المروحة الفيضية

تستقبل مراوح تدفق الحطام معظم رواسبها على شكل تدفقات حطام. وتتكون هذه التدفقات من خليط سائل من الماء وجزيئات بأحجام مختلفة، من الطين إلى الصخور، تشبه الخرسانة الرطبة . وتتميز هذه التدفقات بامتلاكها مقاومة للشد، أي أنها شديدة اللزوجة عند سرعات التدفق المنخفضة، ولكنها تصبح أقل لزوجة مع ازدياد سرعة التدفق. وهذا يعني أن تدفق الحطام قد يتوقف وهو لا يزال على أرض مائلة بشكل معتدل، ثم يتماسك تحت وطأة وزنه. ^{[ 19 ]}

تتشكل مراوح تدفق الحطام في جميع المناخات، لكنها أكثر شيوعًا حيث تكون الصخور المصدرية من الطين أو السابروليت الغني بالمادة الأساسية ، بدلًا من التربة السطحية الخشنة والأكثر نفاذية . يشجع وفرة الرواسب الدقيقة على الانهيار الأولي للمنحدرات والتدفق المتماسك اللاحق للحطام. ^{[ 20 ]} يؤدي تشبع الرواسب الطينية المنقولة بفعل العواصف الرعدية الشديدة محليًا إلى بدء انهيار المنحدرات. ينتقل تدفق الحطام الناتج أسفل قناة التغذية وإلى سطح المروحة. ^{[ 21 ]}

تتميز مراوح التدفقات الطينية بشبكة من القنوات التوزيعية غير النشطة في الجزء العلوي من المروحة، والتي تفسح المجال لفصوص متوسطة إلى سفلية. تميل هذه القنوات إلى الامتلاء بتدفقات طينية متماسكة لاحقة. عادةً ما يكون فص واحد فقط نشطًا في كل مرة، وقد تتكون في الفصوص غير النشطة طبقة من الورنيش الصحراوي أو طبقة تربة من ترسب الغبار بفعل الرياح ، وذلك على مدى زمني يتراوح بين 1000 و10000 عام. ^{[ 22 ]} نظرًا للزوجة العالية، تميل التدفقات الطينية إلى الانحصار في الجزء القريب والمتوسط ​​من المروحة حتى في المراوح الفيضية التي تهيمن عليها التدفقات الطينية، بينما تهيمن الفيضانات النهرية على الجزء البعيد من المروحة. ^{[ 23 ]} مع ذلك، تتكون بعض المراوح التي تهيمن عليها التدفقات الطينية في المناخات القاحلة بالكامل تقريبًا من التدفقات الطينية والحصى المتخلف عن عملية التذرية بفعل الرياح، دون وجود أي دليل على ترسبات الفيضانات السطحية أو الترسبات المنخلية. ^{[ 24 ]} تميل المراوح التي تهيمن عليها تدفقات الحطام إلى أن تكون شديدة الانحدار وضعيفة الغطاء النباتي. ^{[ 25 ]}

تستقبل المراوح النهرية (المراوح التي يهيمن عليها تدفق المياه) معظم رواسبها على شكل تدفقات مائية بدلاً من تدفقات الحطام. وهي أقل تميزاً عن الرواسب النهرية العادية من مراوح تدفقات الحطام. ^{[ 14 ]}

تتشكل المراوح النهرية حيث يوجد تدفق نهري دائم أو موسمي أو عابر يغذي نظامًا من القنوات التوزيعية على المروحة. في المناخات الجافة أو شبه الجافة، يهيمن على الترسيب هطول أمطار غزيرة ولكنها غير متكررة، مما يُسبب فيضانات مفاجئة في القناة المغذية. ^{[ 23 ]} ينتج عن ذلك فيضانات سطحية على المروحة الطميية، حيث تخرج المياه المحملة بالرواسب من حدود قناتها وتنتشر على سطح المروحة. قد تشمل هذه التدفقات تدفقات شديدة التركيز تحتوي على ما بين 20% إلى 45% من الرواسب، وهي متوسطة بين الفيضانات السطحية التي تحتوي على 20% أو أقل من الرواسب وتدفقات الحطام التي تحتوي على أكثر من 45% من الرواسب. ^{[ 25 ]} مع انحسار الفيضان، غالبًا ما يترك رواسب حصوية تُشبه شبكة من الجداول المتشعبة. ^{[ 23 ]}

