И формы рельефа пустынных областей

Общие понятия

Около 20% суши земного шара занято территориями с арид­ным климатом. К ним относятся пустыни тропических широт (пас­сатные), а также пустыни и полупустыни умеренных широт с семиаридным климатом. К основным рельефообразующим факторам этих территорий относятся физическое выветривание и ветер (эоловый фактор). Оба процесса считаются зональными геоморфологическими показателями, отражающими особенности сухого и очень сухого климата с жарким летом, литологический состав поверхностных пород, в частности, несцементированных песков и засоленных грунтов.

Проявление эоловых процессов может носить азональный характер на побережьях морей и рек, на поверхности озерно-зандровых равнин в умеренных и даже холодных широтах. Деятельность ветра в пус­тынях представлена дефляцией, т.е. выдуванием (лат. deflare — сду­вать), корразией (лат. orrasus — соскобленный, сцарапанный), перено­сом мелкого сухого материала и его последующей аккумуляцией.

Таким образом, ветер, как и другие экзогенные геоморфологические процессы, проявляется как фактор денудации (дефляция, корразия), пе­реноса и аккумуляции.

Формы пустынной денудации

Формы пустынной денудации наиболее ярко представле­ны в пустынях, сложенных различными по составу и твердости горными породами, а также в местах распространения сильно засоленных грунтов

В условиях жаркого сухого климата с резкими сменами су­точных температур в горных породах под влиянием физического выветривания образуются многочисленные трещины и скопления грубого элювия Ветер, подобно тонкому резцу скульптора, удаляет из трещин мелкие рыхлые частицы горной породы, отпрепарируя твердые слои, освобождая наиболее устойчивые породы от слабо­сцементированного материала.

В результате возникают денудационные останцовые формы в виде каменных башен, столбов, скал причудливых очертании Корразионная деятельность выража­ется силой бесчисленных ударов песчинок, направленных по на­правлению ветра — примерно на высоте 1 - 1,5 метра. В резуль­тате образуются неглубокие ниши, гроты, каменные грибооб­разные скалы (рис 64). Особен­но интересные формы пустын­ной денудации формируются при условии линейного простирания твердых горных пород, размещен­ных среди более мягких, слабо-сцементированных Последние подвергаются интенсивному вы­ветриванию, корразии, деформа­ции, поверхность их снижается а останцы денудации остаются в виде линейно вытянутых форм разнообразных очертаний К характерным формам пустынного рельефа следует отнести каменные мостовые и структурные грунты. Первые состоят из покрова поверхност­ного каменного материала, который накапливается благодаря выдува­нию более тонких частиц В процессе отслаивания, расщепления, ти­пичного для пустынь, формируются остроугольные обломки специфи­ческой формы Глинистые же грунты имеют тенденцию растрескиваться на правильные многоугольники, вспучиваться, проседать.

Типичным пустынным рельефообразующим процессом явля­ется солевое выветривание, связанное с подъемом (вытягиванием) солей вместе с капиллярными водами с поверхности, образованием соляных кристаллов, корок, пластов солей на некоторой глубине. Таким выражением химического соляного выветривания следует считать "пустынный загар" в виде очень тонкой темной пленки окислов железа и марганца на поверхности остроугольных облом­ков Белые соляные корки — «каменный снег» особенно часто встре­чаются в плоских понижениях поверхности глинистых пустынь Они состоят из сросшихся кристаллов поваренной соли, гипса, из­вести. Под твердой коркой такого "снега" формируется обессоленный рыхлый суглинистый или глинистый слой. Благодаря механи­ческому разрушению и дефляции, частички соли и глины выдувают­ся, переносятся ветром на большие расстояния — возникают типич­ные котловины выдувания (дефляционные котловины). Иногда фор­мы выдувания приобретают вид параллельных борозд — ярдангов.

