Деятельность ветра

 Путём  скачкообразных движений перемещаются зёрна мелко- и среднезернистого песка (размером 0,1-0,5 мм). В процессе сальтации песчаное зерно при порыве ветра отрывается от поверхности (поднимаясь на высоту см - десятки см), описывает в воздухе параболическую кривую, затем, ударяясь о лежащие на поверхности зёрна, вовлекает в движение. Фактически движение ветра и переносимых им частиц представляет собой движение ветропесчаного потока. Насыщенность потока песком убывает по мере удаления от поверхности; на высоту более 1 м песчаные зёрна поднимаются только при очень сильных ветрах. Важнейшим параметром, определяющим характер ветропесчаного потока, является скорость ветров. Для приведения в движение мелкозернистого сухого песка (с размером частиц 0,1-0,25 мм) необходима скорость ветра около 4-5 м/сек, для крупнозернистых песков с диаметром частиц 0,5-1 мм - 10-11 м/сек. Как правило, песчаный материал переносится в пределах пустынь.

 Перемещение  во взвешенном состоянии характерно  для пылеватых частиц. Частицы  движутся в воздушном потоке (на  высоте до 3-6 км) не опускаясь на поверхность до изменения условий (скорости ветра и пр.). Алевритовый и пелитовый материал при благоприятных условиях (сочетание сухого воздуха аридных областей и сильного ветра) может перемещаться на тысячи км. Особенно далеко может переноситься пыль, поднятая на большую высоту при извержениях вулканов. Так пепел вулкана Кракатау во время извержения 1883 года облетел земной шар и находился в воздухе около трёх лет, оседая в разных частях планеты (иногда в виде «кровавых дождей»). Часто перенос крупных частиц осуществляется ураганами и смерчами. 

2.2 Аккумуляция материала 

Аккумулятивная  деятельность ветра заключается  в накоплении эоловых отложений, среди которых выделяются два  генетических типа - эоловые пески  и эоловые лёссы. Эти отложения в современную эпоху образуются в пустынях и на их периферии, но во время четвертичного оледенения активно формировались и в зоне, обрамлявшей покровные ледники. Эоловые отложения возникают преимущественно в результате ветрового захвата и переноса более древних накоплений (морских, речных, озёрных и др.) или, частичном участии продуктов механического разрушения других пород. В зависимости от степени и характера эоловой переработки исходного материала песчаные отложения подразделяются на неперемещенные (перевеянные) и перемещенные (навеянные). Перевеянные отложения залегают в непосредственной близости от пород (песков) за счёт переложения которых накопились, представлены преимущественно песками. Навеянные отложения лишены пространственной связи с материнскими породами, для них характерно обогащение мелкозернистым материалом, способным перемещаться на большие расстояния, представлены лёссами. 

2.3 Эоловый лёсс 

Это отложения, сложенные пылеватыми частицами, неслоистые, обладающие высокой пористостью. Характерными особенностями лёссов являются следующие. 

·  Мелкозернистый пылеватый состав. Частицы размером более 0,25 мм отсутствуют или составляют не более 5%.  

·  Высокая  пористость – объём пор может  достигать 50-55%. Эта особенность определяет способность лёссов обваливаться большими глыбами и просаживаться при увлажнении или под нагрузкой (например, весом построек). Благодаря рыхлости пород они легко разрушаются при дефляции или под действием водных потоков (знаменитая «жёлтая» река – Хуанхэ – имеет специфичный цвет вод за счёт переноса большого объёма лёссового материала).  

·  Залегание  в форме плащеобразных покровов.  

·  Отсутствие слоистости и однородность состава.  

·  Наличие  в них горизонтов погребенных  почв. Изучение особенностей захороненных в толщах лёссов пыльцы и ископаемых моллюсков указывает на их образование  в условиях холодного ледникового климата. Горизонты почв, напортив, содержат признаки формирования в более теплых условиях. Эта особенность позволила определить, что значительная часть лёссов возникла в ледниковые эпохи в приледниковых зонах (а захороненные в них почвы – в период межледниковый).  

2.4 Эоловые пески 

отложения, обладающие рядом специфических  особенностей, среди которых необходимо отметить следующие. 

·  Хорошая  сортированность зёрен с преобладанием  частиц размером 0,1-0,25 мм.  

Матовая поверхность зёрен, наличие так называемых «пустынного загара» - железистой или марганцевой плёнки на их поверхности.  

·  Наличие  в отложениях ветрогранников - обломков горных пород двух-, трёх-, четырёхгранной формы, возникающие вследствие шлифующего действия песка, переносимого ветром.  

