Формирование песчаных пустынь

    Эту статью могут комментировать только участники сообщества.
    Вы можете вступить в сообщество одним кликом по кнопке справа.
    Александр Бабкин написал
    9 оценок, 4950 просмотров Обсудить (4)

    Фото A.Morel

    Откуда столько песка в песчаных пустынях? Что заставляет песок собираться в таком количестве в определенных местах?

    Песок - это скопление несцементированных окатанных и не окатанных обломков горных пород и минералов размером от 1мм до 0,05мм. Частицы размером менее 0,05мм называют алевритом, а менее 0,01мм это пелит или пыль.

    Пески образуются в основном при физическом выветривании горных пород. Масса горной породы при суточных и сезонных колебаниях температуры воздуха, изменяет свой объем неравномерно, потому что породы почти во всех случаях состоят из зерен нескольких минералов с разными химическими составами. Разные минералы имеют разные коэффициенты расширения и сжатия при изменении температуры – соответственно порода при изменении температуры испытывает внутренние разнонаправленные напряжения и начинает трескаться и рассыпаться. В дополнение к этому в трещины попадает вода, которая при замерзании оказывает сильное давление на породу, а также растворяет породы с выносом солей в свободное состояние, а кристаллизация солей также оказывает давление в порах и трещинах породы.

    Значительное количество песков отлагается при вулканических извержениях. В составе рыхлых вулканических отложений песок может быть основной фракцией.

     

    Пожалуй, большая часть песков, покрывающих равнины, образуется в горных условиях при движении ледников и последующим размывом ледниковых отложений. Во времена покровных оледенений песчаные пустыни формировались и в зонах, приуроченных к покровным ледникам.

    Песок в наземных условиях транспортируется почти во всех случаях реками, которые отлагают пески  на равнинах, где песчаный материал может залегать и в чистом виде и в смеси с другим обломочным материалом – глиной, гравием, дресвой, галечниками и т.д. Поэтому песчаные пустыни являются либо бывшими аллювиально-дельтовыми равнинами (равнины, покрытые речными отложениями), либо – песчаным дном пересохших озер.

     

    Бывшее песчаное дно Аральского озера. ngmag.ru

    Редко песчаные пустыни имеют морское происхождение. Одна из таких пустынь – Земля Бунге на Новосибирских островах в Северном океане, представляет собой огромную морскую отмель, которая в настоящее время обнажилась в связи с небольшим падением уровня океана.

    Пустыни эолового происхождения, то есть пески перемещенные ветром и отложенные на не песчаную поверхность также имеют небольшое распространение.

    Скоплению песков в больших количествах способствует их отложение в озерных условиях, где распределение осадков по фракциям имеет широкое развитие. Зонные отложения озер формируются в сложном взаимодействии с разнообразными природными процессами, но в целом обломочный материал, поступающий в озера с реками, часто отлагается согласно своим размерам – сначала в прибрежной части откладывается галечник и гравий, дальше от берега – песок, а глинистые частицы откладываются в центральных районах водоемов. Кроме того озерная абразия – береговой прибой и течения тоже разрушают породы с образованием песка в числе прочего рыхлого материала. В результате волновой деятельности образуются пляжи, косы и бары. Именно в озерах происходит основная сортировка песка по размерам зерен и по минералогическому составу. В зависимости от климата в озерах отлагается преимущественно тот или иной минералогический вид песка, а чем длительнее существует озеро, тем четче формируется зональность его отложений. Однако в подводных условиях озерные отложения при длительном неподвижном залегании подвергаются уплотнению и цементации.

     

    Пески большей частью состоят из зерен химически устойчивых минералов. При химическом выветривании происходит естественный отбор: разложение нестойких минералов и пород и накопление самых стойких – кварца, кварцитов и других. Существует залежи чисто кварцевых песков – ценного сырья для стекольной промышленности. Современные кварцевые пески образуются почти всегда за счет размыва осадочных пород, содержащих кварц песков более древнего возраста. Магматические породы, разрушаемые в настоящее время, например граниты, поставляют свой кварц в значительно меньших количествах.

    В составе песчаников содержится около 15% химически не устойчивых полевых шпатов. Значит и пески на всем протяжении истории Земли содержали примерно такой же процент шпатов – этой самой распространенной в земной коре минералогической группы.

    В вулканических регионах встречаются пески, наполовину состоящие из распространенного минерала черного цвета – пироксена. В Египте существуют довольно обширные участки пустыни с пироксеновыми песками черного или коричневого цвета. Чем дольше пески находятся на поверхности, тем больше они желтеют, что обусловлено увеличением матовости поверхности зерен и покрытием их пленкой окиси железа.

    Весьма значительная аккумуляция песчаного материала происходит и в устьях рек и больше всего в речных дельтах при впадении рек в озера и моря. 

