Přípovrchová zóna porézních hornin hraje zásadní roli v hydrologických, fyzikálních a chemických interakcích mezi atmosférou a litosférou. Hydrologicky lze tuto zónu koncepčně rozdělit na dvě části: suchou vrstvu u povrchu a hlubší část s přítomností kapilární vody. Obě části jsou pak od sebe odděleny tzv. výparovou frontou. Protože soli mají na výparové frontě tendenci krystalizovat, tak znalost její hloubky je důležitá pro pochopení zvětrávacích procesů. Měření hloubky výparové fronty je však obtížné, protože rozdíly ve vlhkosti horniny nad a pod frontou jsou tak nízké, že většinou metod je není možné změřit. Tato disertační práce představuje nové metody pro studium výparové fronty a testuje je v řadě litologií a podnebí. Pro vizualizaci fronty bylo použito barvivo Na-fluorescein buď formou roztoku nebo prášku, který byl přímo aplikován na materiál nebo přímo do něho. Na-fluorescein byl také použit jako součást vyvinuté vlhkostní sondy, která umožňuje rozpouštění barviva v části s kapilární vodou. Tato vlhkostní sonda (pojmenovaná jako uranine-probe) byla úspěšně testována a použita v řadě typů porézních hornin od pískovce a vápence po ryolit, stavební materiály a půdu; a v různých klimatických podmínkách od klimatu vlhkého kontinentálního až po horké aridní. Typická hloubka výparové fronty je v řádu mm až cm ve vlhkém podnebí, zatímco v aridnějším klimatu bývá fronta hlouběji než 30 cm. Tato práce může pomoci pochopit procesy solného zvětrávání, např. různé typy kavernózního zvětrávání, nebo kvantifikovat výpar z holých skalních povrchů.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
The near-subsurface of porous rocks plays a critical role in hydrological, physical, and chemical interactions between the atmosphere and the lithosphere. Hydrologically, the area can be conceptually divided into two zones: the dry surface layer and a deeper zone with capillary water, separated by the so-called evaporation front between the zones. Since salts tend to crystallize at the evaporation front, knowledge of its depth is important for understanding weathering processes. However, measuring the depth of the front is difficult, as differences in water content above and below the front are too low to measure by most methods. This thesis presents new methods for studying the evaporation front and tests them in a variety of lithologies and climates. Na-fluorescein dye was used for visualization of the front either as a direct application to the material in the form of solution or powder or as a part of a moisture probe on which the dye dissolves in the capillary zone. This moisture probe (named uranine-probe) was successfully tested and used in a range of porous rock types, from sandstone and limestone to rhyolite, building materials, and soil; and in different climates, from humid continental to warm desert. The typical depth of the evaporation front is from millimetres to centimetres in humid climates, whereas in more arid climates, the front is often deeper than 30 cm. This thesis can help us to understand salt weathering processes, such as the formation of cavernous weathering forms, or quantify the evaporation rate from bare rock surfaces.
- zadáno vedoucím/školitelem