4.7. Эоловые формы рельефа

Эоловая морфоскульптура – это формы рельефа, обусловленные деятельностью ветра (по имени бога ветра Эола в древнегреческой мифологии). Работа ветра складывается из процессов разрушения горных пород в результате дефляции – выдувания и развеивания рыхлых частиц и корразии – обтачивания пород ветропесчаным потоком, а также транспортировки разрушенного обломочного материала и его аккумуляции.

Ветер действует повсюду на Земле, но для образования эоловых форм рельефа нужно сочетание определенных физико-географических условий: во-первых, аридный климат, который обусловливает сухость поверхностных горных пород и слабое развитие растительности, которая скрепляет грунты и ослабляет силу ветра; во-вторых, сильные ветры; в-третьих, интенсивное физическое выветривание горных пород.

Такое сочетание природных условий существует в пустынях, поэтому там лучше всего развиты эоловые формы рельефа. Но они встречаются и в других местах на Земле: на песчаных побережьях морей, на надпойменных террасах рек и т. д. Площадь пустынь на Земле оценивается почти в 32 млн. км , что составляет около 23% суши, и они имеют тенденцию к увеличению за счет антропогенного аридного опустынивания.

По вещественному составу поверхностных отложений и по морфологическому облику пустыни делятся на четыре основных типа: песчаные, каменистые, глинистые и солончаковые (последние образуют вкрапления среди других).

Разрушительная деятельность ветра и обусловленные им денудационные корразионно-дефляционные формы рельефа развиты полнее всего в каменистых пустынях – в горах и нагорьях, на плоскогорьях, плато и на цокольных равнинах. Каменистые пустыни сложены глыбами, щебнем, галькой, гравием и носят различные названия: гамады, серир и т. д. Они широко развиты на нагорьях и плато Сахары, в Центральной Азии (Гоби и др.), на нагорьях и плато Северной Америки, на Западно-Австралийском плоскогорье и др.

Дефляция и корразия настолько переплетаются, что обособить роль каждой из них на практике весьма трудно. Их интенсивному проявлению в каменистых пустынях способствует ряд условий. Сложение территории твердыми породами разного состава и разной плотности приводит к тому, что менее плотные слои интенсивнее подвергаются физическому выветриванию, легче обтачиваются. На их месте возникают вогнутые формы рельефа, а более плотные породы образуют выступы. Разрушению пород способствует их трещиноватость. Определенную роль играет и структура (горизонтальная, моноклинальная, складки, разломы), а также интенсивность и направленность тектонических движений.

К денудационным формам относятся каменные решетки, ярданги, карнизы и ниши выдувания, грибовидные скалы, колонны, котлы и котловины выдувания. В большинстве случаев это микро- и мезоформы рельефа. Происхождение их комплексное, не всегда до конца ясное и подчас трактуется по-разному, поскольку в пустынях мало станций, ведущих стационарные наблюдения. Поэтому ниже приводимым формам рельефа будет дана обобщенная характеристика, в основном описательного характера.

Каменные решетки – многочисленные мелкие сферические углубления, покрывающие поверхность скал, древних сооружений (пирамид, храмов), напоминающие пчелиные соты. Диаметр и глубина их 15–20 см. Они возникают в основном под действием «абразивной» деятельности ветропесчаного потока.

Ярданги – комплекс параллельных узких гряд-гребешков высотой 1–2 м, шириной 20–40 см, подрезанных внизу, и разделяющих их борозд, ориентированных в направлении ветра. Они образуются обычно при полосчатом залегании пород. Помимо каменистых пустынь, они встречаются и в глинистых пустынях при растрескивании их верхнего слоя.

Карнизы и ниши выдувания образуются на крутых склонах плато, сложенных осадочными породами разной плотности. Плотные слои создают карнизы над нишами, которые возникают в более податливых породах. Карнизы и ниши выдувания – результат избирательного выветривания. Они весьма характерны для чинков (уступов) плато Устюрт.