في المناطق التي يكون فيها التدفق أكثر استمرارية، كما هو الحال مع ذوبان ثلوج الربيع، يحدث تدفق في قنوات محفورة يتراوح ارتفاعها بين متر واحد وأربعة أمتار (3-10 أقدام) ضمن شبكة من الجداول المتشعبة. ^{[ 25 ]} تميل هذه المراوح الفيضية إلى أن تكون ذات انحدار أقل حدة، ولكنها قد تصبح هائلة. ^{[ 23 ]} تُعد مراوح كوسي وغيرها من المراوح على طول جبهة جبال الهيمالايا في سهل الغانج الهندي أمثلة على المراوح الفيضية العملاقة التي يهيمن عليها تدفق الجداول، والتي تُوصف أحيانًا بالمراوح الضخمة . ^{[ 26 ]} هنا، أدى استمرار الحركة على صدع الحدود الرئيسي على مدى العشرة ملايين سنة الماضية إلى تركيز تصريف 750 كيلومترًا (470 ميلًا) من واجهة الجبل في ثلاث مراوح ضخمة فقط. ^{[ 3 ]} 

توجد عدة أنواع من الرواسب الرسوبية ( السحنات ) في المراوح الفيضية.

تتميز المراوح الفيضية بترسبات خشنة، مع أن الرواسب المكونة للمروحة تصبح أقل خشونة كلما ابتعدنا عن قمتها. وتُظهر الحصى تراكبًا واضحًا ، حيث تميل الحصى الصغيرة باتجاه القمة. ^{[ 23 ]} تُظهر رواسب المروحة عادةً تدرجًا عكسيًا واضحًا ناتجًا عن نمو المروحة: تترسب الرواسب الأنعم على حافة المروحة، ولكن مع استمرار نمو المروحة، تترسب رواسب أكثر خشونة فوق الرواسب السابقة الأقل خشونة. ومع ذلك، تُظهر بعض المراوح تدرجًا طبيعيًا يشير إلى عدم النشاط أو حتى تراجع المروحة، بحيث تترسب رواسب أنعم فوق الرواسب السابقة الأكثر خشونة. يمكن أن يصل سمك تسلسلات التدرج الطبيعي أو العكسي إلى مئات أو آلاف الأمتار. ^{[ 27 ]} تشمل الأنماط الرسوبية التي تم الإبلاغ عنها في المراوح الفيضية تدفقات الحطام، والفيضانات السطحية ، وفيضانات الأنهار العليا، والرواسب الغربالية، وتدفقات الأنهار المتشعبة، حيث يترك كل منها رواسب مميزة يمكن للجيولوجيين تحديدها. ^{[ 23 ] [ 29 ]}

تُعدّ رواسب تدفقات الحطام شائعة في الجزء القريب والوسطي من المروحة الرسوبية. ^{[ 23 ]} تفتقر هذه الرواسب إلى بنية رسوبية، باستثناء بعض التطبق العكسي المتدرج باتجاه القاعدة، كما أنها رديئة الفرز. ^{[ 30 ]} قد يحتوي الجزء القريب من المروحة الرسوبية أيضًا على فصوص حصوية فُسِّرت على أنها رواسب غربلة، حيث يتسرب الجريان السطحي بسرعة ولا يترك سوى المواد الخشنة. ومع ذلك، فُسِّرت الفصوص الحصوية أيضًا على أنها رواسب تدفقات حطامية. ^{[ 30 ]} يُوصف الكونغلوميرات الناتج عن تدفقات الحطام على المراوح الفيضية باسم كونغلوميرات المروحة . ^{[ 31 ]}

