Эоловые аккумулятивные формы

Прежде чем рассматривать морфологию эоловых аккумулятивных форм, остановимся на некоторых особенностях переноса песка ветром. При взаимодействии ветра с песчаной поверхностью возникает ветропесчаный поток наносов. Мощность ветрового потока изменяется в зависимости от силы ветра. Основная масса песка (более 80%) переносится в нижнем 10-20-сантиметровом слое. Уже при скорости ветра 4-5 м/с образуется "позёмка", а при больших скоростях — отдельные языки ползущего песка сливаются в сплошную движущуюся в направлении ветра песчаную пелену. Возрастание концентрации переносимых ветром частиц у поверхности приводит к потере ветровым потоком части его энергии и резкому падению градиента скорости непосредственно у земной поверхности. Поэтому, как отмечает К.С. Кальянов, способность ветропесчаного потока насыщаться твердой дисперсной фазой имеет определенный предел, регулируемый градиентом скорости переноса в приземном слое потока. Ветровой поток обладает емкостью, мощностью и насыщенностью. Емкостью называется количество песка, которое может перемещаться при данной силе ветра, мощностью — реальное количество перемещенного песка. Отношение мощности к емкости называется насыщенностью потока. Чем меньше это отношение, тем больше дефляционная способность потока. При уменьшении емкости потока происходит аккумуляция песка. Пыль (алевритовые частицы) переносится ветром на гораздо большей высоте над поверхностью. При "пыльных бурях" воздух насыщен пылеватыми частицами даже на высоте в несколько сотен метров над земной поверхностью. При очень сильных пыльных бурях пыль может подниматься до высоты 5-6 км и перемещаться на многие тысячи километров. В результате эоловой аккумуляции образуются самые разнообразные формы рельефа. Простейшей эоловой аккумулятивной формой является холмик-коса, образующаяся при наличии полупроницаемого препятствия, например кустика растения. При нарастании мощности потока аккумуляция происходит не только в зоне затишья, т.е. за препятствием, но и перед ним, так как по мере роста накопления оно само становится препятствием на пути ветра. Препятствие в конце концов оказывается погребенным под навеянным песком, образуется симметричная эмбриональная дюна, или бугор навевания.

В зависимости от ориентировки эоловых аккумулятивных форм относительно направления ветра их можно разделить на продольные и поперечные. Крупные продольные формы — песчаные гряды, или грядовые пески, рассматриваются как результат струйно-вихревого распределения скоростей ветра, вызывающего штопорообразное движение ветропесчаных струй в горизонтальном направлении. Ветер выдувает песок из понижений и набрасывает его на образующиеся между ними гряды. Песок также движется в направлении ветра вдоль гребня гряды и тем самым обеспечивает ее медленное продвижение вперед и удлинение. К поперечным формам относятся барханы, барханные цепи и параболические дюны.

Барханы — эоловые аккумулятивные формы, имеющие в плане очертания полумесяца и ориентированные выпуклой, более пологой стороной (уклоны 15-18°) навстречу ветру. Противоположный вогнутый склон очень крут, его уклон близок к углу естественного откоса (до 35°). Барханы возникают при больших мощностях ветрового потока перед каким-либо препятствием. Уже в начальной стадии развития бархан сам становится препятствием для ветра, и ветровой поток, обтекая его, формирует "рога" бархана. Одновременно происходит пересыпание песка с наветренного склона на подветренный, и бархан в целом движется в направлении ветра. Скорость перемещения крупных барханов в южных Каракумах достигает 12 м в месяц. Часто барханам свойственно маятникообразное движение, вызываемое ветрами противоположных направлений. Размеры барханов различные. Высота небольших форм колеблется от 3 до 8 м. В пустыне Атакама, где барханы особенно типичны, встречаются крупные образования высотой до 40 м и шириной 200-300 м. Маленькие барханы перемещаются быстрее больших; обгоняя большие барханы, они "вползают" на наветренные склоны.

В результате возникают крупные усложненные формы – полисинтетические, или многосложные, барханы. Имеется и другое объяснение образования многосложных барханов. Скорее всего, мелкие барханные формы образуются под воздействием вихревых движений потоков воздуха, возникающих при их прохождении над наветренным склоном большого бархана (рис.).

Рис. Грядовые пески, осложненные мелкобарханными

формами (Ногайские степи, аэрофото, масштаб ~1:18 000)

К поперечным аккумулятивным формам относятся также барханные цепи, состоящие из нескольких слившихся барханов. Обычно они располагаются параллельными грядами. Такое расположение цепей пока не получило удовлетворительного объяснения. На наветренных склонах аккумулятивных эоловых форм почти везде видны знаки ряби — низкие (3-5 см) асимметричные валики из песка, протягивающиеся на десятки метров, чаще всего параллельно друг другу и нормально к направлению ветра.

