhjustavad paduvihmad või lumesulamisvesi, mis kogunevad kraavidesse. Oma kiire vooluga võib vesi eemaldada palju kraavipinnast.[5]
Jõe- ja ojaerosioon
Jõe- või oja erosioon tekib, kui vesi voolab pidevalt samas sängis. Erosiooni algfaasis muutub org sügavamaks, hiljem laiemaks. Üleujutuste ajal võivad ka suuremad osakesed, näiteks kivid, erodeeruda.[6]
Kaldaerosioon on jõe- ja ojakallaste kulumine. Jõe- ja orukallaste muutusi saab jälgida, kui paigaldada metallvardaid nende kallastele ja mõõta sängi laienemist.[7]
Termaalerosiooni põhjustab liikuv vesi, mis sulatab igikeltsa.[8] Seda on jälgitud nii Siberi jõgedel kui ka Antarktika rannikul.[9]
Rannikuerosioon
Rannikuerosiooni põhjustavad hoovused ja merelained, samuti tõusu ja mõõna vaheldumine. Laine loksub suure jõuga vastu rannikut, põhjustades selle kulumist. Viimastel aastatel on seda protsessi kiirendanud merevee tõus ja tormide tihenemine ja tugevnemine.[10]
Tuuleerosioon
Tuule jõu mõjul puhutakse pinnase pealmised osakesed minema, põhjustades vee aurustumist, põllukultuuride hävimist ja kõrbestumist. Inimtegevused nagu linnastumine, põllumajandus ja metsade maharaiumine on kiirendanud tuuleerosiooni.[11]
Tuuleerosiooni on kahte liiki: deflatsioon ja hõõrdumine. Deflatsiooni tagajärjel transporditakse maapinnalt ära lahtised osakesed, kuid hõõrdumise puhul kulutatakse pindu neid tabavate osakestega.[12]
Deflatsioonil on kolm vormi:
- pinnal libisemine, mille puhul suuremad ja raskemad osakesed rulluvad mööda maapinda minema;
- saltatsioon, mille puhul osakesed tõstetakse väikeste kõrgusteni ja põrkuvad mööda maapinda edasi;
- osakeste transport suuremate vahemaade taha[12].
Tuuleerosioon on eriti intensiivne põua ajal.
Gravitatsioonierosioon
Gravitatsiooni mõjul vajuvad kivid ja pinnas vertikaalselt, millest võib ka vee olemasolul tekkida mudavool.[13]
Eksfoliatsioon ehk koorimine
Tegemist on protsessiga, kus päike soojendab kivi, mille tagajärjel kivi paisub. Jahenemisel tõmbub kivi uuesti kokku, tekivad praod ja kivi laguneb. Peamiselt toimub selline protsess ainult kõrbetes, kui päeval on kuum ja öösel külmem.[14]
Erosiooni kiirendavad tegurid
Sademed ja tuule kiirus
Suuremad ja kiiremini langevad vihmapiisad ning intensiivsem sadu suurendavad erosiooni tugevust. Alad, kus on rohkem sademeid, tugevamad tuuled ja tormid, on ka erosioonist rohkem mõjutatud.[12]
Mulla struktuur ja koostis
Savi sisaldavad setted on vastupidavamad erosiooni suhtes kui liiv või muld, sest savi hoiab mullaosakesi tugevamini koos.[15]
Mullad, mis sisaldavad palju orgaanilist ainet, loovad tugevama mulla struktuuri, kuna rohkem orgaanilist materjali saab koaguleeruda mulla kolloidosakestega.[12]
Väga niiske muld imab vähem vett, mis toob kaasa pindmise veevoolu. Samuti imendub tihendatud pinnasesse vähem vett kui hõredamasse pinnasesse.[12]
Taimkate
Taimkatte eemaldamine suurendab erosiooni ohtu. Taimkate suurendab pinnase vee läbilaskvust; taimede juured tugevdavad mulla struktuuri ja ega lase tuulel mullaosakesi minema kanda.[16]
Topograafia
Järsematel, pikematel ja ilma taimkatteta nõlvadel toimub erosioon vihmasadude korral kiiremini kui laugematel nõlvadel.[17] Järsematel nõlvadel toimuvad suurema tõenäosusega maalihked ja mudalaviinid.[12]
Erosiooni kiirendav inimtegevus
Põllumajandus
Põllumaade kündmine muudab mullaosakesed peenemaks ning suurendab vee- ja tuuleerosiooni ohtu. Tehnika areng on seda probleemi suurendanud.[12]
Lisaks kündmisele kiirendavad erosiooni veel monokultuuris kasvatamine, põllumajandusega tegelemine nõlvadel, pinna niisutamine, ridakoristus ning pestitsiidid ja väetised, mis tapavad mulda siduvaid organisme.[12]
Väheneb ka toitainete kontsentratsioon, näiteks fosfori, sest väiksematesse mullaosakestesse mahub vähem toitaineid kui suurematesse.[18]
Kuna põldude rajamiseks raiutakse maha puud, mis takistavad tuule liikumist, suureneb ka tuuleerosiooni oht.[19]
Ülekarjatamine vähendab taimkatet ja suurendab pinna tihenemist, põhjustades erosiooni intensiivistumist.[20]
Metsatustumine
Metsade maharaiumise tagajärjel kaovad huumuskiht ja kõdukiht, mis jätab mineraalkihi kaitseta erosiooni eest. Need kihid on poorsed ja lasevad veel kiiremini pinnasesse imbuda. Sellega väheneb oht, et tekiksid pinnaveevoolud.[21]
Taimkate vähendab vihmapiiskade kineetilist energiat enne, kui see jõuab maapinnani, ning taimejuured seovad mulla osakesi, vähendades erosiooni ohtu.[22]
Eriti ohtlik on tugev vihmasadu pärast metsapõlengut.