В результате соляного выветривания поверхности засолен­ных грунтов сохраняется обессоленная рыхлая порода, которая лег­ко выдувается через трещины. Образуются "каменные сундуки", глубокие ниши, нередко служащие убежищем для пастухов во вре­мя пустынных бурь. Туркмены говорят, что жаркое солнце их роди­ны заставляет "потеть" даже скалы. Процесс соляного выветрива­ния способствует возникновению в укрытых местах особых форм, созданных выходом на поверхность и кристаллизацией солей в виде тонкоочерченных друз красновато-коричневого цвета, получивших название "каменных цветов" или "цветов пустыни". Одновремен­ный процесс соляного выветривания и дефляции приводит к образо­ванию на выпуклых скальных поверхностях и даже на стенах древ­них каменных сооружений ячеистой поверхности — "каменных сот".

Наиболее глубокие котловины выдувания наследуют геоло­гические структуры. Их глубина достигает сотен метров, а днище опущено ниже уровня океана: впадина Сарыкамыш — 50 метров, Карагие— 132 метра, Турфанская впадина— 154 метра. В эпохи увлажнения климата такие впадины заполняются солеными озера­ми, которые в процессе аридизации высыхают, на дне их появляется толстая соляная корка. Под влиянием местных особенностей атмос­ферной циркуляции в пустынях эти корки солей и сухих засолен­ных грунтов легко разрушаются, подвергаются деформации, дефля­ции, а глубина впадины увеличивается.

В формировании денудационных форм рельефа пустынь оп­ределенное значение имеют текучие воды, создающие своеобразные сухие долины (вади в Африке, узбои в Средней Азии). Они возник­ли благодаря действию вод древних рек или временных потоков во время редких ливневых дождей. Сложная система эрозионных лож­бин образует пересечения в виде решеток, мощные конусы выноса, сухие висячие устья.

Аккумулятивные формы рельефа пустынь

Аккумулятивные формы пустынь обязаны своим происхож­дением эоловой деятельности. Под действием ветра рыхлые породы в пустыне относительно легко передвигаются. Мощность при­земного ветрового потока изменяется от нескольких до 25 - 30 мет­ров. Большая часть песка переносится в слое до 25 сантиметров, при этом образуется "поземка", а при силе ветра в 6 - 7 баллов ползущий песок сливается в сплошную массу. Дальность переноса песка и особенно пыли достигает нескольких тысяч километров. В 1863 году на Канарских островах выпал пыльный дождь массой 10 миллионов тонн, принесенный самумом из Сахары. Ветер афга­нец занимает огромные территории в пустынях Малой и Средней Азии. Пылеватые частицы переносятся на периферии пустынь на высоте нескольких километров, образуя пыльные бури. Этот про­цесс относится к числу стихийных бедствий в районах, освоенных под сельское хозяйство, но с недостаточным увлажнением в летнее время. В 30-х годах XX века в Северо-Американских прериях воз­никали пыльные бури, в результате которых за один день выноси­лось около 300 миллионов тонн верхнего, наиболее плодородного слоя почвы. Черные бури разразились в 1960 и 1969 годах в сухих степях европейской части Советского Союза и разрушили черно­земные почвы на глубину нескольких сантиметров. Таким образом, ветровая дефляция и перенос рыхлого материала не ограничивают­ся пределами пустынь.

Эоловая аккумуляция — как бы конечный процесс эоловой деятельности. Она проявляется в песчаных пустынях. Песок мо­жет иметь морское, аллювиальное, озерное происхождение, но в ре­зультате ветровой переработки возникает эоловый тип континен­тальных осадочных пород, для которого характерны хорошая окатанность зерен, четкая сортировка, преобладание частиц размером 0,05 - 0,25 миллиметра, распространение устойчивых минералов (кварц), наклонная слоистость, желтоватые и красноватые тона.

В Северной Африке песчаные пустыни называются эргами, в Средней Азии — кумами Они занимают огромные площади и отличаются специфическим и разнообразным рельефом.

