Gli ambienti aridi e semiaridi coprono circa un terzo della superficie terrestre terrestre terrestre, che sono definiti da basse precipitazioni annuali, di solito inferiori a 250 mm nelle zone aride e tra i 250-500 mm nelle zone semiaridi, combinate con alti tassi di evaporazione. L’interazione tra umidità limitata, radiazione solare intensa e vegetazione scarsa crea un insieme di processi di clima e erosione che modellano paesaggi drammatici e presentano sfide di gestione uniche.

Processi di meteorologia in ambienti aridi e semi-arridi

Il clima nelle zone asciutte è dominato da meccanismi fisici (meccanici), anche se le intemperie chimiche e biologiche si verificano anche a tassi ridotti. Le fluttuazioni di temperatura estreme tra giorno e notte, la scarsità di acqua per reazioni chimiche, e la prevalenza di sali contribuiscono tutti ad un regime di clima che differisce notevolmente dalle regioni umide.

Meteorologia fisica

Il clima fisico è l'agente primario della rottura della roccia nei climi aridi e semiaridi.

  • La resistenza termica delle fluttuazioni di temperatura:[ Le oscillazioni di temperatura giornaliere possono superare i 30°C (54°F) nei deserti come il Sahara o l'Atacama. Le rocce si espandono quando si riscaldano durante il giorno e si contrappongono quando si raffreddano di notte.
  • Frost Wedging:[ In regioni semiaridi di elevazione superiore o durante i mesi invernali, l'acqua può congelare in fessure di roccia. L'espansione dell'acqua su congelamento esercita una pressione enorme (fino a 2000 atmosfere) che allarga le fessure. Anche se il gelo wedging è più comune in climi freddi umidi, svolge un ruolo in zone aride montagno come la Sierra Nevada o la Sierra.
  • Salt Weathering (Haloclasty): Forse il processo di meteorizzazione più caratteristico nelle zone aride. L'acqua di terra o le precipitazioni occasionali trasporta sali disciolti (ad esempio, cloruro di sodio, solfato di calcio) in pori di roccia e fessure. Quando l'acqua evapora, i cristalli di sale crescono e si espandeno, generando lo stress interno che disintegra la roccia costiera.
  • Comunicazione di stampa (Sheeting):[ Come materiale sovraccarico si erosiva, rocce profonde si espande e si crepa parallela alla superficie. Questa esfoliazione produce forme a forma di cupola come quelle viste nelle formazioni di granito del Parco Nazionale di Joshua Tree.

Meteorizzazione chimica

Le meteorologia chimica sono limitate nelle regioni aride a causa della bassa disponibilità di acqua, ma si verifica, soprattutto dopo rare precipitazioni eventi o in microambientali dove l'umidità persiste:

  • Hydration e Hydrolysis:[ Quando l'acqua è presente, minerali come feldspato possono scendere in minerali di argilla. Questo è lento nei deserti ma accelera vicino a flussi effimeri o nei deserti costieri come la Namibia.
  • Ossidazione:[ I minerali che portano il ferro reagiscono con ossigeno per formare ossidi di ferro (roto), dando molte rocce desertiche una patina rossastra o giallastra. Le lapidi rosse diffuse dell'altopiano del Colorado sono un classico esempio.
  • Carbonazione:[] L'anidride carbonica si dissolve in acqua piovana forma un acido carbonico debole, che lentamente dissolve calcite in calcare. Questo processo può produrre caratteristiche carsiche in climi aridi, come i buchi e le grotte del deserto di Atacama.
  • La dissoluzione dei minerali solubili:[ Gypsum e altri minerali evaporite si dissolvono relativamente facilmente, contribuendo alla formazione di pavimentazioni desertiche e di saline.

Meteorologia biologica

Gli alambicchi e i cianobatteri che crescono sulle superfici rocciose producono acidi che emettono minerali. Le radici vegetali, soprattutto dagli arbusti tolleranti alla siccità, possono infilarsi in crepe e allargarle.

Processi di erosione nelle regioni aride e semi-aride

L'erosione nelle zone aride è episodica e spesso violenta, poiché la copertura della vegetazione è scarsa, le superfici del suolo e della roccia sono direttamente esposte alle forze erosive del vento e dell'acqua.

Erosione del vento (Procetti eoliani)

Il vento è un potente agente di erosione in ambienti aridi dove è disponibile il sedimento secco finemente granulato.

