Дюны и барханы. Что такое "бархан": значение слова, интересные факты и фотографии

И дюны, и барханы – это подвижные песчаные холмы, сформированные ветром.

В пустынях, на берегах морей и крупных рек ветер легко подхватывает тучи песчинок и уносит прочь. Их поток, летящий низко над землёй, скапливается в виде бугорков у разных небольших преград – кустиков растений, камней, неровностей рельефа. Там, где такие ветры дуют часто, кучи песка растут. Получаются вытянутые вдоль ветра насыпи. С той стороны, откуда дует ветер, он делает их склоны пологими, с противоположной стороны они более крутые, обрывистые. Нередко ветер формирует дюны не только из песка, но и из частичек глины, кристалликов солей, раковинных крошек.

Унесённые ветром

Дюна не знает покоя. Их верхушки «дымятся» – ветер вздымает мелкие частички. Более крупные он тащит вверх по пологому спуску, перебрасывает через вершину и они падают с обрывистой стороны. В итоге весь холм передвигается ветром всё дальше и дальше. А позади, на его прежнем месте снова начинают оседать принесенные порции песка, и образуется новая дюна. Так на обширных открытых пространствах образуются вереницы подвижных холмов. Часто они смыкаются в широкие цепи. В пустыне Такла-Макан (Китай) наблюдали трёхкилометровые дюнные полосы.

Специалисты различают с десяток типичных форм песчаных насыпей. Например, там, где часто меняет направление и силу, образуются дюны, похожие на пирамиды. Они растут не в бок, а вверх. В Сахаре дюны достигают высоты 100-этажного небоскрёба! А самые высокие стационарные дюны украшают пустыню Бадын-Джаран на севере Китая. Высота некоторых из них достигает 500 м. От перемещения и развеивания их защищают почвенные воды, не дающие песку полностью высохнуть.

Скорость движения дюн иногда превышает сто метров в год, но обычно она гораздо меньше (10-20 м/год). Вдоль нижних краёв дюн воздушные потоки слабее. Плюс к тому, снизу песок подпитывается влагой подстилающего грунта. Поэтому эти края успевают зарасти травой с жёсткими, часто ветвистыми стеблями и глубокими корнями. Растения тормозят движение дюнных краёв, середина же продолжает ползти, дюна становится ýже, но длиннее. Если ветры несильны и непостоянны, дюна может покрыться кустарником, деревцами и превратиться в небольшой зелёный холм.

Кстати, растительность – главное отличие дюн от барханов. Те совершенно голые, поэтому и движутся быстрее, и форма у них более причудливая.

Враги или друзья?

Ползущие горы песка могут принести немало неприятностей. Они мешают строительству, засыпают поля, сады, лесополосы, дороги и усадьбы. В XVIII веке нашествие дюн на северо-западе Франции целиком погребло пару городков. А в тамошнем посёлке Сулан песком засыпало даже колокольню местной церкви. Правда, дюны постепенно ушли дальше, и через сотню лет строения удалось полностью освободить из песчаного плена.

В то же время, дюны придают своеобразную красоту многим регионам и ландшафтам (например, Куршской косе в Калининградской области). Песку и ветру могут быть благодарны археологи – песчаные курганы хоронят развалины древних городов, сохраняя их для будущих раскопок. Ну, а любителям пляжного отдыха дюны обеспечивают укрытие от ветра и уединение.

О чём поют дюны

На Земле есть десятки мест, где песчаные холмы можно не только увидеть, но и услышать. Они издают звуки, напоминающие писк, скрежет, дребезжание, ворчание собаки, жужжание пропеллера.

Прогуливаясь по прибрежным дюнам, можно услыхать под ногами короткие мелодичные посвистывания. Другой вариант – «гудящие» дюны пустынь. Вибрирующий гул возникает, когда с высоченных дюн осыпается песчаная лавина. Он, бывает, разносится за 10 км и слышен до 15 минут. Ноги при этом иногда ощущают лёгкие колебания почвы.

В древности считали, что в «поющих песках» слышны голоса призраков и злых местных духов, которые живут в дюнах. Явлению не могут найти чёткого научного объяснения до сих пор. Разработано несколько теорий, но в каждой есть свои изъяны.Твёрдо ясно одно: звук возникает от движения сухих горячих песчинок.

Любители экспериментов не раз ставили опыты с песком. Удавалось даже заставить «гудеть» кристаллики поваренной соли. Выяснили, что малейшая влажность заставляет песок замолчать. С другой стороны, «умолкший» песок может зазвучать после промывания. Возможно, посторонние частички (например, пыль от истирания частиц) мешают «подать голос».