     

    Бархан в Юго-Восточном Казахстане


     

    Зеленый пляж на Гавайских островах. holestories.com

     

     

    Белые пески в штате Нью-Мексико. wordpress.com

    Возникновению песчаной пустыни на месте бывших озер, дельт и других частей равнин, способствует аридизация климата, то есть формирование сухого и жаркого климата. Сухость климата при этом является необходимым условием, а высокая температура не является обязательной для процессов иссушения – существуют барханные пустыни в холодных климатических зонах как, например, тибетская пустыня Чарклык, лежащая на высоте выше 4 км. Песчаные формы рельефа образуются и во внепустынных областях – прибрежных зонах океанов, морей, озер, долинах рек со слабым развитием растительности.

    Первично накопленные пустынные пески могут быть переотложены ветрами и реками. Происхождение песков можно выяснить по обстановке окружающей пустыню  – образованы ли пески в морских, озерных, речных, или эоловых условиях.

    При отсутствии достаточного увлажнения, цементация (литификация) песков и другого обломочного материала с образованием песчаников и других консолидированных пород, весьма затруднена. Значит при высыхании озер и рек в сухом климате озерные (лимнические) и речные (аллювиальные) отложения могут долго находится в рыхлом состоянии и подвергаться воздействию ветра. Ввиду того, что климат по геологическим масштабам не обладает длительной устойчивостью, возраст песчаных пустынь, не превышает 5 миллионов лет. Песок имеет высокую способность цементироваться и поэтому достаточно длительное увлажнение климата приводит сначала к зарастанию песков, а затем к их цементации или затоплению. Нередки прослои песчаников среди песков, отложенных сотни, а то и десятки лет назад. Большинство песков имеют четвертичный возраст – до 2,6 миллионов лет, реже плиоценовый возраст – до 5 млн лет. Среди песков плиоценового возраста большая часть крупнейшей песчаной пустыни мира – Руб-эль-Хали на Аравийском полуострове, пески Ливии, значительная часть Кызылкума, пустыня Мойынкум в Южном Казахстане. Все более древние пески превратились в песчаники различной твердости и претерпевают дальнейшие физические и минералогические изменения.

     

    Свеже-сцементированные пески в Астраханской области

     

     

    Руб-эль-Хали


     

    Ливийская пустыня

     

     

    Барханные цепи в Йемене. Фото GeorgeSteinmetz

     

    Ветер является заключительным фактором формирования крупных залежей песка отделенного от других обломочных фракций.

    Ветер, выдувая песок и пыль из массы более крупных фракций, отлагает песок на некотором расстоянии раньше пыли, а пылеватые частицы уносятся дальше.  Таким вот, в общем простым способом, образуются большие скопления чистого песка. Однако при эоловой деятельности ветра размерность и минеральный состав песчинок редко бывают однородными. Ветер не только сортирует песок по размерности, но и смешивает разные фракции.

    Ветер – основной фактор формирования песчаного рельефа. Рельеф песков имеет четыре основных динамических типа: 1. пассатный, образующийся при ветрах близкой ориентации; 2. муссонно-бризный, образующийся при сезонной смене ветров противоположных направлений; 3. инверсионный, возникающий в районах с устойчивой и равномерной розой ветров; 4. интерференционный, возникающий при отражении ветра от горных сооружений.

    Зависимость между режимом ветров и рельефом песков очень тесна. По рельефу песков, можно делать выводы о режиме ветров. Зависимость эта заключается в следующем:

    1. Системы постоянных ветров одного или близких направлений сносят пески в направлении этих ветров, но песок вследствие вихревого движения воздушных потоков образует продольные ветру гряды навевания и межгрядовые понижения развевания. Такие гряды характерны для районов антициклональных пассатных ветров.

    2. При системе двух противоположных по направлениям ветров (муссоны, горные бризы или межгорные ветры) развивается песчаный рельеф поперечный ветрам – серповидные барханы, барханные цепи и комплексные барханные образования в десятки километров  длиной, шириной до нескольких километров и до 400 метров высотой и повторяющиеся через 2-4 км. Такие формы возникают в районах торможения ветра при встрече двух различных воздушных потоков. Простые серповидные барханы, могут образоваться и при одном направлении ветра, в местах торможения и завихрения воздушного потока при контакте с песчаной поверхностью. 

    Эоловый песчаный рельеф составляют, главным образом, барханы самых разнообразных форм и размеров, а также эоловая рябь. Классический бархан – это песчаный холм в форме полумесяца, концы которого направлены по направлению постоянно дующего ветра. Наветренный склон бархана, направленный навстречу преимущественно дующего ветра пологий (до 15 град.), а противоположный подветренный – более крутой (до 40 град.). Дюнами обычно называют барханы, боковые концы которого закреплены растительностью и поэтому они направлены против направления ветра, при этом центральная вершинная часть дюны свободна от растительности и потому перемещается свободнее под действием ветра. Обычная высота барханов составляет первые метры и первые десятки метров, но может достигать высоты свыше 400м. Высочайшие барханы нашей планеты расположены в иранской пустыне Лут (до 407 м) и в китайской пустыне Алашань (до 405 м).

     

     

    Пустыня Лут. Иран

     

     

    Высочайший бархан пустыни Лут и всей планеты высотой 407м

     

     

    Высочайшие барханы пустыни Алашань (до 405м). Фото George Steinmetz

     

    Высочайший бархан Сахары высотой 366м в песках Тиффернин. Алжир

    Вопрос сосуществования в одном районе в схожих климатических условиях песчаных барханных гряд перпендикулярных, и продольных к преобладающему направлению ветра до настоящего времени остается дискуссионным.