  • Deflazione:[] Il sollevamento e la rimozione di particelle sciolte dal vento. La deflazione abbassa la superficie terrestre e crea caratteristiche come i salti, i marciapiedi desertici (sabbiamenti), e le cavità di deflazione. In casi estremi, la deflazione può abbassare il livello del terreno di diversi metri nel corso dei millenni.
  • Abrasione:[ Le particelle di sabbia e polvere a vento agiscono come sabbia naturale. Essi abradono superfici rocciose, creando forme di terra snellate chiamate yardang, ventifatti (rossi sfaccettati), e scanalature nella roccia. L'abrasione è più efficace in pochi metri della superficie di terra dove le concentrazioni di particelle sono più alte.
  • Saltazione:[] Il modo primario di trasporto della sabbia, dove i grani rimbalzano lungo la superficie. Questo processo è responsabile della formazione delle dune, comprese le dune stellari, dune barchan a forma di mezzaluna, e dune lineari comuni nei deserti.
  • Sospensione:[ Le particelle molto sottili (lunghe e argilla) possono essere sollevate in alto nell'atmosfera e trasportate oltre centinaia o migliaia di chilometri, come si vede nelle prugne di polvere sahara che raggiungono l'Amazzonia.

Erosione dell'acqua (Processi di fertilità)

Anche se l'acqua è scarsa, quando cade – di tipo come temporali intensi e a breve durata – il deflusso risultante può causare un'erosione catastrofica. La vegetazione rada e i suoli crostati spesso impermeabili permettono un rapido flusso di terra.

  • Splash Erosion:[ L'impatto della goccia di pioggia disloca le particelle del suolo, che vengono trasportate facilmente dal flusso successivo.
  • Erasione dei piedi:[ I sottili strati di acqua fluiscono sulla superficie, rimuovendo uno strato uniforme di suolo.
  • Rill and Gully Erosion:[ Il flusso concentrato crea piccoli canali (rilli) che possono approfondire in gollie all'interno di un singolo evento di tempesta.
  • Flash Flooding:] L'improvvisa liberazione di grandi volumi d'acqua dopo forti precipitazioni può trasportare enormi quantità di sedimenti. Questi eventi ad alta energia rimodellano i letti fluviali, depositano i ventilatori alluvionali e i canyon di carve. L'iconico wadi]

Rifiuti di massa e Gravity Erosion

In terreni aridi ripidi, i processi a gravità-driven sono importanti. Rocce, frane e detriti si verificano quando il tempo indebolisce le piste e le precipitazioni o l'attività sismica innesca il movimento.

Distinta Landforms Creato da Arid Meteo e Erosione

La combinazione di meteorologia e erosione nelle zone aride produce alcuni dei paesaggi più suggestivi della Terra.

  • Buttes and Mesas:[] Piatta-topped colline con lati ripidi, formate quando la roccia resistente del cappuccio protegge i strati più morbidi sottostanti dall'erosione.
  • Archi e Hoodoos:[] Gli archi di arenaria (ad esempio, nel Parco Nazionale degli Arches, Utah) sono creati da meteorologia del sale e da copertura del gelo. I conchiostri sono alti, sottili spire di roccia lasciati dopo l'erosione differenziale.
  • Yardangs:[] Le creste sgomberate e vento che assomigliano agli scafi invertiti della barca.
  • Desert Pavements:[] Superfici ricoperti da un mosaico ravvicinato di frammenti di roccia, formati come deflazione rimuove le multe, proteggendo il suolo sottostante da ulteriori erosioni del vento.
  • Playa Laghi e Salt Flats:[] Secchi letti laghi dove si accumulano minerali evaporite, come le Bonneville Salt Flats in Utah.
  • Sand Dunes:[] Accumulazioni di sabbia a forma di vento. I tipi Dune variano in base alla direzione del vento e all'alimentazione dei sedimenti, dalle dune barchan isolate alle catene lineari massicce.

Sfide poste dall'erosione e dal meteorismo in Drylands

Questi processi naturali, amplificati dalla variabilità del clima e dalla pressione umana, creano gravi sfide ambientali e socioeconomiche.

Degradazione del suolo e desertificazione

La perdita di suolo attraverso l'erosione del vento e dell'acqua supera molto i tassi di formazione del suolo nelle regioni aride. La rimozione del topsoil ricco di nutrienti riduce la produttività agricola e può portare a un degrado irreversibile della terra. La desertificazione – la diffusione delle condizioni del deserto nelle aree precedentemente produttive – è accelerata da sovrapposizioni, disordini e disintesibilità dell'irrigazione.

Scarsità dell'acqua e rischio di inondazione Flash

Le tempeste che forniscono acqua vitale causano anche erosione rapida, siltazione di serbatoi e distruzione di infrastrutture. Le inondazioni di Flash in wadis e arroyos sono una causa principale di morti atmosferici nelle regioni desertiche. Inoltre, la perdita di capacità di trattenere l'acqua in terreni degradati esacerba la scarsità di acqua.