Разгадку искали в том, что «поющие пески» состоят из частиц одного размера и, к тому же, очень гладкие. Однако в опытах отсортированный по размеру и шлифованный песок категорически отказывался «пищать» или «гудеть». К тому же, заметная часть песчинок гудящей Песчаной горы в пустыне Калахари оказалась шероховатой и угловатой.

Феномен пытались объяснить тем, что кварцевые песчинки легко электризуются. Но потом выяснили, что «лающие» пески на Гавайях состоят не из кварца, а из частиц раковин моллюсков и панцирей микроводорослей.

Площадь звучащих дюн Земли резко сокращается: транспорт, массовый туризм, загрязнение окружающей природной среды… Смогут ли наши потомки послушать «поющие» дюны и удивиться этому загадочному голосу природы?

Ветер может быть великолепным строителем и создавать на поверхности Земли удивительный рельеф в виде барханов и дюн. Возникают эти образования по одному и тому же принципу. Но существует и то, чем отличаются барханы и дюны.

Определение

Бархан – форма возвышающегося рельефа; подвижный песчаный холм, как правило, не закрепленный растительностью. Формирование бархана, как и дюны, начинается с того, что ветер, дующий в песчаной зоне, натыкается на камень, обломок дерева или другой предмет. За этим препятствием начинают скапливаться песчинки. Формируется маленький холмик, который со временем уплотняется и растет. Постепенно насыпь превращается в серповидный бархан. Множество подобных образований сливаются в непрерывные длинные цепи.

Барханы

Дюна также образуется постепенно, под воздействием ветра. Она представляет собой песчаное возвышение, которое часто покрывается растительностью. Дюны и барханы могут вырастать до 100 м, а иногда бывают и гораздо выше этого уровня.

Дюны

Сравнение

Определяющим фактором, составляющим отличие барханов от дюн, является местонахождение песчаных гор. Образования в пустыне принято называть барханами, а холмы из песка на других участках земной поверхности – дюнами.

Именно расположение песчаных формирований обуславливает наличие или отсутствие на них растительности. Если барханы возникают в засушливой среде, то дюны возвышаются на морских побережьях, у озер, рек, в степной зоне, то есть там, где есть вода, необходимая для существования представителей флоры.

Растительность зачастую обосновывается на «рогах» (боковых частях) дюн, поскольку ей легче пробиваться в месте, где уровень песка ниже. Таким образом, края дюны оказываются зафиксированными, а ее центр под влиянием ветра движется. В результате дюна встречает ветер вогнутой стороной своей центральной части. У бархана же, ничем не закрепленного, слабыми оказываются именно бока, поэтому они наиболее подвижны, а центральная часть обращена к ветру выпуклой стороной.

Ветер способен перемещать целиком песчаные холмы и одного, и другого типа. Но в чем разница между барханами и дюнами в этом случае? Свою роль здесь опять же играет растительность. Свободные от нее барханы могут передвигаться по пустыне гораздо быстрей – в год до сотен метров. Дюны за это же время способны преодолеть до двух десятков метров.

Когда речь идет о ветровых волнах на воде, можно задаться вопросом, как вообще горизонтальное течение воздуха может вызвать «зародыши» волн? Ответ будет такой: даже самое спокойное на первый взгляд течение воздуха является неоднородным, турбулентным, в нем образуются вихри различных масштабов. Причем эти масштабы тем крупнее, чем больше скорость течения воздуха. Скорость ветра над поверхностью воды, даже если поверхность абсолютно гладкая, не одна и та же на разных высотах: у поверхности воздух тормозится в результате трения о воду, по мере удаления от поверхности трение ослабевает и скорость ветра растет.

Самые маленькие вихри в воздушном потоке образуются возле поверхности, а чем дальше от нее, тем вихри крупнее. Но что такое эти вихри? По существу это пульсации давления воздуха.

Пульсации давления в турбулентном потоке воздуха могут морщить воду. Но они не могут морщить поверхность песка, вдавливать или вспучивать ее, поскольку силы сцепления лежащих песчинок велики. Действительно, пока скорость ветра очень мала, он не может преодолеть силу трения покоя между песчинками.

Но вот скорость ветра возросла. Что произойдет? Песчинки тронутся в путь. Песок состоит из частиц самых разных размеров, обычно от миллиметра и меньше. Первыми, естественно, начнут двигаться самые мелкие частицы: сначала короткими перебежками, перекатываниями по поверхности, небольшими подлетами вверх. Эти движения вызваны пока еще лобовым давлением ветра на наветренную поверхность песчинок. Увеличим еще немного скорость ветра. Теперь мелкие частицы уже начинают взлетать в воздух, а крупные все еще переползают по поверхности.

Рис. 1. Траектории поднятых ветром частиц песка.

