Современное состояние процесса опустынивания в мире, классификации и типы пустынь

Факторы, влияющие на образование и распространение пустынь

Всего на Земле насчитывается порядка пятидесяти пустынь. Однако, поскольку некоторые из них имеют близкое расположение и сходные географические условия, их объединяют в двадцать больших пустынных экосистем. На карте изображено их расположение (рис. 1) [5].

Рисунок 1 Пустыни мира.

Факторы, влияющие на образование и распространение пустынь:

• 1) географическое положение.
• 2) Температура.
• 3) Геоморфология.
• 4) Течения
• 5) Распределение материков.
• 6) Геологические процессы.
• 7)Ветер. Эоловые процессы.
• 7.1) Дефляция и корразия.
• 7.2) Существует два способа переноса
• 7.3)аккумуляция материала
• 9) Формы, созданные водной эрозией [1].

«Механизм» формирования и развития пустынь подчинён, прежде всего, неравномерности в распределении на Земле тепла и влаги, зональности географической оболочки нашей планеты. Зональное распределение температур и атмосферного давления определяет специфику ветров, общую циркуляцию атмосферы. Над экватором, где происходит наибольший нагрев суши и водной поверхности, господствуют восходящие движения воздуха. Здесь образуется область штилей и слабых переменных ветров. Теплый воздух, поднявшийся над экватором, несколько охлаждаясь, теряет большое количество влаги, выпадающей в виде тропических ливней. Затем в верхних слоях атмосферы воздух стекает на север и юг, в сторону тропиков. Эти воздушные потоки называют антипассатами. Под действием вращения земли в северном полушарии антипассаты откланяются вправо, в южном — влево. Примерно над широтами 30−40° (у субтропиков) угол их отклонения составляет около 90°, и они начинают перемещаться уже по параллелям. На этих широтах воздушные массы опускаются к нагретой поверхности, где еще больше нагреваются, и удаляются от критической точки насыщения. В связи с тем, что в тропиках круглый год высокое атмосферное давление, а у экватора, наоборот, пониженное, у поверхности земли возникает постоянное движение воздушных масс (пассатов) от субтропиков к экватору. Под воздействием того же отклоняющего влияния Земли в северном полушарии пассаты движутся с северо-востока на юго-запад, в южном — с юго-востока на северо-запад. Пассаты захватывают только нижнюю толщу тропосферы — 1,5−2,5 км. Господствующие в экваториально-тропических широтах пассаты определяют устойчивую стратификацию атмосферы, препятствуют вертикальным движениям и связанному с ними развитию облаков, выпадению осадков. Поэтому облачность в этих поясах очень не значительна, а приток солнечной радиации наибольший. Вследствие этого здесь наблюдается крайняя сухость воздуха (относительная влажность в летние месяцы составляет в среднем около 30%) и исключительно высокие летние температуры.

Средняя температура воздуха на материках в тропическом поясе летом превышает 30−35° С; здесь бывает самая высокая на земном шаре температура воздуха — плюс 58° С. Средняя годовая амплитуда температуры воздуха — около 20° С, а суточная может доходить до 50° С, температура поверхности почвы — порой превышает 80° С. Осадки выпадают очень редко, в виде ливней. В субтропических широтах (между 30 и 45° С северных и южных широт) величина суммарной радиации уменьшается, а циклоническая деятельность способствует увлажнению и выпадению осадков, приуроченных главным образом к холодному периоду года [2].

В умеренном поясе условия для формирования пустынь возникают во внутриконтинентальных районах, таких как Центральная Азия, где осадков выпадает не более 200 мм. В связи с тем, что Центральная Азия отгорожена от циклонов и муссонов горными поднятиями, здесь летом образуется барическая депрессия. Воздух отличается большой сухостью, высокой температурой (до 40° С и более) и сильной запыленностью [2]. Редко проникающие сюда с циклонами воздушные массы с океанов и из Арктики быстро прогреваются и иссушаются.

