Пустыни как области максимального развития эолового процесса. Типы пустынь. Формирование эолового рельефа и движение песков.

Пустыня - зональный тип ландшафта, сложившийся в условиях дефицита влаги (аридная пустыня) или тепла (холодная пустыня) и характеризующийся очень разрежёнными и обеднёнными фитоценозами (совокупностью растений). Пустыни распространены в умеренном поясе Северного полушария, субтропических и тропических поясах Северного и Южного полушарий. Аридные пустыни отличаются высокими летними сезонными (или даже годовыми) температурами воздуха, малым количеством годовых осадков (чаще от 100 до 200 мм.), отсутствием поверхностного стока, засолённостью подземных вод, неравномерным количеством выпадающих осадков. Именно в пустыне наблюдаются: абсолютных минимум годовых осадков (от 0 до 10-15 мм.); абсолютный максимум температуры воздуха (59°С), нагревание поверхности почвы до 80°С, уменьшение относительной влажности воздуха до 5-10%. В пустыне черты аридности (засушливости) выражены в наиболее резкой форме и доходят до той крайности, за гранью которой начинается полное разрушение биологической жизни ландшафта и потеря экономического потенциала, переход в экстрааридное состояние (где вероятность постоянных засух 75-100%). Холодная пустыня - тип пустыни, в которой скудность растительного покрова обусловлена главным образом низкими температурами. При этом различают ледяную и высокогорную пустыни. Отдельно выделяют снежные пустыни (в Антарктиде и Арктике - арктическая пустыня). Территория пустынь как проавило бывает бессточна, иногда их пересекают транзитные реки (Сырдарья, Амударья, Нил, Хуанхэ и др.); много пересыхающих озёр и рек, часто меняющих свои очертания и размеры (Лобнор, Чад, Эйр), характерны периодически пересыхающие водотоки. Грунтовые воды часто минерализованы. Почвы развиты слабо, характеризуются преобладанием в почвенном растворе водно-растворимых солей над органическими веществами, обычны солевые коры.

По данным ЮНЕСКО к категории типичных пустынь относится 23% земной поверхности. Они существуют с древних геологических времён и имеют свою длительную эволюционную историю. В результате периодической смены климатов Земли менялись и границы пустынных территорий. Большинство пустынь мира сформировались на древних платформах и занимают древнейшие участки суши. Пустыни в Азии, Африке и Австралии расположены обычно на высоте от 200 до 600 м., в Центральной Африке и Северной Америке - на высоте 1000 м. над уровнем моря, в пределах древних речных, дельтовых и озёрных границ. Часто они занимают области предгорных прогибов или межгорных впадин (депрессий). Некоторые пустыни образовались на месте крупных озёр четвертичного периода. Поверхностные отложения пустыни связаны с геологическим строением территории и экзогенными процессами - четвертичными и современными (каменистый и щебнистый элювий на палеоген-неогеновых и меловых конгломератах; галечные, песчаные или суглинисто-глинистые пролювиальные отложения подгорных равнин; песчаные древних речных долин, эоловые пески). Рельеф низкогорный, мелкосопочники, равнины (аллювиальные и пролювиальные), крупные озёрные депрессии. В иных пустынях песчаные массивы возникли в аридных условиях благодаря развеиванию гнейсов, кварцитов и других метаморфических пород или осадочных пород мелового и юрского возрастов. В умеренном поясе условия для формирования пустынь возникают во внутриконтинентальных районах, таких как Центральная Азия, где количество осадков не превышает 200 мм.

Формирование рельефа пустынь происходит под воздействием ветровой и водной эрозии. Пустыням свойственны некоторые однотипные природные процессы, являющиеся предпосылками морфогенеза: эрозия, водная аккумуляция, выдувание и эоловые накопления песчаных масс. Для пустыни одного геоморфологического типа и степени аридности характерны одинаковые формы рельефа. В наиболее распространённых песчаных пустынях это - оголённые подвижные и закреплённые неподвижные дефляционно-аккумулятивные эоловые формы (барханы, гряды, бугры, дюны и др.), нередко сочетающиеся с солончаками; в денудационных и горных пустынях - крутые обрывы (чинки), останцы, сухие водотоки, бессточные котловины, солёные озёра и др. Пустынные территории располагаются либо рядом с молодыми высокими горными системами (Каракумы и Кызылкум, пустыни Центр. Азии - Алашань и Ордос, южноамериканские пустыни), либо - с древними горами (Сев. Сахара).

С пустынями связаны большие и разнообразные природные ресурсы. Прежде всего, это нефть, природный газ (Средняя Азия, Ближний Восток, Сахара), каменный уголь, уран (район Фор-Корнерс в США), руды чёрных и цветных металлов (Казахстан и Средняя Азия, США, Мексика, Австралия), фосфориты (см. Аравийско-Африканская фосфоритоносная провинция, Байовар в Перу), сера (Средняя Азия, США), калийная и поваренная соль, селитра, мирабилит (Прикаспийский бассейн, Атакама в Чили, Сечура в Мексике, Большое Солёное озеро в США), строительные материалы, агро-климатические ресурсы, лечебные, пресные и минерализованные подземные воды, плодородные (при орошении) серозёмные почвы, пастбища, энергия солнца и ветра и т.п.

