Woestijnen: meer dan alleen zand en warmte

Woestijnen bedekken ongeveer een derde van het aardoppervlak, maar ze worden vaak verkeerd begrepen als levenloze, eentonige uitgestrektheid van zand. In werkelijkheid, woestijnen behoren tot de meest geologische dynamische en ecologisch gevarieerde omgevingen op de planeet. Hun karakteristiek bepalende .extreme dorheid ..bergen elk aspect van het landschap, van de gekarteld pieken van bergketens tot de zondige bochten van zandduinen. Het begrijpen van de verschillende soorten woestijnen en de geologische processen die hen onthullen de diepgaande manieren waarop klimaat, wind, water en tektonische activiteit interactie om deze starkly prachtige terreinen te produceren.

Geologen en klimatologen classificeren woestijnen op basis van temperatuur, neerslag patronen, en de primaire oorzaken van hun droogheid. Terwijl alle woestijnen ontvangen minder dan 250 millimeter (10 inch) van jaarlijkse neerslag, de mechanismen die de droogte produceren verschillen dramatisch. Dit artikel verkent de vier belangrijkste woestijntypes ..warme, koude, kust, en regen schaduw ..en duikt in de onderscheidende geologische kenmerken die elk definiëren . We zullen ook de onderliggende krachten van verwering , erosie , en depositie die voortdurend opnieuw vorm te geven woestijn landschappen .

Hot Deserts: De Iconische Arid Landschappen

Warme woestijnen zijn wat de meeste mensen zien als ze denken van een woestijn: uitgestrekte zandzeeën, intense hitte overdag, en briljante blauwe luchten. Deze woestijnen worden voornamelijk gevonden in twee riemen rond 20° tot 30° breedtegraad noord en zuiden van de evenaar, waar dalende lucht in de subtropische hogedrukzones de wolkenvorming en regenval onderdrukt. De Sahara woestijn in Noord-Afrika, de Arabische woestijn, de Sonoran woestijn in Noord-Amerika, en de Australische Outback vallen allemaal in deze categorie.

Klimaat en vorming

De temperatuur in hete woestijnen kan stijgen boven 50°C (122°F) overdag en scherp dalen 's nachts, soms bij 30°C of meer. Deze dagtemperatuur bereik is een belangrijke motor van fysieke verwering. Het gebrek aan vegetatie betekent dat kale rots wordt direct blootgesteld aan de hitte van de zon en de chilling nacht hemel, waardoor mineralen uit te breiden en te contracteren herhaaldelijk. Na verloop van tijd, dit proces, bekend als thermische expansie vermoeidheid, breuken rotsoppervlakken. Hoewel regen is schaars, wanneer het valt het vaak komt als intense, kortlevende neervallen die flits overstromingen kan veroorzaken, snijdt arroyoos en waden in de woestijn vloer.

Geologische kenmerken van warme woestijnen

Zandduinen

Wind is de dominante stof van erosie en depositie in hete woestijnen. Waar los zand is overvloedig, duinen vorm. Duin morfologie varieert met windrichting en zandvoorziening: halvemaanvormige barchan duinen migreren over harde grond, lineaire seif duinen strekken zich uit voor kilometers parallel aan heersende winden, en ster duinen met meerdere armen ontwikkelen zich waar wind waait uit vele richtingen. De Grote Zandzee van de Sahara bevat duinen die meer dan 300 meter hoog staan. Duinvelden zijn niet statisch; ze verschuiven continu, begraven oude land oppervlakken en het creëren van nieuwe.

Rock Formations: Mesas, Buttes, en Hoodoes

Waar sedimentaire rotslagen worden blootgesteld, differentiële erosie creëert spectaculaire landvormen. Een mesa is een vlakke top hoogte met steile zijden, gevormd wanneer een resistente cap rots (vaak basalt of zandsteen) beschermt zachtere onderliggende lagen. Als erosie eet weg aan de randen, een mesa kan krimpen tot een smallere butte, en uiteindelijk in een toren of hoodoo. Monument Valley op de Colorado Plateau is een klassiek voorbeeld. Hoodoos, zoals die in Bryce Canyon (die, hoewel een hoog plateau, ervaren woestijnomstandigheden), het gevolg van vorst weiden en chemische verwering langs gewrichten in kalksteen of zandsteen.