Разрушаемые ветром скалы имеют весьма причудливые формы. Грибовидные скалы и другие столообразные формы возникают на месте изолированных выступов вследствие большой коррадирующей силы ветропесчаного потока над землей, поскольку в нем содержится много твердых частиц. Этому благоприятствует определенное сложение пород, при котором податливые породы залегают внизу, а плотные, бронирующие слои – сверху. Более интенсивному разрушению пород внизу способствует также значительная суточная амплитуда температур в приземном слое воздуха и разъедающее действие солевых растворов, поднимающихся по капиллярам из подстилающего грунта.

Помимо столообразного облика, денудационные формы могут иметь вид колонн, арок, напоминать силуэты животных, людей в разных позах в зависимости от строения и состава пород. С удивительной точностью ветер выбирает слабые породы, образуя на их месте бороздки, ямки, желобки, ниши, и обособляет крепкие породы.

Котлы выдувания достигают 3–5 м в диаметре и такой же глубины.

Котловины выдувания округлой и овальной формы достигают десятков – сотен метров в поперечнике и обычно ориентированы в направлении ветра. К котловинам выдувания некоторые исследователи относят понижения до 200–300 м глубиной и десятки километров шириной и длиной. По-видимому, первоначальное происхождение таких котловин разное. Но в углублении их большое участие принимает ветер, так как в сильно нагреваемых пустынных котловинах часто возникают пыльные вихри типа мелких смерчей. Они подхватывают подготовленный физическим выветриванием рыхлый материал, поднимают его вверх и удаляют, вследствие чего котловина все более углубляется. Таковы впадина Каттара в Ливийской пустыне на севере Африки (площадью около 20 тыс. км², глубиной до 300 м, дно впадины находится на 133 м ниже уровня моря) и впадина Карагие на полуострове Мангышлак (глубина 300 м, длина 85 км, ширина до 25 км, дно ее лежит на 132 м ниже уровня моря). На дне этих сухих впадин образуются солончаки.

В песчаных пустынях развиты аккумулятивные эоловые формы рельефа. Пески в пустынях разного происхождения. В зависимости от этого у них различный механический и минералогический состав, разные физические и химические свойства, специфические водно-грунтовые условия.

Наиболее широко распространены кварцевые пески аллювиального происхождения. Они, как правило, заполняют обширные депрессии и располагаются на низких гипсометрических уровнях среди каменистых пустынь, у подножий гор и в котловинах среди гор. Например, пески пустыни Каракумы являются древними аллювиально-дельтовыми отложениями пра-Амударьи, Теджена и Мургаба. В пустыне Такла-Макан пески – древний аллювий реки Тарим и озерные осадки блуждающего озера Лобнор. Пески (эрги) Сахары и Аравии лежат обычно ниже 500 м абсолютной высоты в синклинальных депрессиях и сложены аллювием четвертичных рек, существовавших в условиях более влажного климата, т. е. в плювиальные эпохи. Современные вади – сухие долины достигают там в длину сотен километров. Пески австралийских пустынь – древний аллювий реки Куперс-Крик и других рек и озерные осадки озера Эйр. Аллювиальные пески внизу слоистые, с прослоями суглинков и глин, а сверху переработаны ветром, и слоистость в них не наблюдается. Пески морского происхождения распространены вдоль низменных побережий, например вокруг Каспия, Арала и др. Частично пески пустынь – продукт выветривания местных песчаников в условиях аридного климата, что доказывается сходством их петрографического состава, например в Ливийской пустыне, в пустыне Алашань. Грубозернистые пески Синайского полуострова – результат выветривания гранитов.

При изучении морфологии и генезиса аккумулятивных эоловых форм рельефа пустынь учитываются многие факторы: характер залегания пластов коренных пород и строение исходной поверхности под песками, мощность песков, деятельность подземных вод, длительность развития рельефа, характер и степень распространения растительности, но главное – режим ветров. Важна также и деятельность человека: уничтожение растительности, разрыхление песчаной поверхности, чрезмерный выпас скота, ирригационное строительство и т. д.

Общая особенность аккумулятивных форм рельефа пустынь – их большая динамичность по сравнению с дефляционно-корразионными формами.