Опустынивание - обратная сторона и неизбежный спутник широкого сельскохозяйственного и промышленного использования природных ресурсов пустыни. Строительство дорог, объектов горнодобывающей промышленности, укладка трубопроводов и т.п. вносят существенные изменения в хрупкие естественные экосистемы пустыни. Однако при незамедлительном проведении соответствующих работ по рекультивации ландшафт обычно восстанавливается; при игнорировании природоохранных мероприятий нарушение равновесия экосистем пустыни достигает такой степени, когда процессы опустынивания приобретают необратимый характер. По подсчётам специалистов OOH 19% суши находится на грани опустынивания (совокупности физико-географических и антропогенных процессов, приводящих к разрушению экосистем аридных областей, деградации всех форм органической жизни и в итоге к снижению природно-экономического потенциала этих территорий).

По виду эоловой геологической деятельности пустыни разделяются на

дефляционные и аккумулятивные.

Дефляционные пустыни

(в Африке их называют гаммадами, в Средней Азии-кырами) представляют собой

участки обнажённых остроугольных скал, часто причудливых очертаний (рис3).

Очертание этих скал всегда завалено глыбами и щебнем. Цвет обломков

независимо от состава и первоначальной окраски обычно тёмно-бурый или чёрный,

так как все породы покрыты коркой пустынного загара.

Аккумулятивные пустыни по типу слагающего их материала

подразделяются на песчаные, именуемые в Средней Азии кумами, а в

Северной Америке-эргами; глинистые-такыры, лёссовые

-адыры и солончаковые-шоры.

Песчаные пустыни распространены наиболее широко. Только в бывшем СССР они

занимали 800 тыс. км, что составляет третью часть всех пустынь на территории

бывшего СССР. Песок в этих пустынях в основном состоит из зёрен кварца,

весьма устойчивого при выветривании, чем и объясняются большие его скопления.

По размерности зёрен песок неоднороден. В нём оно временно присутствуют как

крупно-, так и мелкозернистые разности, а также некоторое количество

пылеватых частиц. Песок принесён из каменистых пустынь. В настоящее время

доказано, что пески в пустынях в основном первично-речного происхождения:

ветер перевевал, обрабатывал и передвигал аллювий рек.

Формы эолового песчаного рельефа. Закономерности формирования песчаного рельефа в пустынях тесным образом связаны с режимом ветров, динамикой атмосферы и ее циркуляцией, мощностью песков и степенью их оголенности. В связи с изменением указанных параметров в пустынях наблюдается многообразие песчаных форм, полное рассмотрение которых приводится в учебниках по геоморфологии. Кратко охарактеризуем их наиболее распространенные формы: барханы и грядовые песчаные формы.

Барханами называют обычно асимметричные серповидные песчаные формы, напоминающие полулуние и располагающиеся перпендикулярно господствующему направлению ветра (рис. 5.4). Наветренный склон их длинный и пологий (10-15o), он покрыт обычно поперечными ветру знаками ряби, напоминающими мелкую рябь на водной поверхности, а подветренный - короткий и крутой (32- 35o). При переходе от пологого склона к крутому образуется острый гребень, имеющий в плане форму дуги, а по направлению движения ветра выдаются вперед заостренные концы (" рога"). Высота барханов различна - от 2-3 и до 15 м, а местами 20-30 м и более (Ливийская пустыня). Одиночные барханы встречаются редко. При большом количестве оголенного песка в пустынях барханы в большинстве случаев сливаются друг с другом, образуя крупные барханные цепи, напоминающие морские волны. Их высота может достигать 60-70 м и более. В тропических пустынях местами формируются продольные ветру барханные гряды. Возможная последовательность развития барханного рельефа от эмбрионального бархана до крупных барханных цепей и гряд видна на рис. 5.5.

Продольные песчаные гряды распространены во всех пустынях мира, всюду, где господствуют ветры одного или близких направлений и где им нет никаких тормозящих препятствий. В этих условиях горизонтальное движение сочетается с восходящими и нисходящими потоками, связанными с сильным, но неодинаковым нагревом неровной поверхности песков. В результате образуются относительно узкие симметричные гряды, разделенные межгрядовыми понижениями различной ширины (рис. 5.6). Именно в этих условиях особенно четко проявляется сочетание и взаимодействие эоловых процессов - дефляции, переноса и аккумуляции.

По данным Б.А. Федоровича и других исследователей, в пустынях Средней Азии высота гряд на молодых речных отложениях р. Амударьи около 10-15 м, в районе Центральных Каракумов, где пески перевевались в течение всего четвертичного периода, доходит до 30-40 м, а в Сахаре - до 100 м и более.

Песчаные формы внепустынных областей образуются в прибрежных зонах океанов и морей, где наблюдается обильный принос песка на пляжи волнами, а также в пределах песчаных берегов озер и в отдельных случаях на пойменных и древних террасах рек. Дующие к берегу ветры подхватывают сухой песок и переносят его в глубь материка. Отдельные неровности рельефа или кустики растительности задерживают песок, вокруг них образуются первичные песчаные холмы. В ходе последующего развития холмы, постепенно сливаясь, образуют асимметричные песчаные валы или гряды, поперечные господствующему ветру. Такие формы называются дюнами8.

Образовавшаяся дюна под действием ветра постепенно перемещается в глубь материка, а на ее месте возникает другая, после перемещения, которой опять начинает формироваться новая. Так, местами возникают цепи параллельных дюн. Часто древние дюны характеризуются сложным холмистым или укороченно-грядовым рельефом, что связано с последующим преобразованием их ветром и неравномерным развитием растительности. Помимо прямолинейных дюн, местами наблюдаются дугообразные, или параболические дюны (рис. 5.7), возникающие в результате постепенного продвижения вперед наиболее высокой активно перевеваемой ее части при закреплении краевых частей растительностью или увлажнением.