Playa-meren en zoutvlakten

In bekkens met interne afvoer, water dat stroomt na regenstormen verzamelt in tijdelijke meren. Onder de meedogenloze zon, dit water verdampt, waardoor achter een platte, zout gecremeerd oppervlak genaamd een playa. De Bonneville Zout Platten in Utah, gevormd door het drogen van het oude Bonnevillemeer, zijn een van 's werelds grootste playa's. Evaporiet mineralen zoals haliet, gips, en borax neerslag in verschillende patronen, vaak het creëren van veelhoekige scheuren als het zout droogt en contracteert.

Het leven in warme woestijnen

Ondanks de harde omstandigheden, hete woestijnen ondersteunen een verrassende verscheidenheid van leven. Planten zoals cactussen, onkruidachtige struiken, en acacia hebben zich aangepast om water op te slaan, bladoppervlak te verminderen en te groeien diepe wortelsystemen. Dieren . Van fennec vossen tot zijwinder ratelslangen . zijn nachtelijke of crepusculair om dagwarmte te voorkomen . De geologische kenmerken zelf creëren microhabitats: de schaduw van een butte kan een koeler , vochtigere niche , en de lee kant van een duin biedt onderdak voor holende wezens .

Koude woestijnen: waar sneeuw ontmoet zand

Koude woestijnen worden niet gedefinieerd door hoge temperaturen maar door droogte gecombineerd met koude winters. Ze komen voor op hoge breedten of hoge hoogtes, waar neerslag laag is, en veel ervan valt als sneeuw. De Gobi woestijn, gelegen op het Mongoolse Plateau, is de grootste koude woestijn in Azië. Andere voorbeelden zijn de Grote Basin woestijn in het westen van de Verenigde Staten, de Patagonische woestijn in Argentinië, en de hoge hoogte woestijnen van het Tibetaanse Plateau.

Klimaat en vorming

In koude woestijnen kunnen de gemiddelde wintertemperaturen dalen tot -20°C (-4°F) of lager, terwijl de zomers warm zijn maar kort. Jaarlijkse neerslag is laag .Vaak onder 250 mm . Maar sneeuwdekking kan blijven bestaan voor maanden, waardoor een voorbijgaande bron van vocht dat sijpelt in de grond tijdens de lente smelten. De aanwezigheid van permafrost in sommige koude woestijnen (bijv. de droge valleien van Antarctica) creëert unieke hydrologische en geomorfe omstandigheden.

Geologische kenmerken van koude woestijnen

Alluviaal ventilatoren

Alluviale ventilatoren zijn kegelvormige afzettingen van sediment die vormen waar een snel stromende bergstroom ontmoet een vlakke vallei vloer. In koude woestijnen, deze ventilatoren zijn vaak samengesteld uit hoekige, slecht gesorteerde grind en zand, die een snelle afzetting van flitsende sneeuwmelt overstromingen weerspiegelen. Na verloop van tijd, coalescing alluviale fans kunnen bouwen enorme bajadas ..doorlopende schorten van sediment dat de vallei vloeren bedekt. De Basin en Range provincie Nevada en Utah bevat spectaculaire voorbeelden.

Zoutvlakten en playa's

Net als hete woestijnen, koude woestijnen bevatten ook speelse en zoutvlakten, hoewel hun vorming wordt beïnvloed door bevriezing-thaw cycli. In het Grote Bassin, oude meren zoals Lahontan Lake en het Bonneville meer achter uitgestrekte zoutpannen. De zoutkorsten in koude woestijnen vaak vertonen een meer complexe veelhoekige patroon als gevolg van herhaalde bevriezing en ontdooiing van de pekel onder het oppervlak. De Uyuni Zout Plat in Bolivia, een hoge hoogte koude woestijn, is de grootste wereld, die meer dan 10.000 vierkante kilometer.