Большинство пустынь мира сформировались на геологических платформах и занимает древнейшие участки суши. Пустыни в Азии, Африке и Австралии расположены обычно на высотах от 200−600 м над уровнем моря, в Центральной Африке и Северной Америке — на высоте 1 тыс. м над уровнем моря. Большинство пустынь окружено горами или, что бывает чаще, граничит с горами. В одних местах пустыни расположены по соседству с молодыми высокими горными системами, в других — с древними, сильно разрушенными горами. К первым нужно отнести Каракумы и Кызылкум, пустыни Центральной Азии — Алашань и Ордос, южноамериканские пустыни; ко вторым надо отнести Северную Сахару [4].

Горы для пустынь является областями формирования водного стока, который приходит на равнину в виде транзитных и небольших рек, со «слепыми» устьями. Большое значение для пустынь имеют также подземный и подрусловый сток, питающий их подземные воды. Горы — области, откуда выносятся продукты разрушения, для которых пустыни служат местом аккумуляции. Реки поставляют на равнину массу рыхлого материала. Здесь он отсортировывается, перетирается в еще более мелкие частицы и выстилает поверхность пустынь. В результате многовековой работы рек равнины покрываются многометровым слоем аллювиальных отложений. Реки сточных областей выносят огромную массу перевеянного и обломочного материала в Мировой океан. Поэтому пустыни сточных областей отличаются незначительным распространением древнеаллювиальных и озерных отложений (Сахара и др.). Наоборот, бессточные области (Туранская низменность, Иранское нагорье и др.) отличаются мощными толщами отложений [12].

Ко всем вышесказанным факторам добавляется влияние холодных течений тропических широт (Перуанское, Бенгальское, Западно-Австралийское, Канарское и Калифорнийское). Создавая температурную инверсию, прохладные, насыщенные влагой морские воздушные массы, восточных постоянных ветров барических максимумов приводят к образованию прибрежных прохладных и туманных пустынь с еще меньшим выпадением осадков в виде дождя [10].

Если бы суша покрывала всю поверхность планеты и не было океанов и высоких горных поднятий, пояс пустынь был бы сплошным и границы его точно совпадали бы с определенной параллелью. Но так как суша занимает меньше 1/3 площади земного шара, распределение пустынь и их размеры зависят от конфигурации, величины и устройства поверхности континентов. Так, например, азиатские пустыни распространились далеко на север — до 48° с.ш. В южном полушарии из-за огромных водных пространств океанов общая площадь пустынь континентов сильно ограниченна, а распространение их более локализовано.

Поверхностные отложения пустынь своеобразны. Этим они обязаны геологическому строению территории и природным процессам. По данным М. П. Петрова, поверхностные отложения пустынь всюду однотипны. Это «каменистый и щебнистый элювий на третичных и меловых конгломератах, песчаниках и мергелях, слагающих структурные равнины; галечные, песчаные или суглинисто-глинистые пролювиальные наносы подгорных равнин; песчаные толщи древних дельт и озерных депрессий и, наконец, эоловые пески» [10]. Пустыням свойственны некоторые однотипные природные процессы, являющиеся предпосылками морфогенеза: эрозия, водная аккумуляция, выдувание и эоловое накопления песчаных масс.

Ветер является одним из важных геологических агентов, изменяющих лик Земли. Он производит геологическую работу повсеместно, но весьма неравномерно. Работа ветра намного интенсивней там, где отсутствуют растительность, и горные породы непосредственно соприкасаются с атмосферой. Такими районами являются пустынные и полупустынные территории, а также горные хребты и плато. Геологические процессы, связанные с деятельностью ветра называются эоловыми.

Скорость ветра изменяется в широких пределах, от нескольких метров в секунду. До ураганного в 25−30м/с и более. Чем сильнее ветер, тем больше способен он захватить и переместить на огромные расстояния мелкие песчинки. Существуют районы, где ветер дует каждый год с постоянной силой длительное время. Так в марте-апреле в северной Африке дует жаркий ветер из пустыни — хамсин.

Геологическая работа ветра состоит из нескольких основных процессов: 1) разрушение горных пород — дефляция и корразия. 2) транспортировка материала 3) аккумуляция материала [12].

