Table of Contents

Понимание пустынных форм рельефа

Пустыни являются одними из самых визуально ярких и геологически динамичных сред на Земле. Хотя они часто упрощенно описываются как бесплодные пустоши, в пустынях на самом деле находится необычайное разнообразие рельефов, которые являются результатом конкретных комбинаций ветра, воды, экстремальных температур и тектонических сил в течение огромных временных масштабов. Эти ландшафты включают в себя все, от возвышающихся дюн, которые сменяются ветром, до изрезанных пустынных земель, которые сохраняют окаменелости древней жизни. Понимание рельефов пустыни имеет важное значение не только для геологов и экологов, но и для всех, кто интересуется природными силами, которые формируют нашу планету. Это всеобъемлющее руководство исследует основные типы пустынных рельефов, процессы, которые их создают, их экологическую ценность и проблемы, с которыми они сталкиваются в меняющемся климате.

Что определяет пустынную среду

Прежде чем исследовать конкретные формы рельефа, важно понять, что представляет собой пустыня. Пустыни определяются в первую очередь засушливостью: они получают менее 250 миллиметров (10 дюймов) осадков в год. Однако не все пустыни являются горячими. Холодные пустыни , такие как пустыня Гоби в Азии и Антарктические Сухие долины, испытывают холодные температуры и получают большую часть своих ограниченных осадков в виде снега. Горячие пустыни , такие как Сахара и Аравийская пустыня, имеют высокие дневные температуры и интенсивное солнечное излучение. Прибрежные пустыни , включая Атакаму в Чили и Намиб в южной Африке, находятся под влиянием холодных океанских течений, которые создают туман, но очень мало осадков. Каждый тип пустыни производит различные формы рельефа на основе его климата, геологии и ветровых моделей. Для дальнейшего чтения о глобальном распределении пусты

Основные категории пустынных форм рельефа

Дезозные формы рельефа могут быть широко разделены на две категории на основе их процесса формирования: эрозионные формы рельефа и осажденные формы рельефа рельефа являются результатом изнашивания пород и почвы ветром и водой. Дезпозиционные формы рельефа образованы из осадка, который был транспортирован и депонирован этими же агентами. Многие ландшафты содержат оба типа, и понимание взаимодействия между эрозией и осаждением является ключом к чтению геологической истории любого пустынного региона.

Эрозионные пустынные формы суши

Эрозионные формы суши доминируют во многих пустынных ландшафтах. Без сдерживающего влияния растительности и постоянной влаги ветер и вода могут агрессивно разрушать поверхности скал. Наиболее заметные эрозионные особенности включают плато, мезас, бутылочки, бесплодные земли, инсельберги, арки и каньоны.

Депозиционные пустынные формы суши

Депозиционные формы рельефа строятся из осадочных пород, переносимых ветром или водой и осаждаемых в новых местах. Наиболее известными осадочными формами рельефа являются песчаные дюны, но в эту категорию также входят аллювиальные вентиляторы, соляные плоскости, плеяды и пустынные тротуары. Эти особенности часто образуются в низменных районах или на окраинах горных хребтов.

Песчаные дюны: Иконы пустыни

Песчаные дюны, пожалуй, самые знаковые формы пустыни. Они образуются, когда ветер транспортирует песчинки и откладывает их в скопления, которые растут с течением времени. Дюнное образование требует обильного источника песка, устойчивого ветра достаточной силы для перемещения песчинок и препятствия или неровности поверхности, чтобы вызвать осаждение. Размер и форма дюны зависят от направления ветра, согласованности скорости ветра, песчаного запаса и присутствия растительности. Геоморфологи определили несколько основных типов дюн, каждый с различными характеристиками.

Бархан Дюны

Барханские дюны имеют полумесяц и образуются в районах, где ветер дует последовательно с одного направления. У них выпуклая наветренная сторона и вогнутая скользящая сторона на подветренной стороне. Эти дюны мигрируют по поверхности пустыни с течением времени, иногда перемещаясь на несколько метров в год. Барханские дюны распространены в пустыне Сахара и пустынях Средней Азии. Их движение может угрожать дорогам, железным дорогам и поселениям, требуя активного управления в некоторых регионах.

