9. Формы рельефа, обусловленные деятельностью ветра и биосферы
9.1 Ветер и биосфера
Что способствует образованию ветра, в какой среде он создаётся (образуется). На этот вопрос необходимо остановиться прежде чем говорить о самом ветре.
Биосфера – одна из составных частей географической оболочки. Биосфера – оболочка Земли, населённая живыми организмами. Термин «биосфера» употребляется в нескольких значениях. В наиболее широком смысле к биосфере относят не только ту наружную область Земли, в которой существует жизнь, но и все сферы, в разной мере видоизменённые жизнью. Такой смысл вкладывал в этот термин великий русский учёный В.И.Вернадский, который относил, например, к биосфере и верхнюю часть земной коры, включая гранитный слой. Биосфера в таком понимании примерно совпадает географической оболочкой.
В узком смысле под биосферой понимают совокупность живых организмов, населяющих земную поверхность. Термин «биосфера» был впервые применён австрийским учёным Э. Зюссом.
Рис. 33 Схема высотной поясности западного склона Уральского хребта:
1 — гольцы; 2 — горная тундра; 3 — горные березняки и луга; 4 — горная лесотундра и редколесье; 5 — горная темнохвойная тайга; 6 — горная светлохвойная тайга; 7 — горные смешанные леса; 8 — горные широколиственные леса; 9 — горная лесостепь
9.2 Понятие о работе ветра
Ветер – движение воздуха в горизонтальном направлении. Он возникает и поддерживается действием барического градиента, сообщающего массам воздуха ускорение в направлении от более высокого к более низкому давлению. Ветер дует перпендикулярно к изобарам. Чем выше значение горизонтального барического градиента (уменьшение атмосферного давления на каждые 100 км направления, перпендикулярного к изобарам), тем скорость ветра больше.
Каждому, вероятно, приходилось видеть, что даже лёгкий ветерок может поднимать с поверхности земли облака пыли. Более сильный ветер несёт песок, а сильные бури в состоянии увлекать камни, величиной с куриное яйцо. (Так, ежегодно из пустыни Сахара в Атлантический океан, выносит от 60 до 120 млн. тонн пыли, поднимаясь вверх на 3-5 км примерно на расстояние 2500-3500 км). Ветер способен не только уносить пыль , песок и другие продукты выветривания и разрушения горных пород, но он может и сам отрывать, развевать и разрушать горные породы.
В степях на распаханных чернозёмах и на осушённых, лишённых растительности болотах, происходит ветреная эрозия почв, т.е. ветер уносит от 10 до 125 тонн почв с 1 га, образуя пыльные бури. Величина переносимого обломочного материала зависит от силы ветра. В пустынях ветер переносит песок, пыль, щебень образует ветровую корразию – истирание пород, т.е. стачиваются выступы твёрдых пород, формируются желоба и царапины.
Захват и вынос воздушным вихревым потоком рыхлого материала, называется дефляцией.
Обтачивающее действие песчинок может сказываться на горных породах только до той высоты, до которой их поднимает ветер. Во время ураганов давление движущегося достигает 111 кг на 1 м 2. Ветры меньшей силы обладают меньшей динамической способностью, но зато они дуют чаще и продолжительнее, в силу чего действие их на твёрдые горные породы не меньше, чем сильных ураганов.
Ветер в пустынях и на песчаных массивах активно участвует в преобразовании рельефа земной поверхности. Ветер не сглаживает поверхность суши, а делает ее более неровной.
Геоморфологические процессы и формы рельефа, связанные с деятельностью ветра, называются эоловыми.
В песках, горных районах, пустынях ветер создаёт разнообразные формы рельефа, происходит обнажение геологических структур. О характере деятельности ветра в вышеперечисленных районах мы рассмотрим далее.
Следовательно: деятельность ветра проявляется в разрушении горных пород, переносе и отложении обломочного материала.