Под дефляцией понимается выдувание рыхлых, дезинтегрированных горных пород с поверхности Земли, а под корразией называется обтачивание выступов горных пород твердыми частицами, переносимыми потоками и воздушными струями в приземном слое [12]. Дефляция проявляется там, где дуют сильные ветры, в узких долинах, ущельях. Постоянные процессы дефляции приводят к постепенному углублению долин и узостей.

Дефляция проявляется в тех пустынных районах, в которых сдувается слой сухих, рыхлых отложений, расположенных на более влажных отложениях. Выдувание приводит к формированию глубоких котловин и впадин. На дне бессточных котловин часто скапливается соль, кристаллизация которой разрыхляет почву. А затем этот рыхлый слой, напоминающий «пух», сдувается каждый год, и котловина углубляется на 5−7 см, и так повторяется ежегодно.

Корразии подвергаются все выступы горных пород, причем более мягкие участки, менее сцементированные, углубляются быстрее, чем плотные, и тогда образуются ячейки, углубления неправильной формы. Любое уплотнение со временем становится выпуклой формой. Так как переносимый ветром песчаный материал движется над самой поверхностью земли, не выше 2 м, а чаще 0.5м, обтачивание происходит в нижней части выступов пород, поэтому часто формируются столбы и пирамиды, с тонкой «шейкой» в основании и расширением сверху.

Существует два способа переноса: 1) сальтация и 2) волочение, перетекание [12].

Сальтация — это перемещение песчинок прыжками. Песчинка, поднятая ветром, ударяется в песок, выбивает из него ещё песчинки и т. д. Сальтация происходит при сильном ветре и действует по типу цепной реакции [12].

В других случаях песок под действием ветра «перетекает». Песчинки медленно перекатываются по неровностям рельефа. Песок как бы струится, напоминая движение воды. Способность ветра к транспортировке песка зависит от его скорости и степени турбулентности. В процессе движения все песчинки сортируются по удельному весу и окатываются. Песчинки приобретают матовый оттенок и округляются.

Переносимые ветром частицы, «перетекающие» пески, подброшенные ураганом обломки и гальки где-то должны накапливаться, формируя толщи эоловых отложений.

Пыль, вулканический пепел и мельчайший песок, унесенные ветром на большие расстояния, в конце — концов осядут на землю и войдут в состав морских, озерных и континентальных отложений. Но основная масса песка, образовавшегося при выветривании, разрушении и дефляции горных пород, образуют накопления вблизи этих мест, т. е. в пустынях, на морских побережьях, в низовьях речных долин, причем современные эоловые отложения рыхлые, т.к. они не успели с цементироваться из-за сухого жаркого климата и отсутствия воды. Наибольшее количество песка аккумулируется в пустынях, где он состоит преимущественно из кварцевых зерен, как наиболее устойчивых к химическому выветриванию. Происхождение песка в основном речное, т. е. песок пустынь — это перемываемые аллювиальные отложения, т.к. тысячи лет назад климат в районах современных пустынь был более влажным, там текли реки и существовала растительность [10].

Ветер непрерывно перемещает песчаные массы, формируя своеобразный рельеф, свойственный только пустыням. Пожалуй, наиболее типичной формой рельефа являются барханы — скопления песка, имеющие в плане форму сплющенного полумесяца с двумя «рогами», обращенными в сторону дующего ветра. В поперечном разрезе бархан — это ассиметричный холм с пологим, длинным, наветренным склонном и крутым в 34 градуса подветренным. Песок перемещается вверх по пологому склону и скатывается с крутого, из-за этого гребень у бархана острый. Кроме барханов развиты валы — длинные, но неширокие скопления песка с пологими склонами. Высота гряд достигает 200 м, а длина нескольких километров. В плане они похожи на вытянутые капли. Грядово — ячеистые формы возникают при соединении песчаными перемычками гряд барханов. Кучевые формы образуются за какими-либо препятствиями [1].