Поперечные дюны

Поперечные дюны образуются как длинные хребты, ориентированные перпендикулярно преобладающему направлению ветра. Они встречаются в районах с обильным песком и умеренными, последовательными ветрами. Поперечные дюны часто образуют большие дюнные поля или песчаные моря, известные как эрги. Руб аль-Хали (Пустой квартал) на Аравийском полуострове содержит некоторые из крупнейших поперечных дюнных систем на Земле, с хребтами, достигающими более 200 метров в высоту.

Продольные дюны

Также называемые сейф-дюнами (от арабского слова «меч») продольные дюны образуются параллельно преобладающему направлению ветра. Они обычно длинные, узкие хребты с острыми гребнями, которые могут простираться на десятки километров. Продольные дюны часто развиваются в районах, где направление ветра относительно постоянное и песчаное снабжение умеренное. Они распространены в Сахаре и пустыне Намиб.

Звездные Дюны

Звёздные дюны относятся к числу наиболее визуально сложных дюнных форм. Они имеют множественные рукава, излучаемые с центрального пика, создавая звёздоподобную форму при взгляде сверху. Звёздные дюны образуются в районах, где направления ветра меняются сезонно, от разнонаправленных ветровых режимов. Эти дюны могут расти очень высокими; самые высокие звёздные дюны в пустыне Бадаин Джаран в Китае превышают 400 метров в высоту, что делает их самыми высокими дюнами на Земле.

Параболические дюны

Параболические дюны — U-образные или V-образные дюны, образующиеся в районах, где растительность частично стабилизирует песок. Руки дюны закрепляются растительностью, а центральная часть движется вперед с ветром. Параболические дюны распространены вдоль побережий умеренных пустынь и в системах песчаных дюн, которые реколонизируются растениями. Они являются важным показателем экологического перехода на полях пустынь.

Переворачивающие дюны

Обратные дюны развиваются в регионах с сильными сезонными сдвигами в направлении ветра. Они имеют сложную внутреннюю структуру и могут резко меняться в зависимости от сезона. Обратные дюны встречаются в частях пустыни Мохаве и пустыни Гоби, где зимние и летние ветровые узоры значительно различаются.

Эрозионные формы рельефа: плато, меза и бюсты

Плато, меза и бюсты образуют континуум эрозионных рельефов, которые встречаются в горизонтально слоистой осадочной породе.Разница между ними во многом зависит от масштаба.

Плато

Плато — обширные плоскодонные возвышенности, резко возвышающиеся над окружающей местностью. Они обычно окутаны устойчивым слоем породы, таким как песчаник или базальт, который защищает более мягкие подстилающие породы от быстрой эрозии. Плато Колорадо, которое охватывает части Юты, Аризоны, Колорадо и Нью-Мексико, является одним из крупнейших и наиболее геологически разнообразных пустынных плато в мире. Его открытые слои пород содержат почти непрерывный отчет истории Земли, охватывающей более 500 миллионов лет. Плато также может образовываться от вулканической активности, как видно на плато Декан в Индии, которое лежит в основе массивных потоков лавы.

Месас

Меса — это меньшие плоскодонные холмы, которые были изолированы от большего плато эрозией. Их название происходит от испанского слова «стол», отражающего их характерную форму. Меса-Верде в Колорадо — известный пример, который также имеет археологическое значение для его родовых жилищ Пуэблоанского утеса. Меса распространены по всему американскому юго-западу и в других засушливых регионах с слоистыми осадочными породами.

Бетс

Бьютты даже меньше мезас, часто описываемые как изолированные плоскодонные холмы с крутыми вертикальными сторонами. Они представляют собой окончательный эрозионный остаток некогда более крупного плато или меза. Долина монументов, расположенная на границе Аризоны и Юты, содержит некоторые из самых знаковых бутов в мире, включая Миттенса и Меррика Бьютта. Эти образования стали культурными символами американского Запада и глубоко значимы для народа навахо.

