wind in action風の動きを撮影した写真です。
Contents
- 砂丘はどのようにしてできるのか？
- 砂丘の種類
- 人工砂丘
- 一般的な砂丘の形態
- 吹き溜まり
- クロスベディング
- 砂丘の草と砂丘
- ブルドーザーや人工砂丘の問題点
砂丘はどのようにしてできるのか？
砂丘は、風で飛ばされた砂の山にすぎませんが、砂の量、砂の大きさ、風向きなどによって、さまざまな大きさや形に変化します。 時間の経過とともに、砂丘は成長したり、縮小したり、風の吹く方向に移動したりします。 砂丘は、自然や人間によって作られたり、破壊されたりします。
Figure 1.10. 1999年7月に撮影された、キャスウェルビーチの前面砂丘にある侵食痕。 自然のシステムでは、この侵食は、自然の嵐の反応の一部として、ビーチに砂を供給します。 しかし、家が邪魔をすると、自然のビーチの均衡がビーチコミュニティに深刻な問題を引き起こす。
海岸は、海岸砂丘の唯一の砂の供給源であり、砂丘の砂粒の一つ一つが、その歴史の中でいつかは海岸を渡ってきたものです。
海岸砂丘の砂の唯一の供給源は海岸であり、砂丘の砂粒はその歴史の中で何度か海岸を渡ったことがあります。 確かに、嵐の後に砂丘のつま先によく見られる顕著なスカルプ（図1.10参照）は、波が砂丘の砂をビーチに再配分したことを示す証拠です。
砂丘の形成は、特徴的なオンショアの沿岸風によって助けられます。 その地域の一般的な風の循環パターンに関わらず、風は少なくとも一部はオンショアに吹き、植生があれば、砂の一部が捕捉されて砂丘が成長します。 砂が動くだけでなく、そのエネルギーが他の物体に伝わることもあります。 砂浜に放置されたガラス瓶には霜が降ります。
図3.2. オクラコーク島のビーチにあるスパルティナ（塩湿地）の藁。
砂丘は一般的に、海藻（特にSargassum）の山、塩湿地の藁の塊、人間のゴミ（漁網、瓶、材木）などの浜辺のゴミの影響を受けて、砂の山として始まります（図3.2、3.3）。 海岸のゴミは、風の流れを悪くしたり、風を遮ったりして、物体の風の「影」に砂を溜めてしまいます。 最終的には、砂丘草の種（特にシーオーツ）が新しい砂の山にたどり着き、発芽し、芽を出し、さらに砂を閉じ込めます。 そもそも砂が溜まる原因となった腐った植物や海藻、塩湿地の草は、新しい苗が生き延びるための栄養分を供給する。 植物が成長するにつれ、ますます多くの砂が蓄積されていきます。 すべてがうまくいき、サーフゾーンが十分に離れていれば、新しい砂丘が誕生します。
砂丘の種類
図3.3. 2002年3月、ホールデン・ビーチの砂丘の前に積まれたクリスマスツリー。
一般的に、自然のビーチの奥にある砂丘は「前砂丘」と呼ばれ、その軸（クレスト）が海岸線と平行に形成された砂の尾根です。 また、このような砂丘や砂の尾根が海岸と一体化したものをビーチリッジと呼ぶ。 植生は、風で飛ばされた土砂を固定する役割を果たし、継続的に砂丘を成長させる。
メダニョスは、海岸地域で見られる孤立した大きな砂丘を表す言葉です。
メダノスとは、海岸地域に見られる孤立した大きな砂丘を表す言葉です。メダノスの名前は、スペイン語で「海岸の砂丘」を意味する言葉に由来しており、植物の生えていない砂丘の特徴的なタイプです。 この高くて急な孤立した砂丘は、膨大な量の砂を含んでおり、高さは数十から数百フィートに及びます。 メダニョスは、風によって複数の方向から砂が山頂に向かって上昇することで形成されます。
これらの砂丘はよく理解されておらず、単に海岸に来る砂の量が特別に多い場合の砂の山を表しているのかもしれません。 しかし、なぜ大量の砂が特定の場所の海岸面から上陸してくるのでしょうか。 アウターバンクスのメダノスの起源の答えは、砂の最終的な供給源である大陸棚にあるはずだ。 人工砂丘が砂丘の種類に加わったのは20世紀に入ってからで、人々は海岸線を固定するために砂丘を作り始めた。 既存の砂丘を改善したり、新しい砂丘を作るための試みは、通常、砂丘の草を植えたり、「砂のフェンス」を使用したりする。 砂垣は風速を弱め、砂を落としてその影に蓄積させる。 成功の度合いは様々である。
人工砂丘