Образование форм рельефа незакреплённых песков, полузакреплённых песков. Образование форм песчаного рельефа внепустынных областей. Особенности форм рельефа каменистых, горных и глинистых пустынь.
Пустыни – географические ландшафты умеренного и жаркого поясов, характеризующиеся крайней засушливостью и континентальностью климата, исключительно разряженным растительным покровом и засоленными почвами.
Они образуются в областях высокого атмосферного давления, где наблюдается резкий дефицит влаги.
Песчаные пустыни распространены очень широко. В Средней Азии их называют кумы, в Северной Африке – эрги, в Аравии – нефуды. Песчаные пустыни представляют собой древни аллювиальные равнины, покрытые сверху слоем рыхлых отложений рек, озёр морей и ледников. Эти отложения представлены чаще всего песком, из которого ветер различные микроформы рельефа пустынь. В этих пустынях преобладают разнообразные и всевозможные эоловые формы рельефа. Их тип зависит во многом от степени закреплённости песков растительностью.
Основными формами рельефа закреплённых (неподвижных) и полузакреплённых песков являются: песчаные гряды, ячеистые пески, лунковые пески, бугристые пески.
Песчаные гряды – пески, закреплённые растительностью. Гряды – большей частью симметричные, с овальными или плоскими вершинами: в продольном профиле имеют волнистый вид с чередованиями повышений и понижений. Высота достигает 80 метров, ширина 50-80 метров, но бывают и большие размеры.
Если кроме основного ветра, дуют ветры и других направлений, между грядами появляются перемычки по высоте ниже, чем основная гряда. Такой рельеф называется грядово-ячеистым. Ячеистый рельеф пустынь характерен для пустынь Средней Азии и Казахстана. Котловины или ячейки имеют ширину от нескольких десятков до сотен метров и примерно равную глубину, исчисляемую несколькими метрами.
В районах, где господствующие ветры сменяются ветрами, несколько меньшими по силе и почти противоположных направлений, формируется особая разновидность песчаного рельефа – лунковые пески. Лунки – дефляционные котловины асимметричной формы, напоминающий как – бы след лошадиного копыта гигантской величины по форме. Песчаный вал достигает 15 метров высоты и 70 метров глубины ячей (Каракумы).
В районах полузакреплённых песков местами встречаются скопления пологих песчаных холмов высотой до 8 метров, имеющих разнообразное очертание в плане. Такие формы песчаного рельефа называют бугристыми песками. Образование песчаных бугров происходит в результате частичного закрепления открытых песков растительностью. Когда растения своей мощной корневой системой закрепляют отдельные участки песков, рядом лежащие участки развеваются ветром. В результате этого образуются расположенные в беспорядке холмы. Нередко холмы перекрывают друг друга и сливаются в короткие гряды с несколькими округлыми вершинами. Между холмами образуются замкнутые впадины различной формы и размеров.
Разновидностью бугристых песков являются кучевые пески высотой 1-1,5 м, образованные скоплениями сыпучих песков под небольшими кустами растений. Кучевые пески, как и бугристые, являются неподвижными Фомами рельефа. При их изображении на топографической карте важно сохранить форму расположения, высоту, а также образующую их растительность, например тамариск.
Все рассмотренные формы рельефа являются типичными для участков, закреплённых растительностью, и полузакреплённых песков. Там, где растительность отсутствует или уничтожается, например интенсивном выпасе скота, развиваются формы рельефа открытых (подвижных) песков. К ним относятся барханы и барханные цепи.
Барханы – наиболее распространённая форма оголённых песков равнинных пустынь. Они образуются при наличии небольшого количества сыпучего песчаного материала, подстилаемого твёрдым грунтом. Барханы имеют в плане серповидную форму. Наветренный слой пологий (5-14 градусов), подветренный слой вогнутый и крутой (около 30 градусов). Пересечение склонов в верхней части бархана образует гребень, понижаясь, переходит в рога бархана. Высота одиночных барханов не превышает 3-5 метров, а иногда достигает 10-15 метров. Одиночные барханы встречаются сравнительно редко. Большее распространение имеют так называемые групповые барханы – два или несколько одиночных барханов, сросшихся своими рогами в единое целое. Бархана - подвижные формы рельефа. При больших устойчивых ветрах одного направления барханы передвигаются со скоростью до 10-12 м в месяц. Барханные гряды напоминают песчаные реки. Это огромные соединившиеся вдоль направления ветра барханы длиной до сотен километров, высотой до 500 метров, шириной до 1 километра при расстоянии между гребнями 4-5 километров.