Присмотримся внимательнее к тому, что творится с мелкими частицами (рис. 1). Когда они находятся в воздухе, они движутся под действием двух сил - горизонтально направленной силы от ветра и вертикально направленной силы тяжести, наподобие маленьких горизонтально запущенных с горки снарядов. Ясно, что, пролетев некоторое расстояние, они снова упадут на поверхность песка. Самое важное состоит в том, что в воздухе они испытывают турбулентные пульсации силы ветра. Поэтому одни частицы полетят быстрее, другие - медленнее. И еще вот что важно: воздушные вихри следуют друг за другом довольно регулярно. И благодаря этому в потоке песчинок, несомых ветром, тоже устанавливается некая регулярность - закономерное чередование областей с высокой и низкой концентрацией частиц в воздухе. Естественно, что такая периодичность сохранится и в распределении концентрации песчинок в месте их падения.

Но на этом дело не кончается. Упавшая частица сохраняет запас набранной от ветра кинетической энергии и передает ее тем частицам, с которыми она столкнулась, упав на поверхность. Она подбрасывает в воздух другую частицу, та, упав, бьет в свою очередь третью и так далее.

Вот как выглядит эстафета передачи энергии при образовании песчаных волн!

Постепенно накапливаясь в местах наибольшей концентрации упавших частиц, песчинки создают низенькие барьерчики. Около них начинают сосредоточиваться переползающие по поверхности крупные песчинки. Регулярность вихрей в воздушном потоке у поверхности песка начинает обрастать «плотью» - превращается в периодичность песчаных валиков.

Как только образовались «зародыши» волнообразного рельефа, начинается рост их в высоту. Это происходит благодаря тому, что выбитые с поверхности «вторичные», «третичные» и т. д. мелкие песчинки планируют в воздухе в среднем на такие расстояния, которые примерно совпадают с длиной возникающих волн песчаной ряби. Но вот рябь выросла до заметных размеров. Теперь уже она сама начинает вносить турбулентность в поток проносящегося над ней воздуха. На подветренной стороне гребней ряби, в зоне тени, образуется присоединенный вихрь - круговое движение воздуха, которое у поверхности песка направлено против течения воздуха. Оно подгоняет песок из ложбины к гребню, делая его более четко оформленным, а главное подпертым, устойчивым. Так горб песчаной волны приобретает характерную несимметричную форму зуба пилы (рис. 2).

Рис. 2. Характерная форма гребней песчаной ряби

В пользу такого механизма образования песчаной ряби говорит один интересный эксперимент. С помощью сита или каким-либо другим способом расклассифицируем частицы песка на отдельные фракции (чтобы каждая фракция состояла из песчинок примерно одинакового размера). Внесем какую-либо фракцию в аэродинамическую трубу и создадим в ней поток воздуха с такой скоростью, при которой возникает рябь на «естественном» песке. Эта скорость обычно составляет 4-5 м/с. Что будет происходить? Песчинки придут в движение: будут отрываться от поверхности, падать, выбивать со своих мест другие - словом, все будет так, как на натуре. Только вот песчаной ряби не будет! Окрасим теперь частицы каждой фракции в разные цвета в таком, к примеру, порядке: самые крупные - синим, помельче - зеленым, самые мелкие - красным. Тщательно смешаем снова все фракции, высыпем слоем на дно аэродинамической трубы и включим воздуходувку - скорость воздушного потока должна быть такой же, как и в первой части эксперимента. Сквозь прозрачные стенки трубы мы увидим, как только что «гладкая» поверхность песчаного слоя станет покрываться рябью. А если теперь выключить воздуходувку, то механизм образования ряби предстанет перед нами во всей своей красочной наглядности: гребни волн ряби стали синими; откосы с подветренной стороны - красными; наветренный склон гребня снизу вверх постепенно желтеет, становится зеленым и, наконец, переходит опять в синий. О чем это говорит? О том, что гребни образованы крупными частицами песка, а ложбины выложены мелкими.

Вот почему не получилась рябь на песчинках примерно одинакового размера. Для ее возникновения нужны как минимум две фракции песчинок: мелкие делают «канву» рисунка, на которую крупные наносят стойкий «узор». После этого роль мелких частиц в значительной мере исчерпана, и ветер постепенно сдувает их с гребней в ложбины, а потом на подошвы наветренных склонов песчаных волн.

Такую гипотезу возникновения ряби на песке, выдвинул советский ученый М. А. Великанов в 1955 году, и сегодня ее приняло большинство исследователей.