ブルドーザーは、人工砂丘建設の一般的な形態となっています。これは、植生とフェンスのアプローチでは、砂を閉じ込めて新しい砂丘を作るのに時間がかかるためです。 多くの海岸では、ブルドーザーが1年中、海岸の奥にある砂の山を押し上げています。 これらの砂丘は、自然の砂丘の特徴（砂丘を安定させる砂丘草の生育を支える、よく分別された層状の砂など）をすべて欠いているため、砂丘と呼ぶことはできない。 人工砂丘の祖先は、1930年代に米国ノースカロライナ州のアウターバンクスで行われたCCC（Civilian Conservation Corps）による砂丘建設プロジェクトであった。 その古い砂丘のラインは、嵐でしばしば破られ、新しい大きな人工砂丘がそのラインの穴を塞いでいます。
人工的な砂丘の安定化の動機は、浸食される海岸線を固定することでした。 皮肉なことに、新しい砂丘の建設は、おそらく侵食の速度にはほとんど関係がありません。 砂丘の砂の量は、侵食に関わる砂の量に比べて非常に少ないのです。 海岸線の後退は、実際には海岸面全体の後退であり、前砂丘の体積の何倍もの大きな砂の体積を構成しています。
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一般的な砂丘の形態
図3.4. オクラコークの低い自然砂丘の間にあるオーバーウォッシュ・パス。 シーオーツは、島の内部へのオーバーウォッシュを可能にする峠や低地で区切られた個々の砂丘（砂丘が連続して並んでいるのではなく）の形成を促します。
砂丘の大きさは主に砂の供給量の関数であり、海岸からの供給量が多いほど砂丘は高くなります。 海岸からの供給量が多ければ多いほど、砂丘は高くなります。卓越した風向き、海岸の幅、砂丘を作るのに必要な時間なども、砂の供給の一部です。 しかし、最も重要なのは海からの砂の供給である。 これまでのところ、ある場所ではより多くの砂が上陸して大きな砂丘ができるのに、100ヤード離れた場所では砂丘が小さくて低い理由は明らかになっていない。 ほとんどの前砂丘には時折隙間があり、そこから荒波が島に侵入してきます。 これらの開口部はオーバーウォッシュ・パスと呼ばれ（図3.4参照）、特に海面が上昇している時には、島の進化にとって非常に重要な役割を果たします。 オーバーウォッシュ・パスは、島を隆起させる暴風雨による砂の蓄積を可能にする（後述）。 いくつかのオーバーウォッシュ・パスは、道路や街路の端にある砂丘を人工的に切り開いたものである。 自然に見えるものであっても、人間の活動（歩道、工事や海の眺めを良くするための裏側の切り込みなど）によって、波が弱いゾーン（図3.6）を突破した結果であることが多い。 前砂丘が非常に大きい場合、オーバーウォッシュの隙間はない。 砂丘の裏側にあるオーバーウォッシュの堆積物は、貝殻が多く含まれているため、砂丘の砂と簡単に見分けることができます。
吹き溜まり
図3.6. フォートフィッシャーの南にある砂丘を通るビーチバギーのトレイル。
砂丘が侵食される一つの方法は、風によって砂が再固定化され、砂丘から吹き出されることで、これはデフレとして知られるプロセスです。 最も一般的なデフレの特徴はブローアウトと呼ばれるお椀型の窪みで、隣接する砂丘のほとんどの高さよりも低い位置にある平らな床を持っています。 吹き出しは、砂の表面が水位の高さに達するまで砂が吹き飛ばされるため、平らな床になります。 このレベルになると、湿った砂が吹き飛ばされることに抵抗し、表面が植生化します。 ノースカロライナ州の吹き溜まりで手で穴を掘ってみると、風のプロセスが水位に影響されることがわかります。
Cross Bedding
風が強ければ強いほど、拾って移動できる砂のサイズは大きくなります。 風の速さや方向は常に変化しているので、砂丘の表面の様子は、質感、色、粒径、ベッドフォームなど、ほぼ毎日変化します。 砂丘では、風で吹き飛ばされた砂の層が連続して積み重なり、時間の経過とともに、風のクロスベッドと呼ばれる独特の層構造が形成されていきます。 クロスベッドは、通常、海岸沿いの侵食痕に見られ、異なる角度で傾いた複数の砂の層があります（図3.7）。
砂丘の地層は通常、石英砂、貝殻片砂、重鉱物砂の非常に薄い層が交互に何百も重なってできており、これら3つの層が混ざったものもあります。 黒い層は、厚さが1～2粒しかないものもありますが、これは重鉱物の層です。 貝殻片の層は通常茶色をしています。 これらの層は、それぞれ異なる風の条件で堆積したものである。 おそらく、一回の突風で形成される層もあれば、数分から数時間の風の状態を反映した層もあるだろう。 また、重い鉱物の暗い層を残して、軽い粒子が選別されることで、いくつかの層が形成されます。 あなたが歩いている砂丘の表面は、いつの日か海岸の侵食痕で露出した層になるでしょう。