Наветренные склоны ряби, как и наветренные склоны барханов, пологие, подветренные — крутые. В целом знаки ряби можно рассматривать как результат волновых колебательных движений, возникающих в поверхностном слое песчаного грунта под воздействием колебательных движений воздушного потока.

Во внетропических пустынях (а в ледниковые эпохи — в условиях перигляциальных областей) поперечные эоловые образования (дюны) часто преобразуются в продольные.

Рис. 147. Полисинтетический барханный массив

(Ногайские степи, аэрофото, масштаб -1:18 000)

Это связано с тем, что участки поперечных дюн с меньшей мощностью песка закрепляются растительностью, их движение по направлению ветра замедляется по сравнению с участками с большей мощностью песка, не скрепленного растительностью. Возникают формы, напоминающие барханы, но "рога" которых обращены навстречу ветру. Со временем дюны приобретают контуры, напоминающие параболу или сильно сжатый с боков полумесяц (параболическую дюну), затем они превращаются в шпилъковидную дюну и наконец, вследствие разрыва вершины "шпильки", — в парные, параллельные дюны.

На побережьях аридных стран при близком положении к морю уступа горного хребта или плато возникают прислоненные дюны, которые также достигают огромной высоты. Уступ оказывается препятствием, на которое наползает движущийся песок. Прислоненная дюна — своеобразный песчаный шлейф, навеянный ветром на прилегающий к песчаной равнине склон или уступ. O.K. Леонтьев наблюдал на о. Сокотра прислоненную дюну высотой до 200 м. Областью питания для нее служат пляж и развеваемая поверхность прилегающей морской террасы.

С выносом пыли из пустынных областей и ее отложением на прилегающих к пустыням равнинах связывают образование лёссового покрова — плаща алевритовых отложений, характерных для периферийных зон пустынь и внепустынных районов Средней и Центральной Азии. Лёссы распространены в южной части Русской равнины, в Китае и других местах. И хотя в целом проблема происхождения лёссов спорная, эоловая гипотеза, по-видимому, правильнее всего объясняет происхождение лёссового покрова. Развеваемые и подвижные пески как в пустынях, так и на побережьях не имеют сплошного распространения. Гораздо большую площадь занимают древние эоловые формы, в настоящее время в той или иной мере закрепленные растительностью. Многие исследователи считают, что современные климатические условия даже в пустынных областях неблагоприятны для развевания и образования подвижных песков. Развевание и образование дюн рассматриваются как вторичные явления, обусловленные хозяйственной деятельностью человека, главным образом перевыпасом скота при кочевом и отгонном скотоводстве.

С деятельностью ветра связаны еще некоторые типы песчаных образований, и прежде всего бугристые пески, не менее распространенные, чем грядовые. Бугристые пески — комплекс песчаных бугров, часто неправильной формы, склоны которых не обнаруживают четкой дифференциации на наветренные и подветренные, высота бугров 3-5 м, размещение их в плане беспорядочное. Среди бугров также беспорядочно разбросаны котловины выдувания. В большинстве случаев бугры покрыты разреженной растительностью: кустами солянок, песчаных акаций и тамариска либо пучками чия или седина. Предполагается, что бугристые пески образуются как при частичной фиксации подвижных песков пустынной растительностью, так и при вторичном развевании ранее закрепленных песков ("кишлачные пески"). В целом бугристые пески образуются при отсутствии какого-либо господствующего направления ветра.

На берегах морей и на песчаных поверхностях в речных долинах часто развиты кучевые пески, или кучугуры, которые, по-видимому, также преимущественно связаны с задержкой песка растительностью, начинающей осваивать пляж и поверхность песчаной косы, или же с развеванием ранее закрепленных песков. При четко выраженном преобладании ветров одного направления на берегах морей формируются продольные дюны. Поскольку источником питания береговых дюн являются береговые валы, они образуют единую полосу, расположенную фронтально по отношению к господствующему ветру, но сама полоса состоит из близко расположенных или сливающихся одна с другой продольных дюн.

В заключение следует отметить, что многообразие эолового аккумулятивного рельефа зависит от ряда факторов: режима и скорости ветров, мощности песчаных отложений, степени закрепления их растительностью, физико-географических условий той или иной территории. В настоящее время нельзя не учитывать хозяйственную деятельность человека не территориях, сложенных песками.