Скальные образования: Inselbergs, Arches и Hoodoos

Помимо классической последовательности плато-меза-нога, пустыни содержат множество отличительных скальных образований, которые демонстрируют силу селективной эрозии.

Инсельберги

Инсельберги — изолированные холмы или горы, которые резко поднимаются с плоской равнины. Термин происходит от немецкого, означающего островную гору. Улуру (Ayers Rock) в Австралии — один из самых известных инсельбергов. Это массивный монолит песчаника, который поднимается на 348 метров над окружающей равниной. Инсельберги образуются, когда устойчивая скала выживает при эрозии окружающих материалов, часто потому, что скала сложнее, массивнее или менее раздроблена, чем окружающая местность.

Арки и природные мосты

Природные арки и мосты образуются дифференциальной эрозией в песчанике, обычно вдоль вертикальных стыков и трещин. Ветер и вода работают вместе, чтобы расширить трещины, пока не останется только тонкий пролет скалы. Национальный парк Арки в Юте содержит более 2000 документированных природных арок, самая высокая концентрация таких особенностей в мире. Эти образования геологически временны; они в конечном итоге разрушатся, поскольку эрозия продолжает расширять отверстие.

Гуду

Гуду — высокие тонкие шпили породы, выступающие со дна засушливых дренажных бассейнов и бадлендов. Они образуются в осадочных породах с чередующимися твёрдыми и мягкими слоями. Жесткий капрок защищает более мягкий столб внизу от эрозии, создавая колонноподобную форму. Национальный парк Брайс-Каньон славится своими яркими капустами, образующимися в слоях известняка и песчаника формации Кларона. Гуду могут составлять от нескольких футов до более 150 футов в высоту.

Флювиальные формы суши в пустынях

Несмотря на их засушливость, вода является мощной ландшафтообразующей силой в пустынях.Вспышки наводнений от даже редких осадков могут перемещать огромные объемы осадков и вырезать отличительные рельефы.

Вади

Вади — это эфемерные каналы потока, которые несут воду только во время и сразу после осадков. Они распространены во всех засушливых регионах, включая Аравийский полуостров и Северную Африку. Каналы Вади могут быть крутыми и глубоко вырезанными, отражая силу случайных наводнений. Между наводнениями вади-кровать сухая и часто заполнена рыхлыми валунами и гравием. В энциклопедии Britannica в вади предлагает дополнительную информацию об их гидрологическом значении. Вади важны для подзарядки грунтовых вод и обеспечивают линейные оазисы, которые поддерживают жизнь растений и животных.

Любители Alluvial

Аллювиальные вентиляторы — это веерообразные отложения осадка, образующиеся там, где поток выходит из горной местности на равнину. По мере того, как поток теряет скорость, он сбрасывает свою нагрузку осадка, создавая конусообразную форму суши. Аллювиальные вентиляторы распространены вдоль оснований пустынных горных хребтов, таких как Сьерра-Невада в Калифорнии и Анды в Чили. В некоторых пустынях аллювиальные вентиляторы могут быть огромными, охватывая десятки квадратных километров. Они являются опасными зонами для развития, потому что они могут быть активированы во время экстремальных осадков.

Каньоны и игровые каньоны

Каньоны — глубокие, узкие долины, вырезанные в скале проточной водой. В пустынях каньоны часто являются продуктом тысяч или миллионов лет прерывистого, но мощного наводнения. Самый известный пример — Гранд-Каньон, вырезанный рекой Колорадо. Слот-Каньоны — крайняя форма каньона, очень узкая по отношению к его глубине. Они образуются в песчанике или другой относительно мягкой породе и требуют особых условий стыковки, разрыва и эпизодического наводнения. Слот-Каньоны, такие как каньон Антилопы в Аризоне, стали популярными фотографическими местами назначения из-за их скульптурных стен и драматического света.