Dune Grasses and Dunes
図3.7. キルデビルヒルズの砂丘に見られるクロスベディング。 上方のほぼ平坦な層が下方の層を鋭く削っており，2つの異なる方向の層が見られる。
砂丘草は生育している砂を安定させるため、草の広がり方は必然的に砂丘の形に影響を与えます。 一部の草は群生する性質があるため、草に支配された砂丘には隙間やオーバーウォッシュ・パスができることがあります。 このような隙間があると、島への荒波の侵入が容易になる。 一方、他の草の種類が優勢な砂丘では、隙間が少ない場合があります。 これにより、大きな嵐の場合を除いては、嵐のオーバーウォッシュを防ぐか、軽減することができます。 砂丘への波の侵入は、オーバーウォッシュされた砂を島に運び、島の標高を上げるという点で重要である。
草が砂丘のラインを安定させると、特に保護された陸側の砂丘に、さらに植物が定着します。 島や海岸近くの植物は、風や塩水噴霧からさまざまな程度の保護が必要です。 複数の砂丘の尾根が形成された場合、その間のスワールには低木、つる性植物、小木が生息し、最終的には植物の連続性の中で海洋林が成長する可能性があります。 自然環境下では、植生の種類と密度は、砂丘の年齢と安定性の長さの指標となる。 草は1シーズンで定着しますが、低木は定着するまでに10年から20年かかり、海浜林が育つには何十年、何百年もかかります。 開発のために成熟した森林が除去されると、植生の均衡が崩れてしまう。
ブルドーザーと人工砂丘の問題
多くのビーチでは、適切な許可を得た上で、ブルドーザーでビーチを破壊して「砂丘」を形成したり、少なくとも暴風雨対策のために建物に砂の山を築くことは合法です。 ブルドーザーで作られた「砂丘」は簡単に見つけることができます。 これらの「砂丘」は、自然の砂丘とは異なる形をしており、しばしば海岸に捨てられた大きな砂の山のように見えます。 この砂の中には、自然の砂丘の砂には珍しく貝殻が多く含まれている。 上浜で数日過ごすと、風によって表面の細かい砂が吹き飛ばされ、ブルドーザーで作られた砂丘の表面には、貝殻の層「シェルラグ」が形成されます。 風が砂丘に貝を吹き込むことができないことが多いので、シェル・ラグはブルドーザーが訪れたことを示すポジティブな指標となります。 自然の砂丘、特に砂の中に根が絡みついている砂丘は、ちょっとした嵐に対して（一時的ではあるが）強固な防波堤となる。 波に襲われると、すぐにスカルプや小さな断崖が形成されます。 その後の波は、少なくとも部分的にはスカルプで反射され、浜辺を転がり落ちて、次の波にぶつかります。 しかし、砂丘のスカルプは、波の攻撃を受けながらも少しずつ陸側に移動していきます。 自然の砂丘の補強には、植物の根の働きに加えて、大きさの揃った砂粒とその間にある水との間に働く電子的な力（バンデルワール・フォース）が役立つ。 ブルドーザーで作られた「砂丘」では、石英粒子や貝殻片などの様々なサイズのビーチサンドで構成されているため、根もバンダーウォール力も働かず、堆積物を安定させることができません。 その結果、人工砂丘は非常に簡単に侵食されてしまうのである。
ビーチブルドーザー（ビーチスクレイピング）は、内側のスワッシュゾーンから薄い砂の層（通常は1フィート以下の厚さ）を取り除き、さらに砂の蓄積を促進しようとするものです。 しかし、法律で定められている1フィート（約1.5m）の砂浜への侵入制限に違反してしまうこともしばしばある。 削られた砂は浜辺の奥へと押しやられ、通常は低い砂の尾根に押し込まれる。 ブルドーザーで砂を削ることは、ビーチにとっては良いことではない。 砂浜の一部から砂を取り除くことは、純粋でシンプルな浜辺の浸食である。 また、ブルドーザーでは、モクズガニやコキーナ貝など、砂粒の間に生息する微細な生物が死んでしまう。 ブルドーザーで砂丘を掘った後の数日間は、カモメが急降下して、砂丘に取り残された生物を捕まえてくれる。 また、ブルドーザー後の生物の腐敗臭は、ビーチを散歩する人々に不快感を与えます。
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