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Enregistrement W3083138327 · doi:10.5194/egusphere-egu2020-13008

A process-based model for production and evolution of sediment particles by physical and chemical weathering in mountain catchments

2020· article· en· W3083138327 sur OpenAlexaff
L. S. Sklar, C. S. Riebe

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineAgricultural and Biological Sciences
ThématiqueSoil erosion and sediment transport
Établissements canadiensConcordia University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésBedrockSedimentErosionWeatheringSoil production functionGeologySediment transportLithologyTectonicsSedimentary budgetGeomorphologyHydrology (agriculture)Deposition (geology)Soil scienceGeochemistryGeotechnical engineeringPedogenesisPaleontology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Landscapes evolve through interactions between subsurface processes that move and deform bedrock, and surface processes that redistribute mass through erosion, transport, and deposition of sediment. Sediment is composed of discrete particles that are produced from bedrock and modified during transport by physical and chemical weathering. Sediment particle attributes, including size, angularity, and durability, therefore depend on the climatic, tectonic, and lithologic factors that regulate weathering processes. These attributes, in turn, influence rates and modes of sediment transport, and the tools and cover effects that control rates of river incision into bedrock. Thus the production of sediment helps set the slopes of river channels and the relief structure of landscapes, making it central to the feedbacks between tectonics, climate, and erosion that create topography. Despite their importance, sediment particles are rarely included explicitly in landscape evolution modeling due to gaps in understanding of sediment production on hillslopes, the particle evolution that occurs on hillslopes and in channels, and the implications of sediment attributes for river incision into bedrock. Although these processes have been studied in isolation, they have not been combined together in a comprehensive model of the role of sediment in climate-tectonic-erosion feedbacks. Here we present results from a new, spatially-explicit model that predicts the evolution of individual particle attributes, including size, angularity, and durability. The model also predicts the resulting distributions of particle attributes as sediment from different sources is mixed, and as particles evolve during transport through catchments. The model has two components. The first predicts the initial particle attributes as sediments are produced from bedrock on hillslopes. The initial particle size distribution depends on the spacing of fractures and sizes of mineral grains in crystalline rocks, and on the spacing of bedding planes and the size of cemented particles in clastic sedimentary rocks. Initial size, as well as particle angularity and durability, are also influenced by chemical weathering, which depends on the fraction of soluble minerals, the local climate (parameterized as mean temperature and precipitation), and the residence time of bedrock as it is exhumed through the hillslope weathering engine. The second model component quantifies how particles change as they are transported across hillslopes and through channel networks. Particle sizes are reduced by abrasion as a function of three factors: the potential energy lost in transport; particle angularity; and particle durability, which depends on initial rock tensile strength and subsequent loss of strength due to chemical weathering. Mass lost from abrasion of coarse particles is converted to sand and silt. Particles become less angular as a function of cumulative mass loss. However, high rates of energy loss on steep slopes cause fragmentation, which creates new coarse particles and resets particle angularity. Model relationships are parameterized using published data as well as newly acquired data from laboratory experiments and field studies in the Sierra Nevada, California. We couple the model with the saltation abrasion/bedrock river incision model to simulate evolution of river longitudinal profiles, and explore potential feedbacks between rock uplift, climate, and sediment production.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,098
Score d'incertitude au seuil0,194

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0060,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,237
Écart entre enseignants0,214 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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