Геологическая деятельность ветра

ЛЕКЦИЯ № 4

ПЛАН

1. Общее понятие о работе ветра (дефляция, перенос, корразия).

2. Рельефообразование (эоловая аккумуляция и эоловые отложения).

3. Основные типы пустынь.

Литература: все рекомендованные учебники и учебные пособия, научная и научно-популярная литература, компьютерные версии учебников, видеотека кафедры физической географии.

Вопрос 1. Общее понятие о работе ветра (дефляция, перенос, корразия)

Деятельность ветра проявляется в различных климатических условиях (зонах), но особенно – в областях сухого климата, так как для них характерны:

1) резкие суточные изменения температуры – обусловливают интенсивность процессов физического выветривания

2) незначительное количество атмосферных осадков – редко выпадают, ливневого характера

3) превышение испарения (в 5-15 раз!) над количеством выпадающих осадков

4) разреженность растительного покрова или полное его отсутствие

5) частые ветры большой силы

6) наличие материала, способного перемещаться ветром

Эти особенности свойственны пустыням, отчасти полупустыням (занимают 20% поверхности Земли).

Геологическая работа ветра состоит из процессов:

1) дефляции

2) переноса

3) корразии

4) аккумуляции

Все они связаны друг с другом, проявляются одновременно, представляют собой единый сложный процесс.

Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, называются эоловыми процессами (эол – др.греч. бог ветров).

Дефляция – процесс выдувания и развевания ветром частиц горных пород (deflare – от латин. сдувать, выдувать).

Струи воздуха проникают во все трещины и щели горных пород и выдувают из них рыхлые продукты выветривания. Совместное воздействие физического выветривания и ветра приводит к образованию характерных обточенных скал в виде башен, колонн, обелисков, «качающихся скал».

Академик Обручев Владимир Афанасьевич в 1906 году открыл в Джунгарии (на границе с Восточным Казахстаном) целый «эоловый» город, состоящий из причудливых сооружений и фигур, созданных в континентальных мезозойских песчаниках и пёстрых глинах в результате процессов пустынного выветривания, дефляции и корразии: «Замок хана», «Круглая башня», «Памятник», «Башня Колдунья», «Наковальня», «Сфинкс», «Птица». Он писал: «Даже при скудной фантазии поневоле напрашивается сравнение с развалинами огромного города, давно покинутого его населением».

Интенсивная дефляция периодически проявляется в степных засушливых земледельческих районах на западе США, в южных районах России (Нижнее Поволжье, Предкавказье), юге Украины, в Казахстане. Сильные иссушающие ветры – суховеи – выдувают распаханные почвы, переносят продукты выдувания и откладывают их в других местах в виде бугров, достигающих высоты 2 – 4 метра; периодически возникают чёрные бури (скорость ветра 15 – 20 м/сек, а иногда 30 – 40 м/сек – была в 1960, 1969 годах), пахотный слой в некоторых районах был сдут на глубину 5 – 6 см, а местами до 10 – 12 см.

Плоскостной, или площадной, дефляцией (или эоловой абляцией) называется процесс развевания почвы и горных пород более или менее равномерно на значительных площадях.

Если развевание происходит в отдельных щелях, бороздах, понижениях, то это явление называется бороздовой дефляцией.

Перенос: ветер при движении захватывает пылеватые мелкие песчаные частицы, переносит их на далёкие расстояния, оставляя на месте более крупный обломочный материал. Частицы переносятся двумя способами: 1) во взвешенном состоянии и 2) волочением.

Величина частиц и дальность переноса зависят от силы ветра: чем сильнее ветер, тем больше частицы и дальше перенос.

В 1863 г на Канарских о-вах выпал пыльный дождь, масса которого составляла 10 млн. тонн; в Италии иногда выпадают дожди из красной пыли (это эоловая пыль Сахары); в юго-восточных Каракумах дует ветер с Афганистана – «афганец» - 40 – 50 раз в году по 1 – 2 дня, захватывает огромное количество песка и пыли и переносит их через Амударью в Каракумы, солнце становится совершенно невидимым, окна в домах за 2 – 3 года становятся матовыми. Возникновение «афганца» связано с приходом в высокие слои атмосферы холодных воздушных масс с севера, обладающих большей плотностью, чем тёплый воздух пустынь; холодные массы не преодолевают горы (Копетдаг, Памир) и отражаясь от них, спускаются вниз по горным склонам.

