ОтветыГос (1) / 36

№36 рельеф аридных областей

Засушливые пустыни и полупустыни обладают целым рядом свойств, которые определяют специфику рельефообразования в их пределах. К важнейшим из этих свойств относятся следующие: а) наличие обширных бессточных областей и частая оторванность от общего базиса эрозии – уровня МО, что приводит к изолированному развитию геоморфологических систем; б) большая рельефообразующая роль ветра; г) интенсивное физическое выветривание благодаря резким суточным колебаниям температуры (до 70⁰С на поверхности почвы); и д) отсутствие или сильная разреженность растительного покрова.

По климатическим особенностям различают пустыни аридные и семиаридные. В аридных пустынях атмосферные осадки выпадают нерегулярно. Их полное отсутствие на протяжении нескольких лет не является редкостью. Такая засушливость может быть связана с разными причинами. Например, Сахара, Нубийская, Аравийские и Австралийские пустыни и др. приурочены к зонам циркуляции пассатов – устойчивых сухих ветров восточного направления, свойственных тропическому поясу. Однотипные им на западных побережьях материков южного полушария известны пустыни Атакама, Намибии. Крайняя засушливость вызвана холодными морскими течениями, которые, охлаждая нижние слои воздуха, препятствуют его вертикальной конвекции и, следовательно, выпадению осадков. Наконец, высокая аридность наблюдается в некоторых внутриматериковых пустынях (Иранского нагорья, юго-запада США, Такла-Макан и др.). Там окаймляющие горы являются непреодолимым барьером на пути влагонесущих воздушных масс.

Семиаридные пустыни характерны для субтропического и умеренного поясов. Это – Каракумы, Кызылкумы, Гоби и др. Осадки выпадают там регулярно и в определённое время года, но их суммарное количество невелико – не более 200-250мм. Большинство семиаридных пустынь расположено во внутренних районах крупнейшего материка – Евразии. По рельефу пустыни разделяют на горные и равнинные, а по характеру поверхностных образований на каменистые (гамады), песчаные, глинистые и глинисто-солончаковые.

Горные и равнинные каменистые пустыни. В горных пустынях преобладает аридная денудация. Элементы строения геологического субстрата нередко хорошо отпрепарированы. Этому благоприятствует сухость продуктов выветривания, которые удаляются из трещин ветром. В результате трещины остаются открытыми, постепенно расширяются, и блоки породы обособляются друг от друга. При горизонтальном напластовании осадочных пород, которые пронизаны системой вертикальных трещин, благодаря эрозии и ветровой денудации, могут возникнуть целые "каменные города", состоящие из отдельных вертикальных фигур в форме башен, обелисков, пагод и т.п. Некоторые скалы могут приобретать грибовидную форму. Это является следствием корразии приземным ветропесчаным потоком и более активного выветривания (температурного и солевого) в нижней части скальных выступов.

Для макрорельефа горных пустынь характерно чередование возвышенных массивов и впадин - больсонов (от исп. "мешок", "карман"). К крупнейшим больсонам относятся впадина Мёртвого моря в Палестине, Саракомышская впадина в Туркмении, Долина Смерти и другие тектонические депрессии в Большом Бассейне США, на Тибете, во внутреннем Иране и других странах. Больсоны приурочены к опущенным тектоническим блокам или приразломным прогибам. Их плоское днище может располагаться ниже уровня моря и является местным базисом денудации. Оно постепенно заполняется наносами – в срединной части больсона возникает глинистая или глинисто-солончаковая пустыня часто с мелководным периодически затопляемым водой озером, которое образуется после прошедших в горах ливней.

Внешняя часть больсона представляет собой пологонаклонную скалистую подгорную равнину – педимент. Педимент покрыт лишь тонким чехлом наносов и со временем расширяется за счёт денудационного разрушения и отступания горных склонов. В условиях тектонической стабильности денудация горных массивов может привести к соединению отдельных больсонов и формированию педиплена – обширной денудационной поверхности выравнивания – и к общему снижению рельефа. Остаются лишь отдельные островные возвышенности – (как правило, округлые или близкие к ним в плане) останцовые горы, которые резко выделяются на фоне окружающей равнины. Обычно наличие таких островных возвышенностей связано не с их особым геологическим строением, а с неравномерностью распределения денудационных процессов в пространстве. Ландшафты останцовых гор очень характерны для африканских пустынь и саванн. В пустынях Средней Азии такие возвышенности часто являются столово-останцовыми. Их плоские вершины представляют собой остатки кровли бронирующего пласта, а ограничивающие склоны очень круты и носят местное название чинков.

