เศษ หินถล่ม คือกลุ่มของ เศษ หิน ที่แตกหัก ซึ่งสะสมอยู่บริเวณฐานของหน้าผา หรือมวลหินสูงชันอื่นๆ อันเนื่องมาจาก การถล่มของหิน เป็นระยะๆ ลักษณะภูมิประเทศที่เกี่ยวข้องกับวัสดุเหล่านี้มักเรียกว่ากองหินถล่ม (talus deposits )

คำว่าscreeใช้ได้ทั้งกับเนินลาดชันของภูเขาที่ไม่มั่นคงซึ่งประกอบด้วยเศษหินและเศษวัสดุ อื่นๆ และกับส่วนผสมของเศษหินและเศษวัสดุเอง^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}โดยคร่าวๆ แล้วมีความหมายเหมือนกับtalusซึ่งเป็นวัสดุที่สะสมอยู่ที่ฐานของมวลหินที่ยื่นออกมา^{[ 2 ] [ 4 ]}หรือเนิน talus ซึ่งเป็น ลักษณะภูมิประเทศที่ประกอบด้วย talus ^{[ 5 ]} บางครั้ง คำว่าscreeถูกใช้ในความหมายที่กว้างกว่าสำหรับแผ่นเศษหินหลวมๆ ที่ปกคลุมเนินลาด ในขณะที่talusถูกใช้ในความหมายที่แคบกว่าสำหรับวัสดุที่สะสมอยู่ที่ฐานของหน้าผาหรือเนินหินอื่นๆ ซึ่งเห็นได้ชัดว่าถูกกัดเซาะมา^{[ 2 ]}

เศษหินเกิดจากการร่วงหล่นของหิน^{[ 3 ] [ 6 ]}ซึ่งทำให้แตกต่างจากตะกอนดินตะกอนดินคือเศษหินหรือดินที่สะสมตัวจากการชะล้างของฝน การชะล้างของแผ่นหิน หรือ การเคลื่อนตัวลงเนินอย่างช้าๆมักจะอยู่ที่ฐานของเนินลาดหรือเนินเขาที่ไม่สูงชัน^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม คำว่าเศษหินเศษหินถล่ม^{[ 2 ] [ 3 ]}และบางครั้งตะกอนดิน^{[ 8 ]}มักจะถูกใช้สลับกันได้ คำว่าตะกอนหินถล่มบางครั้งใช้เพื่อแยกความแตกต่างของลักษณะภูมิประเทศจากวัสดุที่ประกอบขึ้นเป็นลักษณะภูมิประเทศนั้น^{[ 9 ]}คำจำกัดความที่แน่นอนของเศษหินในเอกสารหลักนั้นค่อนข้างยืดหยุ่น และมักจะทับซ้อนกับทั้งเศษหินถล่มและตะกอนดิน^{[ 8 ]}

ในชุมชนกลางแจ้ง มักมีการอธิบาย talus และ scree ว่าเป็นสองสิ่งที่ไม่เหมือนกัน โดย scree คือเศษหินขนาดเล็กที่หลวมๆ ขนาดไม่ใหญ่กว่ากำมือ ในขณะที่ talus คือหินที่มีขนาดใหญ่กว่า ตั้งแต่ขนาดเท่าลูกฟุตบอลไปจนถึงขนาดก้อนหิน ซึ่งอาจจะหลวมหรือไม่หลวมก็ได้ วิธีหนึ่งที่จะแยกแยะความแตกต่างได้คือ คนเราสามารถเล่นสกีบน scree ได้โดยใช้รองเท้าบู๊ต และกระโดดบน talus ได้โดยใช้ก้อนหิน^{[ 10 ]}

คำว่าscreeมาจาก คำ ^ภาษานอร์สโบราณที่หมายถึงดินถล่มskriða [ 11 ^{] ใน}ขณะที่คำว่าtalusเป็นคำภาษาฝรั่งเศสที่หมายถึงเนินลาดหรือคันดิน^{[ 12 ] [ 13 ]}