Корразия (от латин. corrasus – обтачивать) – механическая обработка обнажённых горных пород ветром при помощи переносимых им твёрдых частиц – обтачивание, шлифование, высверливание и т.д.

Сильные и постоянные удары песка о нижние части скал подтачивают и как бы подрезают их.

Под ударами песка и дефляции в породах образуются различные ниши и ячейки: ячеистые скальные поверхности, каменные сундуки, ярданги (в Китае) – борозды или жёлобы (1 – 6 метров глубиной), разделённые грядами; для пустынь характерны плоскогранные камни в виде трёхгранников, многогранников с блестящими отполированными гранями.

Вопрос 2. Рельефообразование (эоловая аккумуляция и эоловые отложения)

Одновременно с дефляцией и переносом происходит и аккумуляция, в результате чего образуются эоловые континентальные отложения: эоловые пески и лёссы.

Эоловые пески – это продукты перевевания отложений рек, морей, озёр и элювия. Для них характерны:

1) хорошая окатанность зёрен, блеск и полировка

2) преимущественно мелко- и тонкозернистые частицы (0, 05-0, 25 мм – 90 -99%)

3) в их составе преобладают устойчивые материалы – кварц и другие (слюды и хлориты перетираются, дробятся и уносятся)

4) цвет – жёлтый, желтовато-коричневый, в тропических иротах – красноватый

5) косая, неправильная слоистость.

Мощность эоловых песков наибольшая в пустынях – несколько десятков метров.

Лёсс – это светло-жёлтая, пылевато-жёлтая или серовато-жёлтая порода, в составе которой преобладают частицы пыли от 0, 005 до 0, 01 мм.

Характерные особенности лёссов:

1) высокая пористость

2) система коротких вертикальных каналов (следы растений, засыпаемых пылью)

3) сильная карбонатность и присутствие «журавчиков» – известковых стяжений

4) вертикальная отдельность и способность держать отвесные стенки

5) покровный характер

6) значительные просадки при увлажнении.

Существует несколько гипотез образования лёсса: эоловая, пролювиальная, аллювиальная, делювиальная, почвенно-элювиальная и другие.

Академиком В.А. Обручевым выдвинута эоловая гипотеза, которая пользуется популярностью в геологии.

Формы эолового рельефа (выделены в зависимости от режима ветра Б.А. Федоровичем):

1) барханные пески – асимметричные, серповидной формы песчаные холмы, располагающиеся перпендикулярно к господствующему направлению ветра («рога» вперёд по направлению ветра); высота от 1 – 2 до 15 метров (20 – 30 метров – в Ливийской пустыне), в поперечнике – 40 – 70 метров, 140м и более; образуются обычно в такырах (глинистых участках пустыни) и на галечниковых или щебнистых равнинах;

2) поперечно-грядовые пески (барханные цепи) – формируются в песчаных пустынях; барханы сливаются друг с другом; высота: в пустынях Средней Азии – 60 – 70 м, Центральной Азии («даваны») – 100 – 150 м; максимальная высота южнее озера Лобнор – 179 м; максимальная длина – 700 км. Даваны типичны для пустыни Такла-Макан;

3) продольные барханные гряды – высокие полукруглые в поперечном сечении гряды с насаженными на них комплексными барханами (в тропических пустынях, например в Северной Африке);

4) пирамидальные песчаные формы – распространены в некоторых районах Средней и Центральной Азии и Африки, имеют относительно большое площадное развитие, их формирование обусловлено интерференцией воздушных волн, связанной с отражением ветров от горных преград;