Геоморфолог пустынь Б.А. Федорович выделяет три основ­ных типа песчаного рельефа: барханный, свойственный, главным образом, тропическим пустыням; полузаросший, характерный для внетропических пустынь; дюнный (внепустынный). Обычно образо­вание первичных песчаных форм начинается с возникновения не­больших эмбриональных дюн, или холмиков-косичек. Они появля­ются в результате обтекания ветром, несущим песок, небольшого препятствия (камня, кустика). Холмики-косички образуются и при пульсирующем действии ветра — возникает песчаная рябь, создающая неровную поверхность. Холмик-коса растет, сам он становится препятствием для ветра и служит причиной навевания песка. По­степенно вырастает неподвижная дюна. Она ориентируется в на­правлении ветра и имеет асимметричный профиль с крутым подвет­ренным и пологим наветренным склонами. В ходе естественной эволюции многие дюны приобретают серповидную форму, свойствен­ную барханам (рис. 65). Это достаточно крупные (высота от не­скольких до 30 — 50 метров) холмы с заостренными рогами (конца­ми), выдвигающимися вперед под влиянием постоянно дующего вет­ра. Крутизна длинного наветренного склона 10 - 15°, короткого подветренного — до 35°. При больших скоплениях открытых пес­ков образуются групповые барханы, которые, сливаясь друг с дру­гом, формируют поперечные барханные цепи высотой до 100 мет­ров и длиной более 10-15 километров. Барханы и барханные цепи медленно передвигаются по направлению ветра благодаря пересы­панию песка через вершину бархана с пологого на крутой склон. Скорость движения достигает нескольких метров в год (рис. 66).

Поперечные барханы и барханные цепи связаны с сезонны­ми ветрами двух взаимно противоположных направлений. Если ве­тер имеет постоянное направление, то возникают продольные песча­ные гряды, вытянутые вдоль ветра. Это относительно узкие, длин­ные, симметричные валы высотой 10-15 метров, вытянутые несколькими параллельными грядами, которые разделены пониже­ниями шириной 200 - 500 метров и более. Образование продоль­ных песчаных гряд связано не только с деятельностью ветра, но и с работой временных потоков. В этом случае гряды являются узкими водоразделами между сухими долинами, а их общее оформ­ление обязано ветровой дефляции и аккумуляции. Сочетание гори­зонтального движения ветра с резкими восходящими и нисходящи­ми потоками воздуха вызывает одновременно дефляцию, перенос, ак­кумуляцию и корразию. Этим объясняются выходы в песчаных отложениях глин (такырные поверхности) и даже коренных пород, поэтому положительные формы в пустынях сочетаются с отрица­тельными котловинами выдувания

К одиночным аккумулятивным эоловым формам относятся полисинтетические, или многосложные барханы, одиночные пирами­дальные и прислоненные дюны. Первые появляются в условиях значительных площадей открытых песков, когда более подвижные небольшие барханы перемещаются быстрее крупных, наползают на их пологие склоны, создавая сложные песчаные формы. Пирами­дальные дюны возникают в результате интерференции ветров раз­ных направлений, но с самостоятельными источниками песчаного материала. Эти дюны достигают значительных размеров. Например, одиночная пирамидальная дюна Сарыкум в Дагестане имеет высо­ту более 153 метров. Прислоненные дюны встречаются на морских берегах аридных стран и представляют собой песчаный шлейф, на­веянный ветром на прилегающий склон. Характерные для перегляциальных областей параболические дюны описаны в главе 12.

С деятельностью ветра связаны и такие скопления песчаных форм, как бугристые пески, широко распространенные в пустынях умеренного пояса. Это беспорядочные сочетания песчаных бугров высотой 3-5 метров и разделяющих их котловин выдувания. Чаще всего бугристые пески покрыты редкими экземплярами ксерофитных растений. На берегах водоемов встречаются кучевые пески (кучугуры), появление которых связано с задержанием песка вбли­зи кустиков растений. В этих же местах нередко образуется полоса прибрежных продольных дюн, часто подвижных. Такие скопления известны вдоль Финского и Рижского заливов Балтийского моря в зоне пляжа.