Скальные выступы песчаников и известняков в горных и каменистых пустынях часто бывают покрыты каменными решётками сотового выветривания. Здесь, наряду с неравномерным солевым выветриванием (капиллярное вытягивание солевых растворов из толщи породы к поверхности), принимает участие и ветер – он удаляет из ячей образовавшиеся рыхлые продукты. В некоторых породах, особенно в гранитах, в ходе аналогичных процессов образуется не сеть мелких ячей, а немногочисленные, но гораздо более крупные углубления. Их называют котлами выдувания, или тафони. Разросшиеся котлы выдувания могут даже продырявить скалу насквозь. С капиллярной циркуляцией солевых растворов внутри горных пород и их вытягиванием к поверхности в процессе интенсивного дневного испарения связывают и образование пустынного загара – тонкой блестящей тёмной корки (толщиной не более мм), содержащей большое количество окислов железа и марганца. Пустынный загар развивается на солнечной стороне скал и отдельных обломков. Последние сохраняют снизу естественный цвет.

Равнинные каменистые пустыни преобладают в Северной Африке (Сахара). Среди них различают два подтипа – гамаду и серир. Гамады сложены с поверхности неокатанными обломками разной крупности: от дресвы и щебня до глыб. Эти обломки являются неперемещёнными продуктами физического выветривания коренных пород. Более мелкие частицы выдуваются ветром. Щебнево-глыбовый плащ обычно тонок, его мощность не превышает десятков сантиметров. Он обладает очень низкой теплопроводностью и тем самым предохраняет коренные породы от дальнейшего проникновения физического выветривания вглубь. Гамады характерны для возвышенных равнин и лишены сомкнутой растительности. Это наиболее бесплодный тип пустынь, однообразие их ландшафтов нарушается лишь скалистыми останцовыми возвышенностями.

Сериры занимают пониженные участки пустынь, расположенных вдоль долин древних рек, и сложены некрупным хорошо окатанным гравийно-галечным материалом. Такая окатанность могла возникнуть только при перемещении обломков текучей водой, выветривании древних конгломератов или наличии конкреций. Песок и пылеватые частицы, как и в случае гамады, выносятся ветром. На поверхности остаётся только плащ из крупных, неподъёмных для ветра обломков. Некоторые песчаные шаровидные конкреции лежат прямо на грунте и постепенно разрушаются за счёт отслаивания чешуй. Этот процесс называется десквамацией. Мощность отслаивающихся чешуй определяется глубиной проникновения в породу суточных колебаний температуры.

Песчаные пустыни и эоловое рельефообразование. Наиболее значительная геоморфологическая роль ветра проявилась в эоловом рельефообразовании в песчаных пустынях. Песчаные пустыни распространены очень широко. В Сахаре их называют эргами, в Аравии – нефуд, в Средней Азии – кум. Песок в песчаных пустынях может быть продуктом выветривания скальных горных пород, но чаще имеет аллювиальное или озёрное происхождение. При этом песчаная толща (обычно достигающая десятков метров) лишь в верхней своей части переработана ветром. Нижние горизонты сохраняют текстуру аллювиальных или озёрных отложений. Наследием плювиальных эпох в современных пустынях являются не только сами песчаные толщи, но и многочисленные сухие долины, которые в настоящее время лишь изредка используются кратковременными водотоками. Такие сухие долины в Северной Африке называются – вади, в Австралии – криками, в Средней Азии – узбоями. Для них характерны плоское днище и крутые склоны. К эоловым процессам относятся корразия, дефляция, эоловый перенос и эоловая аккумуляция.

Ветровая корразия – это обтачивание песком и пылью ветрового потока всех препятствий, состоящих из плотных пород. Корразия принимает важное участие в формировании причудливых каменных останцов (грибовидных скал, "каменных городов" и др.), шлифует пустынный загар, способствует развитию каменных решёток и отдельных ниш. Одиночные валуны нередко приобретают вид трёхгранников из-за обтачивания ветропесчаным потоком (ветровые трёхгранники, ветрогранники). Будучи одним из проявлений ветровой денудации, корразия зачастую действует совместно с дефляцией – выдуванием и развеванием рыхлого грунта. Корразия и дефляция придают облику пустынных денудационных форм характерные резкие, угловатые очертания. В глинистых грунтах в результате коррадирующего и дефляционного воздействия могут возникнуть ориентированные по направлению господствующего ветра системы неглубоких (до 1-1,5м) борозд и разделяющих их острых гребней. Такой микрорельеф называется ярдангами. В песчаных пустынях дефляция приводит к образованию котловин выдувания - дефляционных котловин. Они вытянуты по направлению действия ветра, а в поперечнике могут достигать десятков и сотен метров. Если пески в значительной степени подвержены развеванию, например, в результате деградации растительного покрова, котловины выдувания располагаются так тесно, что между ними остаются только узкие перегородки – такой ландшафт называют ячеистыми песками. Глубина ячей может достигать 15м. При наличии господствующего в течение года направления ветра котловины выдувания часто принимают характерную форму полумесяца – лунковые пески. Крупнейшие лунковые формы наблюдаются на Аравийском полуострове. Там они называются фульджи. Их глубина составляет десятки метров.

