Encyclopædia Britannica, Inc. Se alla videor till denna artikel
Sedimentation, inom geologiska vetenskaper, process för avlagring av ett fast material från ett suspensions- eller lösningstillstånd i en vätska (vanligtvis luft eller vatten). I en bred definition innefattar det även avlagringar från glaciäris och de material som samlas upp under enbart gravitationens påverkan, som i talusavlagringar eller ansamlingar av stenrester vid foten av klippor. Termen används vanligen som en synonym till sedimentär petrologi och sedimentologi.
Fysiken bakom den vanligaste sedimenteringsprocessen, sedimentering av fasta partiklar från vätskor, har varit känd länge. Ekvationen för sedimentationshastighet som formulerades 1851 av G.G. Stokes är den klassiska utgångspunkten för alla diskussioner om sedimentationsprocessen. Stokes visade att den slutliga sedimenteringshastigheten för kulor i en vätska var omvänt proportionell mot vätskans viskositet och direkt proportionell mot densitetsskillnaden mellan vätska och fast ämne, kulornas radie och gravitationskraften. Stokes ekvation gäller dock endast för mycket små sfärer (under 0,04 millimeter i diameter) och därför har olika modifieringar av Stokes lag föreslagits för icke-sfäriska partiklar och partiklar av större storlek.
Ingen ekvation för sedimenteringshastighet, hur giltig den än är, ger en tillräcklig förklaring till ens de grundläggande fysiska egenskaperna hos naturliga sediment. De klastiska elementens kornstorlek och deras sortering, form, rundhet, struktur och packning är resultat av komplexa processer som inte bara hänger samman med det flytande mediets densitet och viskositet utan också med den avsättande vätskans translationshastighet, den turbulens som uppstår till följd av denna rörelse och ojämnheten hos de bäddar som den rör sig över. Dessa processer är också relaterade till olika mekaniska egenskaper hos de fasta material som drivs fram, till varaktigheten av sedimenttransporten och till andra föga kända faktorer.
Sedimentering betraktas i allmänhet av geologer i termer av texturer, strukturer och fossilinnehåll i de avlagringar som lagts ner i olika geografiska och geomorfiska miljöer. Stora ansträngningar har gjorts för att skilja mellan kontinentala, kustnära, marina och andra avlagringar i det geologiska materialet. Klassificeringen av miljöer och kriterierna för att identifiera dem är fortfarande föremål för en livlig debatt. Analysen och tolkningen av forntida avlagringar har utvecklats genom studiet av modern sedimentation. Oceanografiska och limnologiska expeditioner har kastat mycket ljus över sedimentationen i Mexikanska golfen, Svarta havet och Östersjön samt i olika flodmynningar, sjöar och flodbassänger i alla delar av världen.
Kemisk sedimentering förstås utifrån kemiska principer och lagar. Även om den berömde fysikaliska kemisten J.H. van’t Hoff tillämpade principerna för fasjämvikt på problemet med kristalliserande saltlake och saltlagrens ursprung så tidigt som 1905, gjordes små ansträngningar för att tillämpa fysikalisk kemi på problemen med kemisk sedimentation. På senare tid har man dock undersökt vilken roll redoxpotentialen (ömsesidig reduktion och oxidation) och pH-värdet (surhet-alkalinitet) spelar vid utfällning av många kemiska sediment, och man har på nytt försökt tillämpa kända termodynamiska principer på uppkomsten av anhydrit- och gipsavlagringar, på kemin vid dolomitbildning och på problemet med järnstenar och relaterade sediment.
Geokemikern betraktar också sedimentationsprocessen i termer av de kemiska slutprodukterna. För honom är sedimentationen som en gigantisk kemisk analys där de primära beståndsdelarna i jordens silikatskorpa separeras från varandra på ett sätt som liknar det som uppnås vid en kvantitativ analys av bergmaterial i laboratoriet. Resultaten av denna kemiska fraktionering är inte alltid perfekta, men i stort sett är resultaten anmärkningsvärt bra. Den geokemiska fraktioneringen, som började under prekambrisk tid, har resulterat i en enorm ansamling av natrium i havet, kalcium och magnesium i kalkstenarna och dolomiterna, kisel i de lagrade kerterna och ortokvartsitiska sandstenarna, kol i karbonaterna och de kolhaltiga avlagringarna, svavel i de lagrade sulfaten, järn i järnstenarna, och så vidare. Även om magmatisk segregation i vissa fall har gett upphov till monomineraliska bergarter som dunit och pyroxenit, kan ingen magmatisk eller metamorf process mäta sig med sedimentationsprocessen när det gäller effektiv isolering och koncentration av dessa och andra grundämnen.