·  Косая  слоистость с углами падения слойков  около 300.  

·  Отсутствие фауны и цемента.  

Следует добавить, что, осаждаясь из воздуха, в том числе вместе с каплями  дождя и со снегом, пылеватые частицы  примешиваются к морским и  континентальным осадкам разного генезиса, не образуя в таких случаях самостоятельных эоловых накоплений.  

2.5 Эоловые формы рельефа. 

Наиболее  распространены аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные формы, образующиеся в результате перемещения  и отложения ветром песчаных частиц, а также выработанные формы, возникающие за счет выдувания рыхлых продуктов выветривания. Форма и величина аккумулятивных и аккумулятивно-дефляционных образований зависит от сочетания ряда факторов: характера и режима ветров, количества растительности (препятствующей свободному движению песков), а также насыщенности песчаными частицами ветропесчаного потока, увлажнения песков, характера подстилающей поверхности и некоторых других. Максимальное распространение эоловые формы получают в пустынях. Для рельефа пустынь характерно одновременное присутствие наложенных друг на друга различных по масштабу динамичных аккумулятивных и дефляционно-аккумулятивных эоловых форм. 

Основным  элементом микрорельефа является эоловая  рябь. Как известно, между двумя  параллельно движущимися средами с разной плотностью и подвижностью (в данном случае - сухой песок и воздух) поверхность раздела приобретает волнообразный характер. Волнообразность движения поверхности песка приводит к образованию на его поверхности движущейся ряби. Высота валиков ряби от миллиметров до десятков сантиметров, валики ассиметричны – более пологим является наветренный склон. Массовое перекатывание песчинок происходит преимущественно в пределах лишь одного валика ряби, начинаясь на его наветренном склоне и заканчиваясь на гребешке. Движение ряби и «песчаных волн» осуществляется за счёт осыпания подветренного склона валиков. 

Более крупными элементами рельефа являются щитовидные скопления песков, образующиеся в понижениях рельефа или ветровой тени. В дальнейшем щитовые скопления перестраиваются в барханные формы рельефа - одиночные и групповые барханы, затем - в барханные цепи, барханные гряды и т.д. 

Барханы - подвижные аккумулятивно-дефляционные формы рельефа пустынь, представляющие собой серповидные в плане крупные скопления песков. Характерной морфологической особенностью барханов служит полулунное или серповидное очертание в плане и наличие ассиметричных склонов: длинного пологого (5—14°) наветренного и короткого крутого (30—33°) подветренного, переходящих в вытянутые по ветру «рога». При этом «рога» направлены по направлению ветра. Высота барханов обычно составляет первые метры, но может достигать 100 м и более. Барханы динамичны и меняют свою форму в зависимости от направления и скорости ветра и равномерности поступления того или иного количества песка. 

Движение  песка по профилю бархана в  разных его частях неодинаково. На нём  можно выделить три следующие  зоны.  

1.  Зона  развевания, или дефляции, которая  характеризуется процессами отрыва  зёрен от поверхности песка при отсутствии их привноса. Здесь имеет место вынос зёрен песка с поверхности.  

2.  Зона  переноса и обмена. При незначительной  скорости ветра происходит интенсивное  перемещение из зоны дефляции  ряби; при сильных ветрах - в момент  удара струйки ветропесчаного потока о поверхность подветренного склона происходит перераспределение песка по крупности (более крупный оседает на склоне, лёгкий - приносимый или оторванный при соударении - вовлекается в дальнейшее движение).  

3.  Зона  аккумуляции, где происходит накопление песка, перенесенного из зоны дефляции.  

Характерной особенностью бархана является образование  вихря за гребнем цепи (в «ветровой  тени»), приводящим к возникновению  потока воздуха, обратного направлению  ветра. Песок, сносимый ветром с гребня бархана или осыпающийся при достижении рябью гребня, попадает в этот вихрь и осаждается на склоне. Наличие указанной аэродинамической особенности определяет асимметричное строение бархана и его устойчивость. 

Более сложной формой эолового рельефа пустынь является барханная цепь. Барханная цепь представляет собой подвижное скопление песка, имеющее форму сильно вытянутого асимметричного волнообразного вала. Барханные цепи обычно располагаются параллельными рядами. Это связано с формированием двух взаимо-перпендикулярных потоков воздуха при их образовании: один, основной, соответствует направлению ветра (он перпендикулярен цепи), второй, образованный за счёт снижения давления при образовании вихрей в зоне аккумуляции, имеет параллельное цепям направление. Длительное существование перпендикулярных направлению ветра барханных форм возможно лишь при наличии двух противоположно ориентированных направлений господствующих ветров (сдерживающим вытягивание «рогов» параллельно ветру). Наличие одного господствующего направления ветров приводит к развитию ассиметричных барханов и барханных гряд. Их развитие связано с неравномерностью распределения энергии ветрового потока, его «струйчатостью» (например, связанной с особенностями рельефа). 

