Пустыня Сахара часто представляется как бесконечное море волнистых песчаных дюн, однородный ландшафт, сформированный исключительно ветром. В то время как песчаные моря или эрги покрывают значительную часть региона, наиболее драматическими и определяющими чертами Сахары являются ее возвышающиеся горы, обширные плато и изолированные скалистые купола. Эти рельефы в подавляющем большинстве являются продуктом внутреннего тепла Земли, выкованного из магматических пород. От темных вулканических вершин Тибести до округлых гранитных китовых горных хребтов, магматическая геология обеспечивает структурный хребет пустыни. В этой статье исследуется, как уникальные свойства и процессы формирования магматических пород создали ландшафт Сахары, диктуя все от его самых высоких возвышений до его скрытых водных ресурсов.

Геологические рамки Сахары

Основанием Сахары является Африканский щит, обширный регион древних докембрийских магматических и метаморфических пород, образующих ядро континента. За миллионы лет тектонические силы разрушили этот устойчивый кратон, создав глубокие трещины и зоны слабости. Магма использовала эти пути, поднимаясь на поверхность или затвердевая глубоко под землей, чтобы сформировать огромные батолиты. Последующий тектонический подъем обнажил эти глубоко расположенные скалы и вызвал обширные периоды вулканической активности.

Эта древняя история имеет решающее значение для понимания современной пустыни. Младшие, более мягкие осадочные породы, которые когда-то покрывали большую часть щита, были размыты ветром и водой, оставляя твердые, кристаллические магматические породы, стоящие смелым рельефом. Современная Сахара - это, в очень реальном смысле, ландшафт эксгумированной геологии, где самые глубокие корни континента обнажены. Пространственное распределение этих магматических ландшафтов напрямую контролирует расположение самых высоких гор, крупнейших оазисов и самой изрезанной местности через Северную Африку.

Ключевые типы пористых пород и их происхождение

Волшебные породы Сахары в целом делятся на две категории: плутонические породы , которые медленно охлаждаются глубоко внутри Земли, и вулканические породы , которые извергаются на поверхность. Каждый тип производит различные формы рельефа из-за своего уникального минерального состава и структурных свойств.

Гранит и диорит: корни гор

Гранит является наиболее распространенной плутонической породой в подвале Сахары. Образованный из медленного охлаждения фельсовой (богатой кремнеземом) магмы, он развивает грубозернистую, взаимосвязанную кристаллическую текстуру. Эта текстура делает гранит исключительно твердым и устойчивым как к химическому, так и к физическому выветриванию. Диорит, более темная, промежуточная порода, имеет схожую долговечность. Эти породы образуют ядра многих массивов Сахары. Когда надлежащая кора поднимается и эрозия снимает осадочный покров, массивные гранитные батолиты подвергаются воздействию. Уникальные соединительные узоры гранита — наборы параллельных трещин, которые делят камень на блоки — имеют решающее значение для развития формы земли. По мере высвобождения давления гранит расширяется и распадается на изогнутые листы, процесс, известный как отшелушивание.

Этот процесс отшелушивания непосредственно отвечает за формирование инселбергов и борнхардтов. Борнхардты представляют собой массивные, крутые, куполообразные холмы, которые резко поднимаются с окружающих равнин. Классическая форма китобок многих инселбергов Сахары создается путем отслаивания последовательных слоев гранита, очень похожих на слои лука. Тибести Горы в Чаде, в то время как в основном вулканические в его верхних областях, находятся на фундаменте этих древних гранитных пород.Воздушные горы Нигера являются впечатляющим отображением глубоко расчлененных гранитных куполов и вершин.

Базальтовые и вулканические поля: ландшафты, созданные мантией

Базальт является доминирующей экструзивной магматической породой в Сахаре. Он образуется, когда низкая вязкость, мафическая (железная и богатая магнием) лава быстро течет по поверхности. Когда лава быстро охлаждается, она образует мелкозернистую, плотную породу. Базальтические извержения могут быть разрежены, покрывая обширные области за относительно короткое время, или производят центральные вулканы с узнаваемыми конусами и кратерами.

Выветривание базальта производит характерно темный, угловой щебень и, в конечном счете, уникальную почву. Поскольку он твердый, но хрупкий, базальт часто образует лавовые плато , которые устойчивы к эрозии, но легко ломаются. Харудж вулканическое поле в центральной Ливии является одним из крупнейших в своем роде на Земле, покрывая приблизительно 45 000 квадратных километров темной, скалистой местности. Тибести горы, которые являются массивным щитовым вулканом, Эми Кусси, который является широким, мягко наклонным куполом, построенным бесчисленными жидкими базальтовыми потоками. Вулканические шеи, затвердевшие центральные жерла древних вулканов, часто подвергаются как драматические, вертикальные скальные вершины, которые возвышаются над окружающей местностью, образуя различные ориентиры, видимые на мили.