Эоловый перенос определяется скоростью ветра, характером его движения (горизонтальные, вертикальные течения и вихри) и размерами переносимых частиц. Самые сильные вихри – смерчи – способны переносить на большие расстояния даже крупные камни. Однако при обычных скоростях ветра в эоловый перенос вовлекаются главным образом песчаная и алевритовая фракции. При ненасыщенном состоянии ветропесчаного потока им производится дефляция. Уменьшение переносящей способности потока ведёт к аккумуляции песка. Пыль (частицы алевритовой фракции) переносится на гораздо больших высотах – сотни метров и даже километры над поверхностью. Пыльные бури способствуют высокому подъёму таких частиц и их выносу далеко за пределы пустынь на расстояния в тысячи километров.

С эоловым переносом пыли из пустынь многие исследователи связывают формирование лёссов. Лёсс – светлоокрашенная неслоистая пористая порода, сложенная алевритовыми частицами (0,01-0,05мм), которая чрезвычайно характерная для сухих степей, расположенных по периферии пустынь, особенно в Средней Азии и Китае. Согласно эоловой гипотезе, лёссы формируются из пустынной пыли, которая в степях выпадает и постепенно накапливается под защитой растительности, образуя слой равномерной мощности. Из тропических пустынь пыль выносится пассатами и осаждается в океанах, являясь важной составляющей глубоководных морских осадков.

Формы эоловой аккумуляции чрезвычайно разнообразны. На земном шаре нет двух песчаных пустынь с одинаковым комплексом аккумулятивных форм, называемых общим термином - дюны. И даже в пределах одной пустыни формы рельефа и их размеры сильно различаются. Это разнообразие определяется сочетаниями следующих основных факторов эоловой аккумуляции: режимом ветров, мощностью песчаных отложений, степенью закрепления песков растительностью и физико-географическими особенностями территории.

При наличии полупроницаемого препятствия - кустик растения - песок сперва накапливается между ветвей и в ветровой тени за растением. Позже, когда растущий холмик песка начинает играть роль непроницаемого препятствия, аккумуляция продолжается и с наветренной стороны. В результате кустик может оказаться полностью погребённым или из-под песка остаётся торчать лишь его верхняя часть. Образуется холмик-коса – одна из простейших дюн. Его высота не превышает 1м. Холмики-косы вытянуты по направлению ветра. Они образуются за несколько дней и столь же быстро могут разрушиться при изменении режима ветра. Так возникают бугристые (кучевые) пески. Их высота обычно составляет несколько метров, а форма близка к куполообразной. Беспорядочный рельеф бугристых песков характерен для пустынь, где в течение года отсутствует отчётливо выраженное господствующее направление ветра. Например, бугристые пески являются преобладающей формой в пустынях Средней Азии. Бугристые пески могут формироваться не только в результате частичного закрепления песков растительностью, но и в ходе обратного процесса – нарушения растительного покрова и частичного развевания ранее закреплённых песков.

Если ветропесчаный поток встречает на своём пути непроницаемое препятствие (скальные выступы, склоны останцовых возвышенностей – в пустынях, абразионные уступы – на побережьях, железнодорожное или дорожное полотно), с наветренной стороны образуется прислонённая дюна. У высоких препятствий прислонённые дюны могут достигать большой высоты – до первых сотен метров. За счёт завихрения воздуха перед преградой песок нередко забрасывается и на её вершину. Так песок с пляжа может накапливаться на поверхности плато вблизи края абразионного уступа. Завихрение воздуха перед преградой ведёт к образованию и жёлоба выдувания, которым прислонённая дюна отделяется от препятствия. В случае низкой сплошной преграды аккумуляция идёт одновременно на наветренной и подветренной сторонах. Это может привести в конечном итоге к полному засыпанию такого препятствия. Дюны могут возникнуть и при отсутствии каких-либо препятствий.