Несколько барханов, располагаясь рядом и сливаясь своими краями, образуют барханную цепь.
Пирамиды (пирамидальные дюны) – песчаные образования высотой до 300 метров, от вершины которых расходятся гребни, ограниченные вогнутыми склонами. Они возникают в результате аккумуляции песка в одном месте ветрами разных направлений, имеющими свои собственные области питания песчаного материала. Песок откладывает на гранях пирамиды восходящими воздушными токами перегретого воздуха. В Северном Дагестане пирамидальная дюна Сарыкум имеет высоту до 150 м.
В условиях влажного климата перевиваемые пески встречаются реже. Это или аллювиальные отложения современных рек, или пески на берегах морей, озёр. Обычно такие пески – полузакреплённые или закреплённые, они хорошо увлажнены, и лишь верхние горизонты высыхают под действием солнечных лучей и могут развеваться ветром. Все чаще встречаются пески вторичного развеивания, которые появляются в результате хозяйственной деятельности человека, когда нарушается дерновый покров, пески оголяются и начинается дефляция. Напомню, что дефляция – это захват и вынос вихревым потоком рыхлого материала.
На берегах морей при чётко выраженном преобладании ветров с моря в сторону суши образуются параллельные берегу донные гряды.
При их образовании песок выдувается в сторону континента. Полоса гряды будет сложена из ряда близко расположенных или сплавляющихся одна с другой продольных дюн. Со временем гряды зарастают растительностью. При вторичном выветривании крайней гряды в отдельных местах, лишённых растительности, формируется дифляционная котловина. Выдутый и провеянный сухой песок накапливается на подветренном склоне и затем передвигается дальше вглубь континента. По краям бугра будут оставаться песчаные полосы, образуя параболическую дюну, в которой вогнутый склон пологий, а выпуклый крутой. Высота дюн составляет от нескольких метров до 200 метров. Это – дюны Прибалтики, древние дюны на зандровых равнинах.
Дюны подвижны и перемещаются со скоростью до 20 метров в год. При своём движении вглубь суши дюны засыпают леса, луга, селения (Калмыкия). Через ряд лет засыпанный лес, уже погибший, вновь появляется из-под переместившейся дюны. При выносе ветром далеко вперёд головной части параболической дюны на её месте остаются только две параллельные гряды. Движение песков можно остановить, если посеять траву, кустарник, сосны. Только на пляже и на наветренной стороне дюны будет тогда непрерывно действовать прибой и ветер. Менее подвижны озёрные и речные дюны в низовьях Днепра, Волги, Урала, по берегам Иртыша, Оби, Селенги, Лены.
Для зандровых равнин и тундр характерны кольцевые дюны. В таких районах пески обычно задернованы. При нарушении дернового покрова начинается дифляция и образуется котловина – ярей. И если дуют ветры всех румбов и одинаковой силы, вокруг котловины насыпается вал кольцевой дюны.
На берегах морей, озёр, в поймах рек, где имеются отложения песков, встречаются кучевые пески или кучугуры. Они образуются вокруг кустарников. Если засыпанный песком кустарник погибнет, бугор, лишённый защиты, развивается и песок переносится в другие места.
В песчаных пустынях часто встречаются в понижениях такие виды форм рельефа как такыры и шоры.