โดยทั่วไปแล้ว ตะกอนหินถล่มจะมีลักษณะโค้งขึ้นด้านบน โดยความเอียงสูงสุดจะสอดคล้องกับมุมพักตัวของขนาดอนุภาคเศษหินเฉลี่ย^{[ 8 ]}

โดยทั่วไปแล้ว เนินหินกรวดมักจะถือว่ามีความชันใกล้เคียงกับมุมพักตัว ซึ่งเป็นความชันที่กองวัสดุเม็ดเล็กๆ จะเริ่มไม่เสถียรทางกล อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบเนินหินกรวดอย่างละเอียดแสดงให้เห็นว่า มีเพียงเนินหินกรวดที่กำลังสะสมวัสดุใหม่ขึ้นอย่างรวดเร็ว หรือกำลังประสบกับการกำจัดวัสดุออกจากฐานอย่างรวดเร็วเท่านั้นที่มีความชันใกล้เคียงกับมุมพักตัว เนินหินกรวดส่วนใหญ่มีความชันน้อยกว่า และมักจะมีรูปร่างเว้า ทำให้ฐานของเนินมีความชันน้อยกว่ายอดเนิน^{[ 14 ] [ 15 ]}

เศษหินที่มีขนาดเท่าก้อนหินอาจก่อตัวเป็นถ้ำหินถล่มหรือทางเดินขนาดเท่ามนุษย์ที่เกิดขึ้นระหว่างก้อนหิน^{[ 16 ]}

การก่อตัวของเศษหินและตะกอนหินเป็นผลมาจากการผุกร่อน ทางกายภาพและทางเคมี ที่กระทำต่อหน้าผาหิน และกระบวนการกัดเซาะที่ขนส่งวัสดุลงเนิน ในภูมิภาค อาร์กติกและ กึ่ง อาร์กติกที่มีระดับความสูงมาก เนินเศษหินและตะกอนหินมักจะอยู่ติดกับเนินเขาและหุบเขาแม่น้ำ เนินลาดชันเหล่านี้มักมีต้นกำเนิดมาจาก กระบวนการรอบธารน้ำแข็งในช่วงปลายสมัยไพลสโตซีน^{[ 17 ]}

การเกิดเนินหินกรวดมีห้าขั้นตอนหลัก:

1. การสะสม
2. การรวมกิจการ
3. การผุกร่อน
4. พืชพรรณที่รุกคืบ
5. การเสื่อมสภาพของลาดชัน

เนินหินกรวดเกิดขึ้นจากการสะสมของ วัสดุเม็ด หยาบที่ หลวม อย่างไรก็ตาม ภายในเนินหินกรวดเองนั้น โดยทั่วไปแล้วจะมีการคัดแยกตะกอนตามขนาดที่ดี กล่าวคือ อนุภาคขนาดใหญ่จะสะสมตัวได้เร็วขึ้นที่ด้านล่างของเนิน^{[ 18 ]}การเชื่อมประสานเกิดขึ้นเมื่อ วัสดุ เม็ดละเอียดเติมเต็มช่องว่างระหว่างเศษหิน ความเร็วของการรวมตัวขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของเนิน ส่วนประกอบ ที่เป็นดินเหนียวจะยึดเศษหินเข้าด้วยกันได้เร็วกว่า ส่วนประกอบ ที่เป็นทรายหากการผุพังเร็วกว่าปริมาณตะกอน พืชอาจหยั่งราก รากพืชจะลด แรงยึด เกาะระหว่างส่วนประกอบหยาบและละเอียด ทำให้เนินเสื่อมโทรมลง^{[ 19 ]}กระบวนการหลักที่ ทำให้ เนินหินเสื่อมโทรม ขึ้นอยู่กับ สภาพภูมิอากาศ ในภูมิภาคเป็นส่วนใหญ่ (ดูด้านล่าง) แต่ยังขึ้นอยู่กับความเครียดทางความร้อนและภูมิประเทศที่ควบคุมวัสดุหินต้นกำเนิดด้วย ตัวอย่างโดเมนกระบวนการ ได้แก่:

• การผุกร่อนทางกายภาพ
• การผุกร่อนทางเคมี
• กระบวนการทางชีวภาพ
• ความเครียดจากความร้อน
• แรงกดดันทางภูมิประเทศ

กระบวนการผุกร่อนทางกายภาพ

การก่อตัวของเศษหินมักเกิดจากการก่อตัวของน้ำแข็งภายในลาดหินของภูเขา การมีรอยต่อรอยแตกและความไม่สม่ำเสมออื่นๆ ในผนังหินสามารถทำให้น้ำฝนน้ำใต้ดินและน้ำไหลบ่าบนพื้นผิวไหลผ่านหินได้ หากอุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งของของเหลวที่อยู่ภายในหิน เช่น ในช่วงเย็นที่อากาศหนาวจัด น้ำนี้สามารถแข็งตัวได้ เนื่องจากน้ำจะขยายตัว 9% เมื่อแข็งตัว จึงสามารถสร้างแรงมหาศาลที่ทำให้เกิดรอยแตกใหม่หรือดันก้อนหินเข้าไปในตำแหน่งที่ไม่มั่นคงได้ อาจต้องมีเงื่อนไขขอบเขตพิเศษ (การแข็งตัวอย่างรวดเร็วและการกักเก็บน้ำ) จึงจะเกิดเหตุการณ์นี้ได้^{[ 20 ]} เชื่อกันว่าการเกิดเศษหิน จากการแข็งตัวและละลายนั้นพบได้บ่อยที่สุดในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูใบไม้ร่วง เมื่ออุณหภูมิรายวันผันผวนอยู่รอบจุดเยือกแข็งของน้ำ และหิมะละลายทำให้เกิดน้ำอิสระจำนวนมาก

ประสิทธิภาพของกระบวนการแช่แข็งและละลายในการก่อตัวของเศษหินเป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันอย่างต่อเนื่อง นักวิจัยหลายคนเชื่อว่าการก่อตัวของน้ำแข็งในระบบรอยแตกเปิดขนาดใหญ่ไม่สามารถสร้างแรงดันที่สูงพอที่จะบังคับให้หินต้นกำเนิดแตกออกได้ และเสนอแนะว่าน้ำและน้ำแข็งจะไหลออกจากรอยแตกเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้น^{[ 21 ]}หลายคนโต้แย้งว่าการยกตัวของดิน เนื่องจากน้ำแข็ง เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในดินใน พื้นที่ ที่มีน้ำแข็งถาวรอาจมีบทบาทสำคัญในการกัดเซาะหน้าผาในสถานที่ที่มีอากาศหนาวเย็น^{[ 22 ] [ 23 ]}

ในที่สุดแล้ว เนินหินอาจถูกปกคลุมด้วยเศษหินที่ทับถมกันจนหมด ทำให้การเกิดวัสดุใหม่หยุดลง เนินนั้นจึงถูกเรียกว่า "ถูกปกคลุม" ด้วยเศษหิน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากตะกอนเหล่านี้ยังไม่แข็งตัว จึงยังมีความเป็นไปได้ที่เนินตะกอนเหล่านั้นจะพังทลายลง หากกองตะกอนเคลื่อนตัวและอนุภาคมีขนาดเกินมุมพักตัว เศษหินเหล่านั้นอาจเลื่อนและพังทลายลงได้

กระบวนการผุกร่อนทางชีวภาพ

กระบวนการทางชีวภาพมักเกี่ยวพันกับทั้งกระบวนการผุกร่อนทางกายภาพและทางเคมี เนื่องจากสิ่งมีชีวิตที่ปฏิสัมพันธ์กับหินสามารถเปลี่ยนแปลงหินได้ทั้งทางกลและทางเคมี