Ветровой режим в пустынях сильно изменчив из-за неравномерности прогревания ЗП днём и остывания ночью. Турбулентные воздушные потоки могут сталкиваться, изменять направление – при этом скорость ветра падает, и часть переносимого песка тут же отлагается. Так образуется небольшая плоская дюна (имеет форму слабовыпуклого щита), которая уже сама становится препятствием и способствует дальнейшей аккумуляции песка в этом месте.

В процессе продолжающейся аккумуляции плоская дюна утрачивает свою первоначальную форму. Она постепенно приобретает пологий наветренный и крутой подветренный склоны, разделённые острым гребнем. Меняются и плановые очертания: боковые части, где мощность песка меньше, быстрее пересыпаются ветром вперёд. В результате по бокам дюны по направлению ветра вытягиваются "рога", и дюна получает форму полумесяца – становится барханом. Таким путём бархан может образоваться и из холмика-косы или другой первичной дюны. Наветренный склон бархана наклонён под углом 5-12⁰ и покрыт знаками ряби, которые являются результатом колебательных движений воздуха в приповерхностном слое. Подветренный склон гораздо круче – 28-35⁰ – и находится в ветровой тени. Здесь перекатившийся через гребень бархана песок свободно осыпается, принимая угол естественного откоса. Высота барханов обычно не превышает 8-10м, реже встречаются более крупные формы. Это подвижные дюны, скорость их перемещения может достигать десятков метров в месяц. Маленькие барханы двигаются быстрее крупных и, настигнув их, способны заползать на наветренный склон, образуя полисинтетические барханы. В процессе приспособления бархана к новому направлению ветра один из "рогов" часто вытягивается вперёд по сравнению с другим, и бархан становится асимметричным.

Барханы не имеют широкого распространения, хотя ни нередко встречаются в пустынях Средней Азии и в Сахаре, но доминирующей формой выступает только в рельефе береговых пустынь Южной Америки. В австралийских пустынях и пустыне Тар барханы не известны.

Родственными барханам образованиями являются барханные цепи. Барханная цепь представляет собой шеренгу барханов, соединённых своими "рогами", длиной до 400м. Барханные цепи обычно располагаются параллельными грядами и передвигаются по направлению ветра медленнее одиночных барханов из-за большей массы песка. Барханы и барханные цепи, ориентированные поперёк господствующего направления ветра, называются поперечными дюнами. У всех поперечных дюн наблюдается отчётливо выраженная дифференциация крутых подветренных и пологих наветренных склонов. На наветренных склонах очень часто присутствуют знаки ряби – также поперечные к ветру и асимметричные в профиле песчаные валики высотой не более 5см.

Наряду с поперечными различают ещё продольные дюны. Они ориентированы вдоль господствующего направления ветра и в профиле симметричны и имеют склоны одинаковой крутизны. Как правило, продольные дюны крупнее поперечных. Последние часто осложняют поверхность продольных к ветру форм. Продольные дюны – песчаные гряды (грядовые пески) – являются преобладающими во многих пустынях. В песчаных пустынях Австралии они вообще едва ли не единственная форма эоловой аккумуляции. Высота отдельных гряд обычно составляет 10-20м, ширина – вдвое больше. В эргах Сахары наблюдаются гряды высотой до первых сотен метров. Гряды протягиваются параллельно друг другу на расстояния до сотен километров. Между ними располагаются широкие плоскодонные желоба, днище которых может быть как песчаным, так и каменистым или глинистым. Вершина гряд обычно пологоокруглая, без острого гребня. Происхождение песчаных гряд связывают с особенностями ветровой динамики. Током воздуха осуществляется дефляция и формируется ложбина. Одновременно песок набрасывается по обеим сторонам ложбины, образуя разделяющие их гряды. Возникший грядовый рельеф уже сам концентрирует воздушные потоки и, следовательно, способствует своему дальнейшему развитию. Песок перемещается и по поверхности гряды в направлении ветра – возникают осложняющие поперечные формы типа барханов.

Ещё одной разновидностью пустынных дюн являются пирамидальные дюны. Это крупные (высотой до 150м и более) одиночные песчаные скопления, которые образуются в местах интерференции (пересечения) нескольких обильных ветропесчаных потоков. Такие дюны известны в Сахаре, Иране, Средней Азии. Пирамидальные дюны возникают, если место интерференции ветров разных направлений постоянно – например, на выходе долины на предгорную равнину.