تميل رواسب جريان الأنهار إلى أن تكون على شكل صفائح، وأكثر تجانسًا من رواسب تدفقات الحطام، وتُظهر أحيانًا بنى رسوبية متطورة كالتطبق المتقاطع. وتنتشر هذه الرواسب بكثرة في المروحة الوسطى والبعيدة. ^{[ 25 ]} في المروحة البعيدة، حيث تكون القنوات ضحلة ومتشعبة، تتكون رواسب جريان الأنهار من طبقات رملية متداخلة ذات طبقات مستوية ومائلة على شكل أحواض. ^{[ 32 ]} تُظهر المروحة الوسطى للمروحة الطميية التي يهيمن عليها جريان الأنهار نفس السحنات الترسيبية تقريبًا كما في البيئات النهرية العادية، لذا يجب أن يستند تحديد المراوح الطميية القديمة إلى علم التشكل القديم الشعاعي في بيئة سفوح الجبال. ^{[ 33 ]}

تتشكل المراوح الفيضية استجابةً للتعرية الناتجة عن الرفع التكتوني . ^{[ 37 ]} ويعكس ازدياد خشونة الطبقات المكونة للمروحة دورات التعرية في المرتفعات التي تغذيها بالرواسب. مع ذلك، قد يكون للمناخ والتغيرات في مستوى القاعدة أهمية مماثلة للرفع التكتوني. فعلى سبيل المثال، تُظهر المراوح الفيضية في جبال الهيمالايا مراوح أقدم متعمقة ومغطاة بمراوح أحدث. بدورها، تقطع المراوح الأحدث وديان عميقة محفورة تُظهر مستويين من المدرجات . ويشير التأريخ باستخدام التألق المحفز ضوئيًا إلى وجود فجوة زمنية تتراوح بين 70,000 و80,000 عام بين المراوح القديمة والجديدة، مع وجود أدلة على ميلان تكتوني قبل 45,000 عام وتوقف ترسب المراوح قبل 20,000 عام. ويُعتقد أن كلاً من هذه الفجوة الزمنية وتوقف ترسب المراوح الأحدث مرتبطان بفترات من زيادة هطول الأمطار الموسمية الجنوبية الغربية . كما أثر المناخ على تكوين المراوح الرسوبية في وادي الموت ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية، حيث تشير تواريخ الطبقات إلى أن ذروة ترسب المراوح الرسوبية خلال الـ 25000 سنة الماضية حدثت خلال فترات تغير مناخي سريع، سواء من رطوبة إلى جفاف أو من جفاف إلى رطوبة. ^{[ 38 ]}

توجد المراوح الفيضية غالبًا في المناطق الصحراوية ، التي تتعرض لفيضانات مفاجئة دورية نتيجة العواصف الرعدية القريبة في التلال المجاورة. يتميز المجرى المائي النموذجي في المناخ الجاف بحوض كبير على شكل قمع في الأعلى، يؤدي إلى ممر ضيق ، يتسع بدوره إلى مروحة فيضية في الأسفل. وعادةً ما تتواجد جداول متشعبة متعددة وتكون نشطة أثناء جريان المياه. ^{[ 34 ]} وتوجد أحيانًا نباتات الفرياتوفايت (نباتات ذات جذور وتدية طويلة قادرة على الوصول إلى منسوب المياه الجوفية العميق) في خطوط متعرجة تنطلق من أطراف المراوح الفيضية في المناخ الجاف. وتُظهر هذه الشرائط من نباتات الفرياتوفايت عند أطراف المراوح قنوات مدفونة من الرواسب الخشنة من المروحة، والتي تداخلت مع رواسب البلايا غير المنفذة . ^{[ 39 ]}