Topografie van het bekken en het bereik

Dit onderscheidende landschap, dat zich uitstrekt van de Sierra Nevada tot de Rocky Mountains, bestaat uit afwisselende breukblok bergketens en neergedaalde bekkens. De reeksen stijgen abrupt uit de bekkenvloeren, waardoor oude kristallijne rotsen op hun flanken blootstaan. Erosie heeft diepe canyons en fans van talus aan de basis gesneden. De bekkens zelf zijn gevuld met duizenden meters sediment die een lange geschiedenis van tektonische uplift en erosie registreren. Deze topografie is een direct resultaat van de uitbreiding van de korst die ongeveer 17 miljoen jaar geleden begon.

Het leven in koude woestijnen

Koude woestijn ecosystemen worden gedomineerd door winterachtige struiken zoals salieborstel, zoutstruik, en zwarte borstel, samen met grassen en vorbs die droge, zouthoudende bodems kunnen verdragen. Het grote bekken is beroemd om zijn oude bristlecone dennen, die groeien op hoge hoogtes waar andere bomen niet kunnen overleven. Dieren zoals pronghorn antilope, jackrabbits, en salie korst zijn geëvolueerd om te gaan met extreme temperatuur schommels en beperkt water. Veel soorten migreren of overwinteren tijdens de zwaarste wintermaanden.

Kustwoestijnen: Aridity at the Shoreline

Kustwoestijnen zijn paradoxaal: ze liggen naast oceanen maar krijgen weinig regen. Ze vormen zich waar koude, opwellende oceaanstromingen de lucht erboven chillen, stabiliseren de atmosfeer en voorkomen dat de vorming van regenwolken. De Atacama woestijn in Chili, de Namib woestijn in zuidwest-Afrika, en het schiereiland Baja Californië in Mexico zijn uitstekende voorbeelden. De Atacama wordt algemeen beschouwd als de droogste niet-polaire woestijn op aarde, met delen die minder dan 1 mm regen per jaar ontvangen.

Klimaat en vorming

De koude Humboldt Current langs de kust van Chili en de Benguela Current voor Namibië zorgen voor een aanhoudende temperatuurinversie: koele, vochtige lucht in de buurt van de oceaan wordt gevangen onder warmere, drogere lucht aloft, onderdrukken convectie. Mist rolt vaak landinwaarts, waardoor een cruciale vochtbron voor planten en dieren, maar meetbare regenval is uitzonderlijk zeldzaam. Deze mist, bekend als camanchaca[] in Chili, kan condenseren op planten en rotsen, druipen in de bodem.

Geologische kenmerken van kustwoestijnen

Zeekliffen en zeebuffels

Kusterosie door golfactie veroorzaakt steile kliffen langs de kustlijn. In de woestijnen Atacama en Namib kunnen deze kliffen honderden meters stijgen, waardoor lagen sedimentaire rotsen worden blootgelegd die oude mariene omgevingen registreren. De kliffen worden vaak ondergedompeld door zeegrotten en bogen, en golf-gesneden platforms ontwikkelen zich op hun basis. In tegenstelling tot vochtige kusten, betekent het gebrek aan vegetatie dat kliffen gezichten zijn star zichtbaar, presentatie van gevouwen strata en breuklijnen.

Kustzandduinen

Waar zandstranden bestaan, waait onshorewinden zand in het binnenland om kustduinen te vormen. De Namib woestijn beschikt over een aantal van 's werelds hoogste duinen, die tot 380 meter reiken, met levendige oranje en rode kleuren afgeleid van ijzeroxide coatings op de zandkorrels. Deze duinen zijn gerangschikt in massale crescentische en lineaire vormen die langzaam naar het binnenland migreren. Het mobiele zand creëert een voortdurend verschuivend landschap dat wegen en spoorwegen op plaatsen begraaft.