Песчаные  формы рельефа получают развитие не только в области пустынь и полупустынь, но и во внепустынных областях - прибрежных зонах океанов, морей, крупных озёр, долинах рек со слабым развитием растительности, на приледниковых равнинах, где также широко распространены рыхлые песчаные отложения. В пределах таких ландшафтов развиты дюны - подвижные аккумулятивно-дефляционные песчаные форма рельефа внепустынных областей. В отличие от развитых в пустынях барханов, у дюн «рога» расположены на наветренной стороне. Пологий склон обращён навстречу ветру и имеет угол наклона 8—20°, заветренный 30-40°. Дюны могут перемещаться в направлении господствующего ветра со скоростью до 10 м в год, в зависимости от массы песка и скорости ветра. Эволюция дюн, при господстве одного или близких направлений ветров, выражается в постепенном переходе от приморских или прирусловых дюнных валов поперечных ветру, в дугообразные, параболические и шпильковидные формы. Такая морфологическая эволюция определяется неравномерностью движения песка в её составе: наиболее активно перемещается центральная часть, в то время как увлажненные и закрепленные растительностью краевые части движутся медленнее (что и определяет обращенность «рогов» в сторону ветра). В районах с конвекционным режимом ветров развиваются округлые валообразные дюны с развеванием из центра к периферии. 

Менее распространены корразийные формы  эолового рельефа, возникающие под  воздействием динамических ударов ветра  и, особенно, под действием ударов мелких частиц, переносимых ветром в ветропесчаном потоке. Ветропесчаный поток движется в приземном слое (до высоты 1,5 - 2 м), поэтому наиболее, активно вырабатываются нижние части стоящих на пути ветра препятствий, что приводит к образованию характерных эоловых грибов и карнизов. При попадании твёрдых песчинок в полости и трещины пород происходит их расширение с образованием ниш и пещер. Важным фактором, определяющим особенности корразийного рельефа, является и различие в прочности пород, приводящее к неравномерному их разрушению и образованию причудливых форм. Сочетание указанных факторов иногда приводит к образованию эоловых городов - участки пустыни с многочисленными останцами горных пород, которые благодаря интенсивному физическому выветриванию и механическому воздействию переносимого ветром песка приобретают причудливые формы. 
 

3. Типы пустынь 

Наиболее  отчётливо геологическая работа ветра проявляется в области  пустынь. 

По своему положению различают континентальные  пустыни (Гоби, Такла-Макан), расположенные  внутри континента, и прибрежные (Атакама, Намиб), протянувшиеся вдоль западных побережий материков. 

Вопреки сложившемуся мнению, что пустыня  — это бескрайнее однообразное море песка, наиболее распространены каменистые пустыни, или хамады, нередко расположенные  на плато или горных массивах с  останцами причудливых форм. Среди них выделяются галечниковые и щебнистые пустыни, впечатляющие почти полной безжизненностью. Участки таких пустынь можно увидеть в Сахаре, Кызылкумах, на Аравийском полуострове. В условиях огромной суточной амплитуды температур (от 5 °С ночью до 40 °С и выше днем), при периодическом увлажнении и высыхании горных пород на их поверхности образуется характерная блестящая темная корка, так называемый пустынный загар, который защищает породу от быстрого выветривания и разрушения. Нередко каменистые пустыни переходят в песчаные. В Средней Азии их называют кумы, в Африке — эрги, в Аравии — нефуды. Пески легко переносятся ветром, образуя эоловые формы рельефа: дюны, барханы, сейфы и др. Не закрепленные растительностью одиночные барханы и дюны могут передвигаться на десятки метров в год. Иногда песок, развеваемый ветром, издает особый звук. В таких случаях говорят о поющих дюнах или барханах (в Дагестане поющий бархан объявлен памятником природы). Но основная масса песков неподвижна, так как удерживается длинными корнями кустарников и трав, приспособившихся к условиям постоянного дефицита влаги. К крупнейшим песчаным пустыням мира относятся: Ливийская пустыня, Руб-эль-Хали, Нефуд, Большая Песчаная пустыня, Большая пустыня Виктория, Каракумы, Кызылкум.