Такыры – ровные горизонтальные площади с твёрдым, чаще всего глинистым грунтом. Обычно такыры являются днищами плоских впадин. В пустынных условиях в этих впадинах эпизодически возникают озера, питаемые талыми и дождевыми водами. При этом в них отлагается тонко отмученный материал и различные соли. При высыхании на такырах появляется густая сеть трещин, расчленяющих его поверхность на систему мелких многоугольников. Средняя мощность слоя таких глинистых отложений, перемешанных с песком, достигают 1-2 метра и более.
На топографических картах такыры показываются специальным условным знакам, такыры больших размеров (более 25 мм в масштабе карты) оконтуриваются точечным пунктиром.
Шоры, или ссоры – это понижения рельефа, дно которых занято солончаками. Во влажное время года дно шора топкое, покрыто солёной грязью или водой, а в сухое представляет мелкокочковатую поверхность, образованную засохшей грязью и белыми выцветами солей. Под такой мокрой засохшей грязи, которая обычно проваливается при движении пешехода или машины, лежит пухлый мучнистый слой грунта значительной вязкости. После выпадения продолжительных дождей шоры непроходимы для всех видов транспорта.
Обычно в каждой пустыне встречаются песчаные, каменистые и глинистые участки поверхности. И если ту или иную пустыню называют песчаной или глинистой, то лишь в силу преобладания в ней песчаных или глинистых пространств среди других.
Глинистые пустыни (по арабски - сериры). Образуются в тех же климатических условиях, что и песчаные пустыни, но их грунты и почвы имеют большую солёность, и они имеют совершенно иной рельеф. Эти пустыни сложены глинами, лёссами, лёссовидными суглинками.
Каменистые пустыни (по арабски – хамады) развиваются на слабо поддающихся выветриванию коренных породах, почти лишённых почвенно-растительного покрова. Поверхность их сложена щебнем или окатанной галькой. Для предгорных каменистых пустынь типичные сухие русла, замкнутые котловины, нависающие обрывы, горы-останца причудливой формы и обширные каменистые россыпи. Растительный покров каменистых пустынь крайне изреженный, представлен кустарничками и травами, занимающими сухие русла и полузатенённые места впадин.
Горные пустыни приурочены к низким горам или же представляют собой внутриконтинентальные нагорья в зонах пустынного климата. Горы эти бедны источниками воды и лишены растительности. Внешний вид гор зависит от происхождения, литологического состава и трещиноватости пород. Происхождение гор обуславливает внешний вид и дальнейшее их развитие под влиянием выветривания, дифляции, коррозии, водной эрозии и других процессов. Различную форму имеют столово-глыбовые, складчатые и складчато-глыбовые горы (аналогичные горы Афганистане, Чеченской республике).
В столово-глыбовых горах на стадии разрушения их окраины расчленяются на отдельные останцы, похожие на бахрому (горы-отторженцы). В этот период происходит активное расчленение обрывов плато склоновыми процессами, отчего образуются овраги и от массива гор отчленяются останцы. Рядом с плато останцы имеют плоскую вершину и форму трапеции, а более удалённые в сторону пустыни останцы больше разрушены и приобретают коническую форму.
При почти полном разрушении плато на его месте остаётся наклонная равнина – педиплен и горы – свидетели с крутыми склонами у подножия с осыпями или без них, что зависит от свойств горных пород.
Складчатые горы имеют резкие, изломанные очертания. В начальной стадии развития они представляют сбой чередование невысоких, часто скалистых гряд с крутыми склонами. Гребни таких гор острые. Склоны расчленены сетью глубоких рытвин V-образные или плоские, выстланные щебнем. Дно долин сухое, иногда там протекают небольшие ручьи, питаемые родниками. Осыпи не накапливаются у подножия склонов, так как обломочный материал выносится селями в предгорья.
В складчато-глыбовых горах чередуются резко выраженные скалистые хребты с участками древнего пенеплена. Горы разделены бессточными котловинами, выполненными рыхлыми продуктами разрушения горных пород. Более грубые обломки накапливаются у подножия склонов. В центральной части такой впадины сточные воды откладывают пески и илы.