Эоловые формы рельефа песчаных пустынь весьма разнообразны. Простейшей формой является холмик-коса, образовавшийся за счет скопления песка у какого-нибудь препятствия, например у куста растения. При достаточном насыщении ветропесчаного потока холмик растет и превращается в бархан – подвижный асимметричный бугор с пологим (до 15°) наветренным и крутым (30–35°) подветренным склонами, между которыми из-за завихрений воздуха образуется острый гребень. Ветер обтекает его с обеих сторон, выдвигая по краям «рога» бархана. В результате образуется форма рельефа в виде полумесяца (серпа), обращенного выпуклой дугой против ветра, «рогами» по ветру (рис. 134). Величина барханов различна: высотой от 3–5 до 30–40 м, шириной до 200–300 м. По отношению к господствующему ветру барханы занимают перпендикулярное положение.

Барханы передвигаются в направлении господствующего ветра путем пересыпания песка с наветренного склона на подветренный и достигают скорости перемещения до 50–60 м/год, иногда больше. Мелкие барханы движутся быстрее крупных. На наветренных склонах барханов наблюдается песчаная рябь в виде валиков до 5 см высотой, разделенных параллельными углублениями шириной до 30 см. Эта гофрировка возникает благодаря завихрениям воздуха. При соединении соседних барханов «рогами» образуются поперечные ветру двойные барханы и в конечном счете барханные цепи – валы до 100–150 м высотой, в несколько километров длиной, со сложным извилистым гребнем. Расстояние между барханными цепями составляет 1–2 км.

В случае удлинения одного из «рогов» и сокращения другого возникают параллельные ветру песчаные гряды, или грядовые пески. Высота их может достигать 50 м, длина – десятков и даже сотен километров. Механизм образования всех этих форм рельефа связан с ветрами дополнительных направлений, помимо господствующего ветрового потока.

В случае интерференции ветров разных направлений и наличия большого количества песка возникают пирамидальные дюны. Это холмы высотой до сотни метров с острой вершиной и несколькими радиально расходящимися гребнями. Они известны в Сахаре и Средней Азии.

Довольно широко распространены в пустынях и особенно в полупустынях скопления полузакрепленных и закрепленных растительностью бугров до 8–10 м высотой – бугристые пески и мелких холмов до 1–2 м высотой – кучевые пески. И те и другие располагаются в беспорядке без всякой закономерности. Считается, что эти формы образуются вследствие задержки песка у кустов и дальнейшего его перевеивания.

К дефляционно-аккумулятивным формам относятся ячеистые, грядово-ячеистые и лунковые пески. Ячеистые пески возникают при конвективных винтообразных потоках воздуха, выносящих пески и создающих котловины до 100 – 200 м в диаметре, между которыми сохраняются бугристые перемычки. Грядово-ячеистые пески характеризуются тем, что наряду с продольными грядами по направлению господствующего ветра между ними имеются поперечные песчаные перемычки и ячеи-котловины выдувания между ними. У лунковых песков ячеи-лунки имеют правильную форму в виде полумесяца, а разделяющие их перемычки – вид дугообразных валов. Превышения у всех этих форм достигают 20 – 30 м. Они образуются при определенном ветровом режиме, создающем завихрения воздуха.

В глинистых пустынях, располагающихся на дне высохших озер среди песчаных пустынь, поверхность в целом ровная и очень прочная, но разбита трещинами усыхания на полигональные участки – такыры. Вследствие того что их корка шелушится, а пыль уносится ветром, такыры углубляются и имеют слегка вогнутую форму. Лёссовидные породы, слагающие глинистые пустыни, при орошении превращаются в плодородные земли.

Солончаковые пустыни – шоры, или соры, образуются в бессточных впадинах с неглубоким залеганием грунтовых вод. При выпотном типе водного режима почвогрунтов вода вытягивается к поверхности, испаряется, а соли покрывают поверхность плотной коркой. Под ней часто располагается мягкий пушистый слой соли, перемешанный с глиной. Шоры наиболее безжизненный вид пустыни.