ไลเคนมักเจริญเติบโตบนพื้นผิวหรือภายในหิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้นของการตั้งรกราก ไลเคนมักจะแทรกเส้นใย เข้าไปใน รอยแตกเล็กๆหรือระนาบการแตกของ แร่ ที่มีอยู่ในหินเจ้าบ้าน^{[ 24 ]}เมื่อไลเคนเจริญเติบโต เส้นใยจะขยายตัวและบังคับให้รอยแตกกว้างขึ้น ซึ่งจะเพิ่มโอกาสในการแตกเป็นชิ้นเล็กๆ และอาจนำไปสู่การถล่มของหินได้ ในระหว่างการเจริญเติบโตของทัลลัส ของไลเคน ชิ้นส่วนเล็กๆ ของหินเจ้าบ้านสามารถรวมเข้ากับโครงสร้างทางชีวภาพและทำให้หินอ่อนแอลงได้

การกระทำของการแข็งตัวและละลายของร่างกายไลเคนทั้งหมดอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศขนาดเล็กในปริมาณความชื้นสามารถทำให้เกิดการหดตัวและการขยายตัวทางความร้อนสลับกันได้^{[ 24 ]} ซึ่งยังทำให้หินที่เป็นแหล่งอาศัยเกิดความเครียดอีกด้วย ไลเคนยังผลิต กรดอินทรีย์จำนวนหนึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการเผา ผลาญ ^{[ 24 ]}กรดเหล่านี้มักทำปฏิกิริยากับหินที่เป็นแหล่งอาศัย ละลายแร่ธาตุ และสลายพื้นผิวให้กลายเป็นตะกอนที่ไม่แข็งตัว

เศษหินกรวดมักสะสมอยู่ที่ฐานของธารน้ำแข็งบดบังธารน้ำแข็งจากสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่นLech dl Dragonในกลุ่ม Sellaของเทือกเขาโดโลไมต์เกิดจากน้ำที่ละลายของธารน้ำแข็งและถูกซ่อนอยู่ใต้ชั้นเศษหินกรวดหนา การปกคลุมของเศษหินกรวดบนธารน้ำแข็งส่งผลต่อสมดุลพลังงานและกระบวนการละลาย^{[ 25 ] [ 26 ]}ความหนาของชั้นเศษหินกรวดบนพื้นผิวจะทำให้ธารน้ำแข็งเริ่มละลายเร็วขึ้นหรือช้าลง

ปริมาณพลังงานที่ไปถึงพื้นผิวน้ำแข็งใต้เศษซากสามารถประมาณได้โดยใช้สมมติฐานวัสดุเอกรูปหนึ่งมิติของกฎของฟูริเยร์ : ^{[ 26 ]}

${\displaystyle Q=-k\left({\frac {T_{s}-T_{i}}{d}}\right)}$,

โดยที่kคือค่าการนำความร้อนของวัสดุเศษซากT คืออุณหภูมิแวดล้อมเหนือพื้นผิวเศษซากT คืออุณหภูมิที่พื้นผิวด้านล่างของเศษซาก และdคือความหนาของชั้นเศษซาก^{[ 26 ]}

เศษหินที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ หรือค่าความต้านทานความร้อน สูง จะไม่สามารถถ่ายเทพลังงานไปยังธารน้ำแข็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งหมายความว่าปริมาณพลังงานความร้อนที่ไปถึงผิวน้ำแข็งจะลดลงอย่างมาก สิ่งนี้สามารถทำหน้าที่เป็นฉนวนป้องกันธารน้ำแข็งจากรังสีที่เข้ามาได้

บริเวณที่เป็นเนินหินกรวดจะมีช่องว่างเล็กๆ จำนวนมากอยู่ระหว่างอนุภาค ในขณะที่ถ้ำน้ำแข็งจะมีโพรงขนาดใหญ่เพียงไม่กี่แห่ง เนื่องจากการซึมของอากาศเย็นและการไหลเวียนของอากาศ ทำให้บริเวณด้านล่างของเนินหินกรวดมีอุณหภูมิคล้ายกับถ้ำน้ำแข็ง