 

Типы пустынь

 

Пустыни тропического и умеренного климата принято разли­чать по высоте и характеру слагающего материала. Поэтому в чис­ле основных типов пустынь выделяются высокие и низкие; камени­стые, песчаные, глинистые, глинисто-солончаковые.

Каменистые пустыни чаще всего высокие (горные). Они от­личаются скоплением на обширном пространстве грубообломочных продуктов физического выветривания. Обломки имеют остроуголь­ные сочетания со следами пустынного загара. Поверхность камени­стых пустынь разнообразится формами пустынной денудации. Ка­менистые пустыни безводны благодаря глубокому расположению грунтовых вод и практически не осваиваются.

Песчаные пустыни занимают низкое гипсометрическое положение. Они характеризуются набором вышеописанных аккумуля­тивных песчаных форм. При условии больших пространств откры­тых песков в них образуются поперечные барханы и барханные цепи, разделенные котловинами выдувания. Последние в плане не­редко приобретают формы полумесяца, напоминая перевернутый бархан (фульджи). Своеобразие форм одиночных барханов и дюн, как и котловин выдувания, связано с интенсивностью вертикально­го движения воздушных масс в сочетании с их горизонтальным перемещением. Песчаные пустыни характеризуются близким к по­верхности положением грунтовых вод и относительно быстро по­крываются ксерофитной растительностью, при условии отсутствия хозяйственной деятельности человека. В районах размещения арте­зианских бассейнов и богатых грунтовых вод песчаные пустыни осваивались человеком с древних веков. Однако наступание пес­ков нередко служило причиной его ухода с освоенных пустынных территорий и приводило к засыпанию песком городов и ирригаци­онных сооружений.

Глинистые пустыни занимают разные гипсометрические уров­ни. Высокие их варианты отличаются сухостью, так как уровень грунтовых вод в них опущен глубоко (Красноводское плато, Ус­тюрт). На платообразной поверхности выделяются глубокие бес­сточные впадины, дно которых покрыто коркой соли. Происхожде­ние таких впадин нередко связано с геологическими структурами, а также с карстовыми процессами. Склоны глубоких впадин и по­вышенные поверхности эродированы временными потоками и име­ют типичные черты бедленда. Характерной особенностью высоких глинистых пустынь следует считать их обрывистые, отвесные скло­ны к соседним низинам или морям. В Средней Азии они получили название чинков. Последние ограничивают островные горы с плос­кими вершинами, так называемые аридно-денудационные пластовые равнины или турткули (Казахстан). Классическим примером турткулей, ограниченных крутыми уступами (чинками) может служить плато Устюрт.

Глинистые пустыни могут быть представлены низменными участками — такырами. В сухое время их поверхность покрывается многочисленными трещинами, образующими многоугольники — такыры. Во влажные периоды на поверхности такыров скапливается вода, которая вместе с близко расположенными грунтовыми водами служит источником орошения. Нередко низкие глинистые пусты­ни — это сухие дельты рек (Теджен, Мургаб, Зеравшан), они пред­ставляют удобные территории для поливного земледелия.

Глинисто-солончаковые пустыни особенно трудны для освое­ния, так как при искусственном растворении солей возникает бес­структурная порода, легко поддающаяся дефляции. Глинисто-солонча­ковые пустыни разбросаны сравнительно небольшими участками сре­ди глинистых пустынь, занимая плоские понижения поверхности.

 

ГЛАВА 17.

Преобразование гор экзогенными процессами

Горные страны — место проявления целого ряда рельефооб-разующих процессов, которые на первых этапах горообразования действуют как факторы расчленения, а затем способствуют общей денудации (планации). Верхние части высоких гор располагаются в относительно разреженных слоях атмосферы и, в сравнении с равнинами, получают повышенное количество солнечной радиа­ции на этих же широтах. Это обусловливает интенсивное дневное нагревание и ночное охлаждение обнаженных горных пород. Значительные суточные амплитуды температур усиливают проявление физического выветривания при участии морозных (нивальных) про­цессов и геоморфологических явлений, свойственных субарктичес­кой зоне.