Mariene terrassen en fossiele deposito's

Langs de kust van de Atacama, verheffen zeeterrassen getuigen van de voortdurende tektonische activiteit van de Nazca Plate subducting onder Zuid-Amerika. Gefossiliseerde resten van walvissen, zeehonden en andere zeezoogdieren worden gevonden op terrassen nu duizenden meter boven zeeniveau. Deze afzettingen bieden onschatbare gegevens van de voorbije oceaanomstandigheden en biologische evolutie. Guano afzettingen van zeevogels kolonies ook zich op te hopen op kustkliffen, het creëren van rijke fosfaatreserves die zijn gedolven voor eeuwen.

Leven in Kustwoestijnen

Kust woestijnen zijn oases van biodiversiteit in vergelijking met hete interieur woestijnen. De mist ondersteunt unieke plantengemeenschappen zoals de lomas formaties in Peru en Chili, waar efemerale wilde bloemen bloeien na mist condens en af en toe El Niño regens. Endemische soorten zoals de woestijn puppy en de zijwindende viper hebben zich aangepast aan de extreme dorst. In de Namib, de mist-basking kever (Stenocara gracilipes[]) oogst water uit mist op zijn gespecialiseerde schelp.

Rain Shadow Deserts: De Leeward Drooglanden

Regenschaduw woestijnen vormen aan de kant van de bergketens die langs de winderige kant liggen, waar vochtige lucht wordt gedwongen om op te stijgen, af te koelen en de neerslag ervan aan de windzijde vrij te geven. Tegen de tijd dat de lucht aan de andere kant daalt, is het warm en droog, waardoor een uitgesproken droge zone ontstaat. De Mojave woestijn in de regenschaduw van de Sierra Nevada, de Gobi woestijn in de schaduw van de Himalaya en Tibetaanse plateau, en de Patagonische woestijn in de regenschaduw van de Andes alle voorbeelden van dit type.

Klimaat en vorming

Het orografische effect is de motor van de regenschaduw woestijnen. Als heersende winden dragen vochtige lucht uit de oceaan, ze tegenkomen een bergbarrière. De lucht stijgt, koelt adiabatisch, en vormt wolken en neerslag. Na het oversteken van de pieken, daalt de nu droge lucht af en warmt, condenseert eventuele resterende vocht en onderdrukken regen. De intensiteit van de regenschaduw is afhankelijk van de hoogte van de bergen en het vochtgehalte van de lucht. De Himalaya's creëren een bijzonder dramatische regenschaduw, met de Gobi ontvangt minder dan 200 mm van de jaarlijkse neerslag, terwijl de windward voetheuvels ontvangen meer dan 1000 mm.

Geologische kenmerken van de regenschaduwwoestijnen

Droge valleien en canyons

Regenschaduw woestijnen worden vaak gekenmerkt door diepe, droge valleien die alleen efemerale stromen bevatten. Zonder de erosieve kracht van vaste rivieren, de valleien behouden een stark, hoekige vorm. Death Valley in Californië .De heetste en droogste plaats in Noord-Amerika .Zitt in een regenschaduw die zowel door de Sierra Nevada en de Panamint Range. De vloer ligt onder de zeespiegel en is gevuld met zoutpannen , alluviale ventilatoren , en steile canyon muren gesneden door zeldzame flits overstromingen .

Bergfronten en -perimenten

De grens tussen de regenschaduw woestijn en het berggebied is vaak een scherpe helling. Pedimenten . Glooiende bedroevende rotsoppervlakken aan de basis van bergen .Ontwikkelen als de bergfront trekt zich terug als gevolg van erosie . Deze oppervlakken zijn meestal bedekt met een dunne fineer van sediment en zijn een belangrijk kenmerk van woestijn piemontes . Het contrast tussen de ruige, beboste bergen en de onvruchtbare, rotsachtige pediment is visueel opvallend .

Alluviaal en Fluviaal deposito's

Zelfs in de schaduw van de regen, kunnen soms zware stormen in de aangrenzende bergen stromen water en sediment naar beneden in de woestijn. Deze gebeurtenissen bouwen grote alluviale ventilatoren en vullen de valleien met grind, zand en slib. In de Mojave, afzettingen van oude rivieren die stroomde uit de Sierra Nevada (nu meestal droog) creëren kenmerkende terrassen landvormen. De sedimenten bevatten vaak ca blee een geharde laag calciumcarbonaat dat vormt als regenwater verdampt en bladeren achter mineralen.