Конкретные формы рельефа, созданные при посторонней активности и дифференциальной эрозии

Взаимодействие между устойчивой природой магматических пород и неустанными силами эрозии создало каталог отличительных рельефов по всей Сахаре. Эти особенности не случайны; они являются прямыми выражениями геологии и долгосрочной геоморфической истории региона.

Массивы: Высокие острова пустыни

Наиболее доминирующими рельефами являются большие массивы: Ахаггар (Hoggar) в Алжире, Воздух в Нигере и Тибести в Чаде. Это не простые вулканические конусы, а сложные, поднятые блоки древней кристаллической подвальной породы, часто покрытые или сложенные более молодыми вулканическими потоками и плутонами. Они поднимаются на тысячи метров над окружающими равнинами, действуя как высотные острова.

Горы Ахаггар являются превосходным примером Хорст — блока земной коры, который был поднят между двумя разломами. Ядро массива состоит из докембрийского гранита и гнейса, в то время как окружающий ландшафт отмечен впечатляющими вулканическими пиками и обширными полями темного базальта. Стойкая природа этих скал создает пейзаж острых, скалистых хребтов, глубоких ущелий и возвышающихся вершин, которые резко контрастируют с низменными песчаными морями на севере и востоке.

Вулканические плато и шеи

Там, где массивные излияния базальта затопили ландшафт, образуются вулканические плато. Это плоские, возвышенные области, поверхность которых представляет собой твердую, устойчивую к эрозии шапку базальта. Плато Адрар в Мавритании, хотя и частично осадочные, структурно определяется магматическими вторжениями и древними подвальными породами, которые сопротивляются эрозии, создавая массивную, плоскую особенность. В Ливии вулканические поля доминируют над ландшафтом.

Как уже упоминалось, вулканические шеи являются одними из наиболее визуально поразительных особенностей. Поскольку более мягкий вулканический туф и окружающие осадочные породы разрушаются, твердый базальт или фонолит, затвердевший в центральном канале вулкана, остается на месте. Эти цилиндрические или трубоподобные образования могут подниматься на сотни метров и часто упоминаются как «вулканические пробки».

Инсельберги и Рокки Риджес

Сахара — классический ландшафт для изучения инселбергов. Эти изолированные крутые холмы — остатки ранее непрерывной поверхности, которая была разрушена. Наиболее распространенным типом является bornhardt, большой, голый, куполообразный инселберг, состоящий из гранита или гнейса. Процесс сфероидального выветривания является ключевым. Химическое выветривание атакует гранит вдоль его суставов, округляя острые углы и превращая массивную скалу в концентрические оболочки, которые затем отслаиваются.

Эти особенности не ограничены гигантскими горами. Меньшие формы, известные как ruware и castle kopjes, распространены на фронтонных поверхностях, окружающих массивы. Длинные извилистые хребты из стойких магматических пород, часто крутые с одной стороны и нежные с другой, образуют hogbacks и cuestas, которые контролируют местные дренажные структуры и поток ветра.Messak Settafet в Ливии является массивным плато из песчаника, но его существование и его внушительные, крутые откосы являются свидетельством эрозионного сопротивления, обеспечиваемого его геологической историей, глубоко укоренившейся в лежащей в основе кристаллической структуре подвала, которая стабилизировала регион и позволила более твердой крыш

Темные дюны и песчаные моря

Нежные породы даже влияют на цвет знаковых дюн пустыни. В то время как большинство песка Сахары бледно-желтый до оранжевого из-за его высокого содержания кварца, выветривание базальта и других темных вулканических пород производит темный, богатый железом песок. Эти минералы могут накапливаться, чтобы сформировать темные дюны, которые имеют поразительный внешний вид на типичном светлом фоне. Кроме того, высоко стоящие массивы действуют как массивные барьеры для преобладающих торговых ветров, создавая дождевые тени и отклоняя направления ветра. Расположение и форма Grand Erg Oriental и Grand Erg Occidental, например, сильно зависят от топографических препятствий, представленных Сахарскими Атласными горами и массивом Хоггар.

Роль глинистых пород в гидрологии и экосистемах Сахары

Помимо своего структурного влияния, магматические породы являются основной причиной существования жизни в интерьере Сахары. Массивы действуют как водонапорные башни. Поскольку воздушные массы из Атлантики и Средиземноморья вынуждены подниматься вверх над высокими вершинами Воздуха, Ахаггара и Тибести, они охлаждают, конденсируются и производят орографические осадки. Эти горы получают значительно больше осадков, чем окружающие низменности, создавая локализованные экосистемы.