На морских побережьях, в долинах и дельтах рек за счет развевания аллювиальных отложений формируются дюны. Они похожи на барханы, имеют параболическую форму и также передвигаются под влиянием преобладающих ветров (рис. 2,3) [7].

Чаще всего песок, слагающий эти дюны, состоит из кварцевых зерен, но на коралловых островах встречаются дюны из частиц известняка, а песчаные дюны в природном национальном памятнике Уайт-Сандс («Белые пески») в штате Нью-Мексико в США образованы чистым белым гипсом [7].

Рисунок 2 Дюны из белого гипсового песка.

Рисунок 3 Дюны.

Давайте внимательно поглядим на эту цепочку дюн. Посмотрите: левая от нас, наветренная сторона каждой дюны очень полога, чуть ли не горизонтальна, в отличие от правой, подветренной стороны, находящейся сейчас в тени.

Существуют также интересные эоловые образования, называемые лессами, под которыми понимают толщи пород мощностью до 400 м, обладающие светло-желтой окраской и состоящие чаще всего из пылевых частиц размером 10−60 мкр. Типичный лесс не обладает слоистостью, содержит карбонаты и тонкие вертикальные канальцы. По минеральному составу в лессах преобладают кварц, полевые шпаты, гидрослюды. Все лессовые покровы относятся к четвертичному периоду. Происхождение лессовых пород может быть как эоловым, так и делювиальным, пролювиальным, аллювиальным. Важнейшим свойством лессовых пород является их просадочность, т. е. способность деформироваться либо при увлажнении, либо под действием нагрузки. Отсюда понятно, что инженерная геология уделяет лессовым породам особое внимание и проблема просадочности насчитывает не одно десятилетие [10].

Водотоки в пустыне бывают двух типов. Некоторые реки, т.н. транзитные (или экзотические), например Колорадо в Северной Америке или Нил в Африке, берут начало за пределами пустыни и настолько полноводны, что, протекая через пустыню, не пересыхают полностью, несмотря на большое испарение. Существуют также временные, или эпизодические, водотоки, которые возникают после интенсивных ливней и очень быстро пересыхают, так как вода полностью испаряется или просачивается в почву. Большинство пустынных водотоков несет ил, песок, гравий и гальку, и, хотя они не имеют постоянного течения, именно ими созданы многие черты рельефа пустынных областей. Стекая с крутых склонов в широкие долины или пустынные впадины, водотоки отлагают свои наносы у подножья склона и образуют конусы выноса — веерообразные скопления наносов с вершиной, обращенной вверх по долине водотока. Такие образования чрезвычайно широко распространены в пустынях Юго-Запада США; часто расположенные рядом конусы сливаются, образуя у подножья гор наклонную подгорную равнину, которая здесь носит название «бахада» (исп. bajada — склон, спуск) [10].

В пустынях быстро стекающая по крутым склонам вода размывает поверхностные отложения и создает промоины и овраги; иногда эрозионное расчленение достигает такой густоты, что образуются т.н. бедленды (рис. 4) [7].

Рисунок 4 Бедлендовая пустыня.

Неземные ландшафты встречаются не только на Марсе — вот Вам пример вполне земной глинистой бедлендовой пустыни. Такие формы, образующиеся на крутых склонах гор и столовых возвышенностей, характерны для пустынных областей всего мира. Достаточно одного ливня, чтобы на склоне образовался овраг, а однажды образовавшись, он будет расти с каждым дождем. Таким образом в результате стремительного оврагообразования были разрушены большие участки разных плато.

Таким образом, можно говорить, что «механизм» формирования и развития пустынь подчинён, прежде всего, неравномерности в распределении на Земле тепла и влаги, зональности географической оболочки нашей планеты. Зональное распределение температур и атмосферного давления определяет специфику ветров, общую циркуляцию атмосферы. Исходя из такого разнообразия причин формирования и развития пустынь можно предположить то, что в большинстве случаев их набор не повторим и каждый из них в определенной зоне формирует практически уникальные климат и рельеф. Отсюда следует, что каждая пустыня индивидуальна по своему происхождению, строению и развитию.