เนื่องจากน้ำแข็งใต้พื้นผิวถูกแยกออกจากพื้นผิวด้วยชั้นตะกอนที่ บางและ ซึมผ่านได้ เศษ หินจึงประสบกับการซึมของอากาศเย็นจากด้านล่างของเนินลาดซึ่งมีตะกอนบางที่สุด ^{[ 29 ]}อากาศหมุนเวียนที่เย็นจัดนี้ทำให้อุณหภูมิภายในเศษหิน เย็นกว่าอุณหภูมิภายนอก 6.8–9.0 °C ^{[ 30 ]} ความผิดปกติของอุณหภูมิ < 0  °C เหล่านี้เกิดขึ้นได้ลึกถึง1,000 เมตร (3,300 ฟุต)ใต้บริเวณที่มีอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยรายปี0 °C ( 32 °F)    

เพอร์มาฟรอสต์แบบเป็นหย่อมๆซึ่งก่อตัวขึ้นภายใต้สภาวะ < 0  °C อาจมีอยู่บริเวณด้านล่างของเนินหินลาดชันบางแห่ง แม้ว่าอุณหภูมิอากาศเฉลี่ยรายปีจะอยู่ที่6.8–7.5 °C (44.2–45.5 °F)ก็ตาม^{[ 30 ]}  

สภาพภูมิอากาศขนาดเล็กของหินกรวดที่คงอยู่โดยอากาศเย็นที่หมุนเวียนสร้างแหล่งที่อยู่อาศัย ขนาดเล็ก ที่สนับสนุนพืชและสัตว์ไทกาที่ไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมระดับภูมิภาค^{[ 29 ]}

ทีมวิจัย ของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งสาธารณรัฐเช็กนำโดยนักเคมีฟิสิกส์ Vlastimil Růžička ได้วิเคราะห์เนินหินกรวด 66 แห่ง และตีพิมพ์บทความในวารสาร Journal of Natural Historyในปี 2012 โดยรายงานว่า: "แหล่งที่อยู่อาศัยขนาดเล็กนี้ รวมถึงช่องว่างระหว่างก้อนหินกรวดที่อื่นบนเนินลาดนี้ สนับสนุนกลุ่มของไบรโอไฟต์เฟิร์นและอา ร์โทรพอดในเขต หนาว และ อาร์กติก ที่สำคัญ ซึ่งแยกตัวออกจากช่วงปกติของพวกมันที่อยู่ไกลออกไปทางเหนือ เนินหินกรวดที่เยือกแข็งนี้เป็นตัวอย่างคลาสสิกของแหล่งหลบภัย โบราณ ที่มีส่วนสำคัญต่อการปกป้องและบำรุงรักษาความหลากหลายทางชีวภาพ ของภูมิทัศน์ในภูมิภาค " ^{[ 29 ]}

Ice Mountainซึ่งเป็นเนินหินขนาดใหญ่ในเวสต์เวอร์จิเนียมีการกระจายพันธุ์พืชและสัตว์ที่แตกต่างอย่างชัดเจนจากละติจูดทางเหนือ^{[ 29 ]}

การวิ่งบนเนินหินกรวดคือกิจกรรมการวิ่งลงเนินหินกรวด ซึ่งอาจทำได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากหินกรวดเคลื่อนที่ไปพร้อมกับผู้วิ่ง เนินหินกรวดบางแห่งไม่สามารถวิ่งได้อีกต่อไป เนื่องจากหินถูกเคลื่อนย้ายลงไปด้านล่าง^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]}

• พื้นที่บล็อกฟิลด์ – คล้ายกับเนินหินถล่มและเนินกรวด เกิดจากสภาพอากาศหนาวจัดแทนที่จะเป็นการพังทลายของมวลดิน
• เฟลฟิลด์– พื้นที่เชิงนิเวศ 
• สายลาวา– ประเภทของหินรูปทรงต่างๆหน้าเว็บที่แสดงคำอธิบายสั้นๆ ของเป้าหมายการเปลี่ยนเส้นทาง 
• การเคลื่อนตัวของมวลสาร– การเคลื่อนตัวของหินหรือดินลงตามลาดชัน 
• ตะกอนลาดชันแบบชั้น
• การผุกร่อน– การเสื่อมสภาพของหินและแร่ธาตุเนื่องจากการสัมผัสกับสภาพแวดล้อม 
• พล็อต Scree
• ลอย