Вода, которая падает на эти изверженные ландшафты, не просто стекает. Обширное скрещивание и разрыв в граните и базальте создают зоны высокой проницаемости. Вода просачивается глубоко в скалу, хранится в этих трещинах, а затем медленно появляется на более низких высотах в виде источников и просачивается. Этот процесс является жизненной силой пустыни.

  • Оазисы: Подавляющее большинство постоянных крупномасштабных оазисов Сахары расположены у основания этих магматических массивов. Вода, хранящаяся в раздробленной скале, обеспечивает надежное круглогодичное снабжение. Знаменитые оазисы региона Феццан в Ливии, такие как Сабха, полагаются на воду, происходящую из вулканических полей Тибести и Харуджа через Нубийскую систему водоносных горизонтов, которая перезаряжается в этих высокогорьях.
  • Wadi Systems: Сезонные реки, или вади, которые текут из массивов, переносят воду, осадок и питательные вещества далеко в пустыню.Вади, осушающие Воздушные горы, например, текут на юг в Сахель, обеспечивая критические водные ресурсы для скотоводов и дикой природы.
  • Уникальные экосистемы: Нагорья сами по себе являются местом обитания реликтовых популяций средиземноморской и тропической флоры и фауны. Воздушные и Тенерские природные заповедники являются объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО именно потому, что магматические горы создают уникальный экологический остров в пустыне, поддерживая такие виды, как находящиеся под угрозой исчезновения аддакс и последние популяции западноафриканских крокодилов.

Воздушные горы являются классическим геологическим и экологическим примером массива Сахары.

Почему глинистые камни стоят высоко: краткое описание свойств

Доминирование магматических пород в формировании Сахары можно свести к нескольким ключевым физическим и химическим свойствам.Понимание этих свойств помогает объяснить, почему эти конкретные породы формируют положительные черты ландшафта, а осадочные породы образуют низменности.

  1. Кристаллическая текстура:] Пористые породы состоят из взаимосвязанных минеральных кристаллов. Это придает им огромную внутреннюю прочность по сравнению с осадочными породами, которые состоят из зерен, удерживаемых вместе цементом. Не существует врожденных плоскостей слабости, таких как плоскости постельного белья в песчанике или известняке.
  2. Минеральная стабильность:] Первичные минералы в граните (кварц, полевой шпат, слюда) относительно стабильны в поверхностных условиях. Кварц чрезвычайно устойчив к химическому выветриванию, в то время как полевой шпат медленно выветривается в глинистые минералы. Это контрастирует с известняком (кальцитом), который легко растворяется в слабой кислоте, или испарителями (гипсом, галитом), которые полностью растворяются в воде.
  3. Планы сечения (Смеси):] Все породы имеют стыки, но регулярный, ортогональный стыковочный рисунок в массивном граните и столбчатое стыковка в охлаждающем базальте создают отчетливые формы выветривания. Сфероидальное выветривание в граните производит гладкие купола, в то время как блочный перелом базальта производит талусовые склоны и скалистые плато. Эти стыки позволяют воде входить, что имеет решающее значение как для выветривания, так и для гидрологии.
  4. Плотность и твердость:] Гнойные породы плотные и твердые. Они очень устойчивы к истиранию ветровым песком. В то время как мягкий песчаник будет пескоструйно размыт в мутные формы и каньоны, гранитный купол останется относительно гладким и неповрежденным в течение миллионов лет.

Узнайте больше о формировании инселбергов и борнхардтов в засушливых ландшафтах из Британники.

Оригинальное название: The Enduring Legacy of Fire in a Sea of Sand

Пустыня Сахара — это не статичный ландшафт простого песка. Это обширный геологический музей под открытым небом, где силы глубоких земных и поверхностных процессов заперты в непрерывном диалоге. Магматические породы, образовавшиеся из охлаждения магмы миллионы лет назад, являются доминирующими персонажами в этой истории. Они образуют высокие вершины, которые перехватывают редкие дожди, устойчивые барьеры, которые диктуют форму ветра и песка, и раздробленные водоносные горизонты, которые хранят воду, необходимую для жизни.

От темных, задумчивых вершин вулканов Тибести до идеально вылепленных гранитных куполов Воздушных гор, отпечаток магматической активности безошибочен. Эти древние, кристаллические породы являются прочной основой, на которой построен весь ландшафт Сахары. Понять Сахару - значит понять ее геологическое основание , и на этом фундаменте лежит мир огня, давления и кристаллической долговечности, который продолжает формировать одну из самых экстремальных и красивых сред планеты. Кажущаяся бесплодной скала, на самом деле, является источником уникальной формы пустыни, экологии и устойчивости.

Исследуйте геоморфологию пустынных ландшафтов из Геологической службы США.

Подробнее о вулканической геологии гор Тибести.

Дальнейшее понимание геологической истории Сахары в Википедии.