Глинистые и глинисто-солончаковые пустыни. Глинистый грунт в пустынях может быть результатом выветривания пород (известняков, мергелей) – таково происхождение, например, глинистых пустынь плато Устюрт. Но чаще глинистые частицы приносятся временными водотоками и оседают на дне эфемерных (короткоживущих) озёрных разливов, которые нередко возникают в пустынях сразу после сильных ливней. Участки глинистых пустынь типичны по периферии подгорных пролювиальных конусов и сухих дельт предгорий (Теджен, Мургаб, Окаванго и др.). Кроме того, глинистые пустыни наблюдаются на днищах больсонов и в понижениях среди песчаных или каменистых пустынь.

Характерным образованием в глинистых пустынях являются такыры. Так называются плоские замкнутые понижения, днище которых покрыто твёрдой глиняной коркой, растрескивающейся при высыхании на множество полигонов и частично отслаивающейся по краям от остального грунта . Твёрдость глиняной корки (её мощность в сухом состоянии менее 1 см; мощность всего глинистого горизонта такыра часто более 1м) такова, что на ней не оставляют следов подкованные копыта лошадей. Это объясняется цементирующим воздействием слизи, которую выделяют сине-зелёные водоросли, обитающие на поверхности такыров в период их кратковременного увлажнения и формирования эфемерных водоёмов. Растрескавшийся сухой такыр подвержен дефляции.

Самые низкие участки посреди пустынь - глинисто-солончаковые. Солончаки нередко являются дном пересохшего (зачастую - временно) солёного озера. В этом случае имеет место соляная равнина с поверхностью гладкой, образованной горизонтальным пластом соли, или неровной, осложнённой "соляными торосами", которые представляют собой деформированную поверхность из-за увеличения объёма пласта в ходе кристаллизации (дно залива Кара-Богаз-Гол на восточном побережье Каспийского моря).

Другой способ образования солончаков заключается в капиллярном подъёме солёных грунтовых вод, которые испаряются на поверхности или вблизи неё. Таким образом, происходит засоление глинистого грунта снизу. Если солончак постоянно подпитывается водой, его поверхность представляет собой насыщенный рассол с примесью глинистых частиц. Такие солончаки называют мокрыми. Часто рассол покрыт прочной соляной коркой до 10 см (корковый солончак). Иссушение солончака приводит к разрыхлению его верхнего слоя, образуя пухлый солончак, который подвержен дефляции. Рассоление солончаков ведёт к образованию такыров. Это происходит при росте количества атмосферных осадков и увеличении поступления глинистого материала.

Аридный рельеф - совокупность форм рельефа, образующихся в пустынях, полупустынях, сухих степях под влиянием пустынного выветривания, эоловой деятельности, плоскостного смыва, эрозии временных водотоков и др.

Для возвышенностей, плато, предгорий и гор характерны формы аридной денудации, эрозии и аккумуляции.

Для равнин характерны различные типы каменистых пустынь, песчаных пустынь, перевеянных песков с характерными песчаными формами, с замкнутыми солончаковыми озерными впадинами, такырными равнинами.

Аридная - засушливая морфоскульптура развита в пустынях субтропического и умеренного климата. Специфика процессов аридной денудации и аккумуляции определяется интенсивным физическим выветриванием, особой ролью солевого (химического) выветривания, господством ветровых (эоловых) процессов, перерабатывающих аккумулятивный рельеф флювиальных, морских и других равнин.

Каменистая пустыня - пустыня, развитая на слабо выветренных коренных породах плато низкогорий и мелкосопочника, с поверхностью, покрытой щебнем или галькой. В каменистых пустынях почвенно-растительный покров практически отсутствует.

Песчаная пустыня - тип пустынь с песчаной поверхностью. Пески образуются за счет разрушения местных коренных пород и перевевания отложений древнеаллювиальных равнин. Пески собраны в гряды, барханы, бугры и другие формы рельефа, образованные ветровой аккумуляцией.

Благодаря высокой влагопроницаемости песков и отсутствию сплошной капиллярной системы, способствующей испарению, песчаным пустыням свойственны значительные запасы воды (линзы пресных вод) и меньшая по сравнению с другими пустынями разреженность растительности.

Эоловые формы рельефа - формы рельефа, созданные работой ветра, преимущественно в районах с аридным климатом, а также по берегам морей, озер и рек. Эоловые формы рельефа есть результат действия ветровой денудации и ветровой аккумуляции.

Денудационные эоловые формы рельефа распространены преимущественно в пустынных областях, а аккумулятивные могут встречаться в областях распространения песчаных отложений и в других климатических зонах.