Депозиционные формы рельефа: соляные плоскости, озера Плайя и пустынное тротуар

Не все осадочные породы в пустынях образуются в дюны. Вода играет важную роль в создании плоских, низколежащих осаждений в бассейнах, где вода собирается после редких осадков.

Соляные хлопья и озера Плайя

Соленые плантации, также называемые соляными сковородками или плеядами, представляют собой плоские просторы соли и других испаренных минералов, которые образуются в эндорхеических бассейнах озер без выхода в океан. Когда вода испаряется, она оставляет растворенные минералы, которые накапливаются с течением времени. Соляные плантации Бонневилля в Юте, Салар-де-Уюни в Боливии и Дашт-и-Лут в Иране являются одними из крупнейших и самых известных соляных плантаций в мире. Салар-де-Уюни настолько плоский, что он используется для калибровки спутников. Эти среды являются экологически суровыми, но могут поддерживать специализированные микроорганизмы и обеспечивать важную среду обитания для перелетных птиц, таких как фламинго. Школа водных наук USGS обеспечивает полезный фон для процессов солености и испарения.

Пустынное тротуарное покрытие

Пустынное тротуарное покрытие представляет собой поверхностный слой плотно упакованной, сцепленной гальки и камней, который находится на вершине более тонкого осадка. Он образуется в течение длительных периодов, когда ветер удаляет мелкие частицы с поверхности, оставляя за собой отставание более грубого материала. Пустынное тротуарное покрытие может защитить подстилающую почву от дальнейшей эрозии и является общей чертой во многих засушливых регионах, включая пустыню Мохаве. В некоторых районах пустынное тротуарное покрытие покрыто темной, блестящей патиной, называемой пустынным лаком, которая состоит из глинистых минералов, марганца и оксидов железа.

Пустоши

Бадлендс — это своеобразный тип эрозионного ландшафта, характеризующийся крутыми склонами, глубокими оврагами и лабиринтом узких хребтов и оврагов. Они образуются в мягких осадочных породах и богатых глиной почвах, которые очень быстро разрушаются. Термин «бадлендс» первоначально относился к региону Мауваиз-Террес-а-Траверсер (плохие земли для путешествий) в Южной Дакоте, название, данное французскими меховыми ловцами. Бадлендс предоставляет одну из лучших возможностей увидеть открытые слои горных пород и окаменелости; многие из самых важных палеонтологических объектов в мире находятся в средах плохих земель. Национальный парк Бадлендс в Южной Дакоте и Барденас-Реалес в Испании являются хорошо известными примерами. Несмотря на их прочный внешний вид, бедренные земли могут таить удивительное биоразнообразие, со специализированными растениями и животными, адаптированными к жизни в крутой, нестабильной местности.

Процессы формирования пустынных форм рельефа

Создание пустынных рельефов включает в себя сочетание физических и химических процессов, действующих в течение геологического времени. Наиболее важными процессами являются ветровая эрозия (дефляция и истирание), водная эрозия (промывка листов, эрозия рилей и овраги), химическое выветривание (особенно выветривание соли в жарких пустынях и выветривание мороза в холодных пустынях) и тектонический подъем, который может подвергнуть свежие породы эрозии.

Ветровая эрозия

Ветер является эффективным эрозионным агентом в пустынях из-за отсутствия растительности для удержания почвы на месте. Дефляция удаляет мелкозернистый материал, оставляя позади пустынное тротуар или создавая выдувные впадины. Истирание происходит, когда песчинки, управляемые ветром, воздействуют на поверхности пород, медленно пескоструйно превращая их в необычные формы, известные как вентифакты и ярданги. Вентифакты - это камни с плоскими лицами, отполированными ветровой истиранием. Ярданы - обтекаемые скальные хребты, ориентированные параллельно преобладающему направлению ветра; они могут достигать нескольких километров в экстремальных условиях, таких как пустыня Лут.