Perdita di Biodiversità e Frammentazione Habitat

L'erosione rimuove il suolo e la vegetazione che sostengono le specie a secco specializzate. La frammentazione dell'habitat da parte di gullie e zone a vento fa più difficile per le specie migrare o trovare risorse. Le specie iconiche come la tartaruga del deserto nel Mojave e l'antilope dell'addax nel Sahara sono minacciate dalla perdita di habitat legata all'erosione del suolo.

Impatto sulle infrastrutture e sui beni culturali

L'abrasione eoliana danneggia strade, edifici e pannelli solari. Il sale corrode strutture in cemento e pietra, minacciando antichi monumenti come le rovine di Petra in Giordania e la Grande Sfinge in Egitto.

Adattamento e strategie di mitigazione

La gestione dell'erosione e delle intemperie in ambienti aridi e semiaridi richiede approcci integrati che uniscono la conoscenza tradizionale alla scienza moderna.

Tecniche Vegetative

  • Ristorazione della Vegetazione Nativa:[ Piantare specie a radice profonda e resistente alla siccità come cespuglio creosoto, acacia e succulents aiuta a legare il terreno con radici e ridurre la velocità del vento vicino al terreno.
  • Agroforestry and Shelterbelts:[ Piante lineari di alberi o arbusti (bolli) intercettano vento e intrappolano la neve o la sabbia. L'iniziativa Grande Muraglia Verde attraverso il Sahel è un esempio di grande scala di utilizzo cinghie di riparo] per combattere la desertificazione.
  • Contour Farming and Terracing:[ Su piste, aratri di contorno e terrazze in pietra ridurre la velocità di deflusso dell'acqua, consentendo più infiltrazioni e sedimenti di tracciamento.

Metodi meccanici e strutturali

  • Sand Fences and Netting:[] Le barriere temporanee o permanenti riducono la velocità del vento e intrappolano le dune di sabbia migranti.
  • Controllare dighe e gabbie:[] Piccole dighe costruite attraverso i gollie lento flusso d'acqua e catturare sedimenti, gradualmente stabilizzando il canale.
  • La superficie che arrosse:[] Tecniche come aratri profondi con sovrintendere o posizionare grandi rocce su suolo esposto creano rugosità che diminuisce l'erosione del vento.
  • Stabilizzazione del sale:[ In alcune aree, l'aggiunta di gesso o altri emendamenti chimici aiuta a legare le particelle del suolo.

Conservazione e gestione dell'acqua

  • Rainwater Harvesting:[] La cattura del runoff da colline o tetti in cisterne o piccoli serbatoi fornisce acqua per l'irrigazione e riduce il runoff erosivo.
  • Irrigazione del gocciolamento e mucillazione:[ L'irrigazione efficiente riduce la perdita dell'acqua e impedisce la salinizzazione dei terreni.
  • Ricaricare l'aquilino gestito:[] Dirigere le acque di inondazione in bacini permeabili reintegra l'acqua di terra e riduce le velocità di flusso di picco.

Pianificazione e politica del Land

  • ]Impianto di controllo:[[] I sistemi di pascolo rotante e limitando le dimensioni del mandrio impediscono di sovraincidere che le strisce di vegetazione e il terreno compatto.] USDA Range and Pasture Program fornisce linee guida per il pascolo sostenibile nelle zone semiaride.
  • Impostare aree di conservazione a lato:[] Proteggere i resti degli ecosistemi naturali di terra secca dallo sviluppo aiuta a preservare i buffer ecologici che mitigano l'erosione.
  • L'attuazione dei Regolamenti di Territorio:[ Prevenire la deforestazione, l'agricoltura insostenibile e lo scivolamento urbano in zone aride fragili.

Adeguamento dei cambiamenti climatici

Le strategie di adattamento includono lo sviluppo di varietà di colture tolleranti alla siccità, il miglioramento dei sistemi di allarme precoce per le inondazioni flash e le tempeste di polvere, e il ripristino degli ecosistemi per migliorare la sequestrazione del carbonio e la ritenzione idrica. IPCC Sesta relazione di valutazione]] evidenzia che la gestione integrata dei terreni nelle zone aride può fornire molteplici adattamenti co-benefici per leviazioni.

Conclusioni

L’erosione e le intemperie in ambienti aridi e semiaridi sono potenti, processi naturali che modellano alcuni dei paesaggi più drammatici del pianeta. Tuttavia, quando le attività umane e i cambiamenti climatici amplificano questi processi, pongono gravi minacce alla salute del suolo, alle risorse idriche, alla biodiversità e ai mezzi di sussistenza.