Н

Рис. 30. Барханы (по О.К. Леонтьеву и Г.И. Рычагову)

а песчаных побережьях морей (юг Балтийского моря, побережье Бискайского залива и т. д.) широко распространеныпараболические дюны. Они напоминают по форме барханы, но в отличие от последних откос осыпания у них не вогнутый, а выпуклый. Дюны образуются на месте песчаного берегового вала с волнистой поверхностью за счет дневного бриза, который сдувает с повышений подсохший песок в сторону от берега. При этом сначала образуется «песчаный язык», потом гребень с крутым подветренным склоном, а «рога» дюны отстают, закрепляются растительностью, и она приобретает форму серпа. Прибрежные дюны в настоящее время закреплены сосновыми лесами.

Еще одним типичным местом образования параболических дюн являются поймы и особенно террасы крупных рек с песчаным аллювием. Ветры разгоняются на открытых пространствах долин и переносят песок с побочней перекатов и осередков на берега рек, где скорость ветра резко снижается из-за растительности. Там и возникают дюны. Другим источником песка в речных долинах являются развеваемые обрывы аккумулятивных террас. В центральной Якутии в долине реки Вилюя и других рек даже существуют обширные (в несколько десятков километров в длину и ширину) песчаные поля – тукуланы, лишенные растительности и занятые дюнами.

Реликтовый эоловый рельеф в виде заросших сосновым лесом дюн сохранился на надпойменных террасах рек, прилегающих к областям четвертичных оледенений. Многие из них (чаще всего первые) получили название «боровые» из-за сосновых боров, освоивших песчаные дюны. Эти дюны были образованы в перигляциальные эпохи, когда со стороны ледников дул сильный стоковый ветер, перевеивавший песчаные аллювиальные толщи.

На морских побережьях наблюдается такое необычное явление, как зыбучие пески. Это песчаные массивы, способные засасывать тяжелые предметы. Для их образования необходимы два условия: наличие в песках илистых частиц и регулярное поднятие уровня воды в песках, что осуществляется во время приливов. Регулярная подача воды снизу взмучивает зерна песка, они склеиваются илистыми частицами и образуют неустойчивые нагромождения. Если на поверхность таких песков попадает тяжелый предмет, структура рыхлых скоплений нарушается, они уплотняются, многие тысячи песчинок одновременно перемещаются вниз и засасывают предмет.

Помимо того что ветер является важнейшим фактором образования эоловой морфоскульптуры, с ним связывают вынос пыли из пустынь и образование в периферийных областях лёссовых отложений. Лёсс – пылевая, пористая алевритовая порода. Лёсс широко распространен на юге Восточно-Европейской равнины, где служит субстратом для образования черноземов, в Средней и Центральной Азии, на Центральных равнинах Северной Америки и Австралии.

В настоящее время в разных районах Земли происходит дефляция почв (ветровая эрозия) в виде пыльных бурь – явление, когда верхний слой гумусового горизонта почв срывается сильными ветрами, образуя в воздухе непроницаемую завесу. Частицы почвы откладываются за десятки километров от места сноса в понижениях или перед препятствиями, где стихает сила ветра. Ветровой эрозии благоприятствуют такие природные факторы, как сухой климат, сильные ветры, безлесье, большая пылесборная площадь, податливые грунты, равнинность территории. Велика роль и антропогенного воздействия – дефляции способствует значительная распаханность территории и несоблюдение противоэрозионных мероприятий.

В малоснежных районах зимой ветровая эрозия проявляется в виде поземки. Она менее интенсивна, но проявляется постоянно, поэтому постепенно разрушает почву.

Вред ветровой эрозии велик: уничтожение почвы, посевов в местах выдувания и отложение наносов, засыпание пылью лугов и пастбищ, водоемов и оросительных систем, путей сообщения и селений, загрязнение воздуха, ухудшение быта и здоровья людей.

Для борьбы с пыльными бурями и местной ветровой эрозией применяют как профилактические, так и специальные меры. Главное – ослабление скорости ветра в приземном слое путем сохранения и посадки лесов, создания кулис из высокостебельных растений и т. д. Важно также увеличение сопротивляемости почвогрунтов против развеивания с помощью различных агротехнических мероприятий: безотвальной вспашки, сохранения стерни, вспашки поперек господствующих ветров, снегозадержания, улучшения структуры почв, почвозащитных севооборотов с многолетними травами без пропашных культур и т. д.