5) продольногрядовые пески – это типичные дефляционно-аккумулятивные образования; песок постоянно выдувается из межгрядовых понижений, переносится и накапливается на вершинах гряд; гряды друг от друга отстоят от 185 м до 1000 – 2500 м; высота гряд – 10 – 12 м (в районе р. Амударьи), 30 м (Центральные Каракумы – за весь четвертичный период формирования), в Сахаре – до сотен метров (их возраст 1 миллион лет);

6) грядово-ячеистые пески – смешанные формы, в которых гряды сочетаются с чашеобразными котловинами выдувания (ячеями) – 100 – 200 метров в поперечнике (в Каракумах, Кызылкумах);

7) грядово-лунковые пески – образуются, когда ветры дуют в противоположных направлениях при преобладании одного из них (по длительности или силе) – это дугообразные валы с понижением внутри дуги, «рога» тоже как и у барханов направлены по ветру;

8) бугристые пески – песчаные холмы 5 – 8 м высотой, реже 16 м, неправильной формы, закреплённые растительностью (в Каракумах, Кызылкумах), особенно высокие у кустов тамарикска;

9) кучевые пески – песок накапливается около отдельных препятствий (около кустиков растений), высота до 1 м, распространены в Центральной Азии (у кустов нитрии, шоропана и др.).

Таким образом, в пустынях (в Северной Африке – эрги, в Средней Азии – кумы) развиты многообразные формы рельефа и между ними существуют переходы; это связано с различным режимом воздушных масс, климатом и другими факторами. Это результат дефляции, переноса и аккумуляции. На поверхности оголённых песков всех форм всегда наблюдается поперечно ветру эоловая рябь (напоминает мелкую рябь от ветра на воде).

Песчаные эоловые формы побережий морей, озёр и рек.

Условия образования:

1) наличие достаточного количества голённого песка

2) почти полное отсутствие растительности

3) сильные ветры

В результате этого образуются дюны – холмы и гряды удлинённой формы, поперечные господствующему направлению ветра; цепи дюн образуются, когда они «догоняют» друг друга. Иногда дюны трансформируются в изогнутую форму, возникают сложные концентрические дюнные поля (во Франции – до 100 метров и более на Атлантическом побережье, в Африке; всё побережье Балтийского моря – 20 – 25 м, в Калининградской области – до 60 м, по р. Днепр, Дон – до 10 – 20 м).

Вопрос 3: Основные типы пустынь

1). Каменистые пустыни (гамады) (с араб. – щебневая пустыня) покрыты породами в виде щебня и глыб, черные на них образуется пустынный загар или лаг в результате выпотевания влаги под влиянием солнечных лучей и бактерий. Образуются на подгорных равнинах (Сахара, Калахари).

2). Песчаные пустыни (эрги) – наибольшее распространение в Сахаре – S более 1 млн. км, Каракумы, Кызылкумы – 800 тыс. км.

3). Лессовые пустыни (адыры) – развиты на окраинах пустынь, где граничат с горами; поверхность их покрыта рытвинами, оврагами – деятельность вод, стекающих по поверхности лессов во время весеннего снеготаяния.

4). Глинистые пустыни (такыры) – возникают на больших речных разливах (Амударья наиболее крупные такыры). Глинистый слой такыров при высыхании сильно уплотняется, становится твердым (подковы издают громкий удар). Водонепроницаемая глинистая поверхность удерживает на себе атмосферные осадки для сохранения их устраивают специальные сточные канавы и эта пресная вода используется местным населением.

5). Солончаковые пустыни, или шоры, образуются:

а) на местах высохших или периодически высыхающих озер (Сарыкамышские озера – галит – поваренная соль).

б) при неглубоком (1-1, 5 м) залегании подземных вод образуется пухлый солончак (смесь пыли и солей, преобладает сульфат натрия).

6). Гипсовые пустыни – в результате деятельности ветра (дефляции и переноса) и сложных химических реакций – плато Устюрт между Каспием и Аралом, сложено известняками.

Значение изучения пустынь:

1) восстановить палеогеографию прошлых эпох;

2) выработать эффективные меры по защите сооружений и населенных пунктов от наступления песков;

3) принимать меры против выдувания и развевания почвенного покрова.