Широкое распространение крутых и очень крутых склонов способствует быстрому выносу к подножию и в долины обломоч­ного материала, создающего пролювиальные шлейфы, каменные моря, конусы выноса, курумы. Удаление продуктов выветривания проис­ходит благодаря непосредственному действию силы тяжести и носит характер медленного сползания, осыпания, а также быстрого движения типа камнепадов, обвалов в зависимости от угла наклона склонов, состава горных пород и интенсивности солнечной радиа­ции. Важнейшим фактором, обусловливающим движение продук­тов выветривания, являются дождевые и талые воды, проникающие на границу обломочных и скальных пород. В результате движения рыхлых продуктов верхние части склонов обнажаются, таким об­разом процессы выветривания распространяются на большую глу­бину. Передвижение обломочного материала в горах совершается и с помощью селевых потоков, образующих глубокие сухие долины и обширные конусы выноса.

К важнейшим факторам рельефообразования в горных стра­нах относится деятельность рек. Реки характеризуются большими уклонами и быстрым течением, что во много раз увеличивает их живую силу и способность производить работу. Деятельность рек проявляется, главным образом, в глубинной эрозии, которая возрас­тает при условии эпейрогенического поднятия гор или понижения базиса эрозии. Глубокие долины с невыработанным профилем рав­новесия служат основной причиной эрозионного расчленения горных стран. Склоны продольных речных долин нередко осложнены террасами, а сквозные участки отличаются поперечным профилем, типичным для ущелий.

Горные системы служат местом формирования ледников, дея­тельность которых проявляется, в процессах эрозии, денудации, ак­кумуляции. В эпоху оледенения верхние части гор преобразуются под влиянием ледниковой экзарации, а скопление характерных лед­никовых форм— цирков, каров, трогов придает горам специфичес­кий облик альпийских систем с острыми вершинами, обнаженными карлингами, глубокими впадинами цирков и озер. Геоморфологи­ческая деятельность горных ледников связана также со снежными лавинами, которые делятся на сухие, или пылевидные, и грунтовые, или мокрые. Первые слагаются из сухого распыленного снега, вы­павшего при сильных морозах, и обрушиваются вниз зимой при пе­регрузке склона снегом. Грунтовые лавины состоят из плотного тяжелого связного снега с большим количеством воды. Срываясь весной со склонов, такие лавины несут вырванные с корнем деревья, массы рыхлого и каменного материала, валуны и обломки скал. При движении лавины вырабатывают плосковогнутые лотки, кото­рые становятся их постоянными путями. Для горных дорог, перева­лов, населенных пунктов, альпинистов лавины представляют боль­шую опасность, а их изучение и прогноз возникновения — предмет специальной лавинной службы.

В главе 14 отмечалось значение в качестве рельефообразующего фактора подземных вод, особенно в карстующихся породах. Наиболее интенсивно карстовые процессы в горах проявляются ниже снеговой линии при сравнительно небольших уклонах. Возни­кает система подземных пустот, шахт, колодцев, иногда пещер. На участках выклинивания подземных вод образуются многочисленные источники, нередко с высокой и разнообразной минерализацией воды.

В формировании рельефа гор значительную роль играют озера. Наиболее крупные и глубокие занимают котловины тектоничес­кого происхождения (озеро Женевское в Альпах). Широко распро­странены озера с котловинами карстового типа, которые отличают­ся значительными глубинами, но неравномерным уровнем. Озера, занимающие впадины древних цирков и каров, часто образуют це­почки водоемов округлых очертаний, фиксирующих прошлое поло­жение снеговой линии Для горных стран характерны также котло­вины подпрудных озер Они образуются после мощных обвалов, когда в долину горной реки сбрасывается огромное количество обломоч­ного материала, служащего подпрудой (Сарезское озеро на Пами­ре). Озера в горных странах обычно отличаются высоким каче­ством воды.

Геолого-геоморфологические особенности горных стран и гор­ных речных долин позволяют создавать крупные искусственные подпрудные водоемы для хозяйственных нужд.