Linnastumine
Linnastumise mõjud:
- taimkate väheneb;
- äravoolu hulk muutub;
- pinnas tiheneb ning kaetakse läbilaskmatu asfaldi või betooniga, suurendades pindmist äravoolu ja tuule kiirust pinnase lähedal;
- äravoolu hulga suurenedes mõjub see veeteedele, mille kaldad erodeeruvad suurenenud veehulga tõttu rohkem;
- bensiin, õli ja muud ohtlikud ained satuvad vooluveega pinnasesse.[23][24][25]
Kliimamuutused
Kliima soojenemise tagajärjed on muu hulgas järgmised:
- sademete koguhulga ja sadude intensiivsuse suurenemine, põhjustades erosiooni teket või süvendades seda;
- taimkatte biomassi tootlikkuse muutumine vastavalt niiskusrežiimile;
- kõdukihi koostise muutumine sõltuvalt niiskuse, taimede biomassi, temperatuuri ja mikroorganismide muutusest;
- temperatuuri tõus talvel, põhjustades rohkem vihmasadusid, mis aitavad erodeerumisele kaasa rohkem kui lumi;
- igikeltsa sulamine ja muutumine mitteerodeeruvast erodeeruvaks;
- maakasutusaja nihkumine temperatuuri tõusu tõttu;
- mullaosakesi siduva orgaanilise aine vähemaks jäämine.[26][27]
Globaalsed keskkonnamõjud
Maa degradeerumine
Umbes 40% maailma põllumajandusmaade kvaliteet on degradeerumise tõttu halvenenud.[28] ÜRO andmetel kaob igal aastal Ukraina suuruse ala võrra viljakat mulda.[29] Peamised jõud, mis põhjustavad degradeerumist, on tuul ja vesi. Lisaks neile kasutatakse liialt keemilisi väetisi, mis maa parandamise asemel reostavad pinnast ja põhjavett.[30]
Settimine veeökosüsteemidesse
Pinna erosioonist pärinevad setted transpordivad saasteaineid, näiteks raskmetalle ja pestitsiide, ökosüsteemidesse.[31]
Setted moodustavad muda, mis vähendab kalade toiduvarusid ja takistab neil hingamist, kattes nende lõpused. Veetaimede ja vetikate mitmekesisus väheneb ning selgrootutel on raske paljuneda ja ellu jääda, mille tagajärjel nende suremus suureneb.[32]
Mulla- ja liivaosakeste saaste
Mullaosakesed, mis tõstetakse tuule mõjul üles, põhjustavad õhusaastet. Õhus olles puutuvad need osakesed kokku mürgiste kemikaalidega, põhjustades terviseprobleeme ja kahjustades keskkonda.[33] Õhus ringlevad osakesed takistavad vihmapilvede teket.[34] Lisaks mullaosakestele on kõrbetest pärinevad liivaosakesed seotud ka korallide kahjustamisega. Liivaosakesed transpordivad kõrbetest pärinevaid seenespoore, mis kahjustavad koralle. Õhus olles koguvad liivaosakesed veel enda külge ka aerosoole, suurendades korallide hävinemist veelgi.[35] Tuul on võimeline osakesi transportima suurte vahemaade taha.
Mõõtmine ja modelleerimine
Erosiooni seire ja modelleerimine aitavad paremini koostada ennetavaid ja taastavaid strateegiaid. Erosioon on keeruline protsess, mille modelleerimiseks peab aru saama geoloogiast, keemiast, hüdroloogiast, füüsikast ja klimatoloogiast. Ühelt väikeselt alalt kogutud andmeid ei saa üldistada suuremale alale.[12]
Erosiooni saab jälgida:
- statistiliste mudelite abil;
- kasutades eksperdi arvamust ja erosiooni kiiruse andmebaasi kindla ala kohta;
- lihtsalt kindlat ala jälgides, tihti aerofotode abil;
- kindlate alade empiiriliste mudelitega, mis on seotud nõlva kaldega, vesikonna suuruse ja sademete hulgaga;
- kindlast vesikonnast pärineva setete hulga järgi;
- laboritingimustes või looduses, kontrollitud vooluhulga ja vihmasaju tehtud katsete käigus saadud empiiriliste mudelite abil.
Ennetamine ja parandamine
Erosiooni ennetamiseks saab maapinna taimkatet tihendada, näiteks istutades metsi.[36] Põldude servadele istutatakse rida puid ja põõsaid, et vähendada tuuleerosiooni, lisaks aitavad need süsinikku siduda ja on elupaigaks eri linnuliikidele.[37] Muutes külvikorda ja rajades nõlvadele astmikpõllumaa, saab erosiooni aeglustada.[38][39]