تتشكل المراوح الفيضية أيضًا في المناخات الرطبة عندما تجاور التضاريس المرتفعة التضاريس المنخفضة. ^{[ 37 ]} في نيبال ، شكّل نهر كوشي مروحةً فيضيةً ضخمةً تغطي حوالي 15,000 كيلومتر ^مربع (5,800 ميل مربع ) أسفل مصبّه من سفوح جبال الهيمالايا وصولًا إلى السهول شبه المستوية حيث يعبر النهر إلى الهند قبل أن يصب في نهر الغانج . على طول روافد كوشي العليا، ترفع القوى التكتونية جبال الهيمالايا عدة ملليمترات سنويًا. يتوازن الرفع تقريبًا مع التعرية، لذا يحمل النهر سنويًا حوالي 100 مليون متر مكعب (3.5 × 10 ^ ⁹ قدم مكعب ⁾ من الرواسب عند خروجه من الجبال. يُعدّ ترسب هذا الحجم على مدى ملايين السنين كافيًا لتفسير وجود المروحة الفيضية الضخمة. ^{[ 40 ]}     

في أمريكا الشمالية ، رسبت الجداول المتدفقة إلى وادي كاليفورنيا المركزي مراوح طميية أصغر حجماً ولكنها لا تزال واسعة النطاق، مثل مروحة نهر كينغز المتدفقة من سييرا نيفادا . ^{[ 41 ]} ومثل المراوح الطميية الضخمة في جبال الهيمالايا، فإن هذه المراوح تهيمن عليها تدفقات الأنهار. ^{[ 42 ]}

تُشكّل طبقات الرواسب الخشنة المرتبطة بالمراوح الفيضية خزانات مياه جوفية تُعدّ أهمّ مصادر المياه الجوفية في العديد من المناطق. ^{[ 50 ]} وتشمل هذه المناطق كلاً من المناطق القاحلة، مثل مصر ^{[ 53 ]} أو العراق، ^{[ 54 ]} والمناطق الرطبة، مثل وسط أوروبا ^{[ 55 ]} أو تايوان. ^{[ 56 ]}

تتعرض المراوح الفيضية لفيضانات نادرة الحدوث ولكنها غالبًا ما تكون مدمرة للغاية، وتتميز هذه الفيضانات بخصائص غير عادية تميزها عن فيضانات ضفاف الأنهار العادية. تشمل هذه الخصائص عدم اليقين الكبير بشأن مسار الفيضان المحتمل، واحتمالية الترسيب المفاجئ وتآكل الرواسب التي يحملها الفيضان من مصادر المنبع، بالإضافة إلى توفر الرواسب وانحدار وتضاريس المروحة الفيضية مما يخلق مخاطر استثنائية. لا يمكن التخفيف من هذه المخاطر بشكل موثوق عن طريق رفع مستوى الردم (رفع المباني القائمة حتى متر واحد (ثلاثة أقدام) وبناء أساسات جديدة تحتها ^{[ 57 ]} ). كحد أدنى، يلزم اتخاذ تدابير هيكلية رئيسية للتحكم في الفيضانات للتخفيف من المخاطر، وفي بعض الحالات، يكون البديل الوحيد هو تقييد البناء على سطح المروحة الفيضية. يمكن أن تكون هذه التدابير مثيرة للجدل سياسيًا، لا سيما وأن الخطر ليس واضحًا لأصحاب العقارات. ^{[ 58 ]} في الولايات المتحدة، تُحدد المناطق المعرضة لخطر فيضانات المراوح الفيضية بالرمز Zone AO ​​على خرائط أسعار تأمين الفيضانات . ^{[ 59 ]}

تتخذ فيضانات المراوح الفيضية عادةً شكل فيضانات مفاجئة قصيرة (عدة ساعات) لكنها شديدة ، تحدث دون سابق إنذار يُذكر. وتنتج عادةً عن هطول أمطار غزيرة ومطولة، وتتميز بسرعات عالية وقدرة كبيرة على نقل الرواسب. وتتراوح التدفقات بين الفيضانات العادية والتدفقات شديدة التركيز وصولاً إلى تدفقات الحطام، وذلك تبعًا لحجم الرواسب فيها. تشبه تدفقات الحطام الخرسانة المصبوبة حديثًا، وتتكون في الغالب من حطام خشن. أما التدفقات شديدة التركيز فهي وسط بين الفيضانات وتدفقات الحطام، حيث يتراوح محتواها المائي بين 40 و80% من وزنها. وقد تتحول الفيضانات إلى تدفقات شديدة التركيز عند جرفها للرواسب، بينما قد تصبح تدفقات الحطام تدفقات شديدة التركيز إذا خُففت بالماء. ^{[ 60 ]} ولأن الفيضانات على المراوح الفيضية تحمل كميات كبيرة من الرواسب، فقد تُسد القنوات بسرعة، مما يخلق حالة من عدم اليقين بشأن مسارات التدفق، الأمر الذي يُضاعف المخاطر. ^{[ 58 ]}