Эрозия воды и внезапные наводнения

Хотя в пустынях мало осадков, осадки, которые действительно случаются, часто бывают интенсивными, кратковременными штормами. Эти события порождают внезапные наводнения, которые перемещают большие количества осадков и вырезают глубокие каналы. Со временем даже редкие, но мощные наводнения могут создавать каньоны, аллювиальные вентиляторы и топографию пустынных земель. Эрозивная сила пустынных наводнений намного больше, чем можно было бы ожидать от нечастотности событий.

Соль выветривается

В жарких пустынях выветривание соли является крупным геологическим процессом. Соли, растворенные в грунтовых водах, вытягиваются на поверхность капиллярным действием и испарением. По мере роста кристаллов соли в порах и трещинах пород они оказывают давление, способное разбить породу на части. Этот процесс создает характерные для сотовой соты тафони выветривания и способствует образованию пещер и навесов в песчанике.

Экологическое значение пустынных форм рельефа

Пустынные формы рельефа являются не просто геологическими курьезами; они обеспечивают необходимые места обитания специально приспособленным растениям и животным.Разнообразие форм рельефа непосредственно способствует биоразнообразию, создавая мозаику микро-обитаемостей.

Экосистемы Дюны

Песчаные дюны поддерживают специализированные растительные сообщества, такие как маррамовая трава и пустынные кустарники, которые стабилизируют песок и создают ниши для насекомых, рептилий и мелких млекопитающих.Многие животные, включая серебряного муравья Сахары и лисицы фенек, имеют приспособления для выживания при экстремальных температурах дюн.В прибрежных дюнных системах взаимодействие между ветром, песком и туманом поддерживает уникальные растительные сообщества, такие как вельвичия в пустыне Намиб.

Эрозионные ландшафтные среды обитания

Плато, меза и брутто обеспечивают возвышенные платформы, которые прохладнее и иногда влажнее окружающих низменностей. В этих районах часто обитают реликтовые популяции видов, которые были вновь распространены в влажном климате. Лица скал в каньонах и на мезах предлагают места гнездования рапторов и других птиц. В пустыне Соноран кактусы сагуаро часто растут у основания скалистых склонов, где концентрируется сток воды.

Вади и Playa Habitats

Вадис и плейяс являются важнейшими источниками воды для дикой природы пустыни. Несмотря на то, что они сухие большую часть года, растительность, которая растет вдоль каналов вади, обеспечивает пищу и покрытие для животных. После редких наводнений плейяс может на короткое время взорваться жизнью: прорастают спящие семена, появляются беспозвоночные и мигрирующие птицы перестают кормиться. Эти эпизодические события жизненно важны для поддержания экосистем пустыни.

Дезертные формы и человеческая деятельность

Человеческие общества тысячелетиями взаимодействовали с пустынными рельефами. Вадисы использовались в качестве маршрутов передвижения и источников грунтовых вод. Плато и мезас обеспечивали защитные места поселений. В современную эпоху пустынные рельефы представляют как возможности, так и вызовы. Движение песчаных дюн угрожает инфраструктуре, но песок также является ценным ресурсом для строительства. Стабильность пустынных тротуаров является проблемой для военных операций и использования внедорожных транспортных средств. Изменение климата изменяет темпы эрозии в пустынях, потенциально ускоряя образование или разрушение определенных рельефов. Понимание этой динамики становится все более важным для управления земельными ресурсами и сохранения.

Заключение

Пустынные формы рельефа представляют собой некоторые из самых драматических свидетельств геологических процессов Земли в действии. От смещающихся песков обширных дюнных полей до скульптурных башен hoodoos и плоских просторов соляных сковородок, каждый рельеф суши рассказывает историю взаимодействия между климатом, скалами и временем. Эти особенности не только визуально впечатляющие, но и экологически важные, обеспечивающие среду обитания для видов, больше нигде не встречающихся на Земле. По мере того, как человеческая деятельность и изменение климата все больше влияют на засушливые регионы, понимание и защита этих ландшафтов становится более критическим, чем когда-либо. Продолжение изучения и ответственное управление поможет гарантировать, что пустынные формы рельефа продолжают вдохновлять и информировать будущие поколения.