Het leven in de regenschaduw woestijnen

De flora en fauna van de regenschaduw woestijnen zijn aangepast aan extreme droogte en temperatuurschommelingen. Creosootstruik, Joshua bomen, en diverse cactussen domineren de Mojave. In de Gobi, saxaul struiken en wilde kamelen zwerven de stenige vlaktes. Dieren zoals de kangoeroe rat (die water kan metaboliseren uit droge zaden), de woestijnschildpad, en de zijwinder ratelslangen zijn gebruikelijk. Lente bloeit na zeldzame winter regens kan de woestijn vloer transformeren in een tapijt van wilde bloemen, een fenomeen bekend als een "superbloei."

Geologische processen die alle woestijnen vormen

Terwijl elk woestijntype unieke kenmerken heeft, werken gemeenschappelijke geologische processen in alle droge landschappen. [Weergeven in woestijnen wordt gedomineerd door fysieke (mechanische) mechanismen: thermische expansie, vorst wedden in koude woestijnen, zoutkristalgroei (haloclasty), en de schurende werking van door wind overgedragen deeltjes. Erosie is voornamelijk windgedreven (eoliaans) in warme woestijnen, maar watererosie door flitsvloeden kan dramatisch zijn. Depositie[] creëert duinen, loes (wind-gezwaaide slib), alluviale ventilatoren en zoutvlakten.De snelheid van deze processen varieert met klimaat en rotstype.

Eolische processen: Wind als een beeldhouwer

Wind is een krachtige erosieve kracht in woestijnen. Deflatie verwijdert losse fijne deeltjes, waardoor een woestijn bestrating een oppervlaktelaag van dicht verpakt kiezels en kastjes. Abrasion door zandkorrels carves ventilfacts (gefacetteerde rotsen) en ondergraaft rotsformaties, het creëren van paddenstoelvormige voetstuk rotsen. Loess afzettingen, die deken uitgestrekte gebieden in China en Argentinië, zijn afkomstig van fijn stof ontwaterd uit woestijnbekkens.

Fluviale processen: zelden, maar geweldadig

Hoewel regen is weinig frequent, wanneer het komt vaak valt met uitzonderlijke intensiteit. Het gebrek aan vegetatie betekent dat runoff is onmiddellijk en erosief. Flash overstromingen bewegen keien, snijden diepe geulen (arroyos), en verspreiden sediment over over de overstromingsvlaktes. Veel woestijn landvormen .alluviale ventilatoren, droge wasserijen, en badlands zijn voornamelijk gevormd door deze zeldzame maar krachtige water gebeurtenissen. In koude woestijnen, sneeuwmelt kan produceren duurzame voorjaar stromen die onderbieden hellingen en transport grind.

Conclusie

De woestijnen van de wereld zijn veel diverser dan hun stereotype suggereert. Van de verkoolde zandzeeën van de Sahara tot de bevroren vlaktes van de Gobi, van de mist-gehulde kliffen van de Atacama tot de droge dalen van de Mojave, elke woestijn type weerspiegelt een unieke combinatie van breedtegraad, hoogte, oceanische invloed en topografie. Hun geologische kenmerken . Hun geologische kenmerken .dunes , mesas , alluviale ventilatoren , zoutvlakten , en zeekliffen . zijn niet alleen mooi; ze zijn verslagen van de aardse klimaat en tektonische geschiedenis . Door het begrijpen van de krachten die deze dorre landschappen creëren en transformeren , krijgen we een diepere waardering voor de veerkracht van het leven en de kracht van natuurlijke processen die over immense tijdperken werken .

Voor meer informatie, overwegen het verkennen van middelen uit de V.S. Geologische enquête woestijnonderzoek, de National Geographic Desert Encyclopedia, of de Encyclopaedia Britannica entry on deserts. Deze bronnen bieden diepere duiken in specifieke woestijnsystemen en lopend onderzoek in de aridelandsgeologie.