تسببت فيضانات المراوح الفيضية في جبال الأبينيني بإيطاليا في خسائر متكررة في الأرواح. ففي الأول من أكتوبر عام 1581، اجتاح فيضان منطقة بيديمونتي ماتيزي، متسبباً في وفاة 400 شخص. واستمرت الخسائر في الأرواح جراء فيضانات المراوح الفيضية حتى القرن التاسع عشر، ولا يزال خطر هذه الفيضانات يشكل مصدر قلق في إيطاليا. ^{[ 61 ]}

في الأول من يناير عام 1934، تسببت أمطار غزيرة غير مسبوقة في منطقة محترقة حديثًا من جبال سان غابرييل بولاية كاليفورنيا ، في حدوث فيضانات شديدة في السهل الفيضي الذي بُنيت عليه بلدتا مونتروز وغلينديل . وأدت هذه الفيضانات إلى خسائر فادحة في الأرواح والممتلكات. ^{[ 62 ]}

شكّل نهر كوشي في الهند مروحةً جليديةً ضخمةً عند خروجه من جبال الهيمالايا إلى سهل الغانج . ويشتهر النهر بتغيير مجراه بشكل متكرر ومتقلب، حتى أنه يُعرف باسم " مأساة بيهار" لمساهمته غير المتناسبة في عدد ضحايا الفيضانات في الهند، والذي يتجاوز مثيله في جميع البلدان باستثناء بنغلاديش . ^{[ 63 ]} على مدى القرون القليلة الماضية، كان النهر يتحرك غربًا بشكل عام عبر مروحته الجليدية، وبحلول عام 2008، كان مجرى النهر الرئيسي يقع في أقصى غرب المروحة الجليدية الضخمة. في أغسطس/آب 2008 ، تسببت تدفقات الرياح الموسمية الغزيرة في انهيار سد نهر كوشي ، مما أدى إلى تحويل معظم النهر إلى قناة قديمة غير محمية، وغمر الجزء الأوسط من المروحة الجليدية الضخمة. كانت هذه المنطقة ذات كثافة سكانية عالية ومستقرة لأكثر من 200 عام. ^{[ 64 ]} أصبح أكثر من مليون شخص بلا مأوى، وفقد نحو ألف شخص حياتهم، ودُمرت آلاف الهكتارات من المحاصيل. ^{[ 65 ] [ 66 ] [ 67 ]}

تُوجد المراوح الفيضية المدفونة أحيانًا على هوامش أحواض النفط . تُعدّ مراوح تدفقات الحطام خزانات نفطية ضعيفة، بينما تُشكّل المراوح النهرية خزانات ذات أهمية محتملة. على الرغم من أن جودة المراوح النهرية عادةً ما تكون أقل من الخزانات الأقرب إلى مركز الحوض، نظرًا لبنيتها المعقدة، فإن قنوات الفيضانات الدورية لهذه المراوح تُشكّل أهدافًا واعدة لاستكشاف النفط. ^{[ 68 ]} قد تتمتع المراوح الفيضية التي تتعرض للتآكل الجانبي (التآكل عند قاعدة النهر) بفعل نهر محوري (نهر يمتد على طول حوض محصور بجرف) بإمكانات أكبر كخزانات. يُرسب النهر رواسب نهرية محورية مسامية ونفاذة نسبيًا تتناوب مع طبقات رواسب المروحة. ^{[ 69 ]}