    Потоки ветра в песчаных пустынях имеют винтообразный вид. При ослаблении потока ветер часто принимает вертикальное положение в виде смерча. Основой винтообразного движения ветра является нагрев песков вызывающих конвективное движение нисходящих и восходящих струй воздуха в сочетании с перемещением воздушных масс из области максимального давления в область минимального давления. При такой структуре ветер выдувает песок из межгрядовых впадин и откладывает его на вершины гряд. В этих случаях образуются барханы и барханные цепи, параллельные  направлению ветра.

    Если ветровой поток тормозиться, то образуются завихрения перпендикулярные потоку. Эти завихрения формируют перпендикулярные ветру формы песчаного рельефа – от эоловой ряби до барханов.

    Пирамидальные, округлые и бесформенные барханы формируются разнонаправленными ветрами.

    Если ветра получают значительное ускорение за счет орографических преград, то нередко образуются выровненные площади песков или желоба выдувания.

     

    Желоба выдувания в пустыне Керман. Иран

     

    Барханы это динамичные формы рельефа, меняющие свою форму и направление движения в зависимости от силы и направления ветровых потоков. Движение песка в разных частях бархана неодинаково.

    Характерной особенностью бархана является образование вихря за гребнем с потоком воздуха обратного направлению ветра. Песок, сносимый ветром или осыпающийся с гребня бархана, попадая в этот вихрь, осаждается на склоне. Такая аэродинамическая особенность формирует асимметричное строение бархана.

     

    Пески пустыни Кумтаг перекатываются через отроги гор Кунь-Лунь. Западный Китай.

     


    Формы рельефа песков бывают следующие: барханные параболические; барханные полукруглые; пирамидальные; ячеисто-грядовые; лунковые пески, при наличии системы равномерных ветров, дующих во всех направлениях; кольцевые при равномерной системе ветров; копьевидные, вытягивающиеся вперед по ветру.

     

    Эоловая рябь образуется между двумя параллельно движущимися средами – песком и воздухом имеющими резко различную плотность и подвижность. Волнообразность движения песка приводит к образованию на его поверхности движущейся ряби. Высота валиков ряби от миллиметров до десятков сантиметров; валики ассиметричны –наветренные склоны более пологие. Движение ряби происходит за счёт осыпания подветренного склона валиков.

     

    Эоловая рябь в пустыне Таукум. Юго-Восточный Казахстан. Фото Александр Бабкин

     

     

     

    Для песков пустынь характерна хорошая сортированность зерен с преобладанием частиц размером 0,1-0,25 мм. То есть пески без алевритовых и пылеватых примесей встречаются редко, а крупнозернистые пески из-за слабой способности перемещаться под действием ветра быстро зарастают, покрываются другими осадками и литифицируются.

    Поверхность зерен пустынного песка обычно матовая и покрыта пустынным загаром – пленкой окиси марганца или железа. Часто для зерен пустынных песков характерны двух-, трёх-, четырёхгранные формы, возникающие вследствие шлифующего действия песка, переносимого ветром.

    Легкая плывучесть и сыпучесть песков вызвана их высокой пористостью, которая изменяется от 26% до 87%. Пески обладают высокой теплоемкостью и быстрой теплоотдачей в связи с чем в песчаных пустынях суточные перепады температуры весьма высокие и резкие.

     

    Барханы пустыни Намиб. Южная Африка. oxyphoto.ru

     

    Такла Макан. Западный Китай

     

     

    Белая пустыня. Египет. В песчаных пустынях имеет распространение корразийные формы рельефа, образованные под воздействием ударов песчинок переносимых ветром. Так как песок перемещается в 1-2м от поверхности, то скальные выступы над песками истачиваются большей частью в своем основании. Так получаются классические корразийные пустынные «грибы».

     

     

    Приокеанские пески в Бразилии. Фото M. Anderson


    Барханы на Марсе. NASA 

    Комментировать

    осталось 1185 символов
    пользователи оставили 4 комментария , вы можете свернуть их
    Валерий И. Чурбанов # написал комментарий 17 января 2016, 05:17

    Они беседуют,
    Песчинки,
    рассуждая,
    пока
    Песочные Часы
    Текут
    сквозь
    узкое Окошко
    Мироздания,
    секунды взвесив,
    завершая
    Круг.
    (Алексей Рябина)
    ссылка на www.stihi.ru
    **********************************************
    Осталось отыскать в натуре песочные часы

    • Регистрация
    • Вход
    Ваш комментарий сохранен, но пока скрыт.
    Войдите или зарегистрируйтесь для того, чтобы Ваш комментарий стал видимым для всех.
    Код с картинки
    Я согласен
    Код с картинки
      Забыли пароль?
    ×

    Напоминание пароля

    Хотите зарегистрироваться?
    За сутки посетители оставили 962 записи в блогах и 10054 комментария.
    Зарегистрировалось 45 новых макспаркеров. Теперь нас 5016596.