Волны песчаной ряби можно характеризовать теми же геометрическими величинами, что и волны на воде,- длиной волны, высотой и крутизной. Разумеется, песок не вода, и на разных территориях имеет разное распределение песчинок по размерам. От этого распределения, конечно, зависит и то, как изменяются длина и высота волн при разных скоростях ветра. На одних песках длина волны с ростом скорости ветра увеличивается быстрее, на других медленнее. Она имеет для ряби порядок величины примерно 15 см и даже более при скоростях от 4 до 9 м/с, высота волн может достигать 8 см (по данным для песков туркменских пустынь).

Можно ввести и аналог фазовой скорости перемещения волн на воде (о групповой скорости и говорить не приходится - в песчаных волнах нет переноса энергии), понимая ее здесь как скорость перемещения формы ряби под действием ветра. (Разумеется, эта аналогия очень условна, так как здесь с фазой в отличие от волны на воде переносится и вещество - сам песок.) Эта скорость довольно мала, но растет со скоростью ветра. Например, туркменские пески движутся со скоростью около 20 см/ч, если скорость ветра 5 м/с; но если скорость ветра достигает 12 м/с, то скорость песка увеличивается втрое!

При любых ли скоростях ветра сохраняется рябь? Нет, сильный ветер рябь уничтожает. Он взметает в воздух все частицы песка на поверхности: и мелкие, и крупные. Мелкие валики песчаной ряби раздуваются, верхний слой песка как бы вспухает и теряет правильные очертания. Такое происходит во время песчаных бурь, когда скорость ветра превышает примерно 16 м/с.

Если скорость ветра меньше 16 м/с, но все же существенно превышает скорость, при которой возникает песчаная рябь, то появляются настоящие песчаные волны - крупные формы рельефа. Раньше думали, что для образования таких волн нужны пологие неровности почвы, замаскированные песком, а потом выяснилось, что они могут возникать и на совершенно ровном месте, лишь бы слой песка имел достаточную толщину, чтобы дать вдоволь материала для их образования.

Песчаные волны образуются примерно по той же схеме, что и рябь. Но теперь мелкие частицы, оторвавшись от поверхности, попадают в высокие слои воздушного течения, где турбулентные пульсации скорости потока гораздо крупнее. С поверхности отрываются и более крупные частицы. Упав на песок из потока, они образуют на нем полосы шириной в 1-2 м, сложенные главным образом из крупных частиц. Никакой ряби на них практически нет, поскольку ветер имеет скорость 13-16 м/с. Такие ветры в пустынях дуют примерно 1% всего времени, так что полосы развиться в крупные волны, конечно, не могут. Периодичность полос соответствует периодичности крупномасштабных пульсаций скорости ветра и может достигать даже 100-200 м. Песчаные полосы - это зачатки крупных волн, наподобие того как мелкие валики были зачатками волн песчаной ряби.

Полосы становятся своеобразными рубежами для частиц, переносимых более медленными ветрами, имеющими скорость примерно от 8 до 12 м/с и дующими примерно 10-12% полного времени. Высота полос составляет 20-25 см, то есть наветренный их склон при ширине полосы, скажем, 2 м образует с горизонтальной поверхностью значительный угол. Неизбежно с подветренной стороны полосы появляется присоединенный вихрь; для его появления, как мы говорили, достаточно, чтобы угол превышал всего лишь 6°.

Полоса начинает расти вверх сразу с двух сторон: с подветренной стороны песок к гребню сгоняет вихрь, с наветренной - медленно ползущие по склону вверх волны ряби, которые доходят до гребня и ссыпаются по крутому откосу в ложбину (рис. 3). Сам гребень образует уже достаточную тень, из ее зоны песок не выносится, а с помощью присоединенного вихря идет на укрепление гребня. Вместе с тем рост крутизны гребня замедляет подъем волн ряби, и они возле гребня, совсем как волны на мелководье, сближаются.

Рис. 3. Динамика развития гребня песчаной волны

Рост песчаных волн в высоту идет, когда дует ветер со скоростью 4-8 м/с, а на такой ветер падает 85-90% всего времени. Если ветер слаб, то песок не может взобраться на наветренный склон и остается у его подножия. В целом пологий склон гребня может иметь сложную форму и сложное распределение частиц песка по крупности. Здесь все зависит от того, какие ветры работали над песчинками.

Так растет бархан. Чем он длиннее и выше, чем больше песка в нем, тем он устойчивее. В отличие от эфемерной песчаной ряби барханы живут многие годы. Ветер уже не может разрушить бархан, но он может изменить его первоначальную форму.

Полосы ряби тянутся строго перпендикулярно направлению ветра, который создал их, и обычно имеют длинные фронты, почти смыкающиеся друг с другом. Это означает, что строение фронта в приземном потоке ветра довольно однородное, отдельные струи воздуха по фронту ветра почти не опережают друг друга. Сама поверхность песка как бы упорядочивает ветер.

Песчаные волны образуются более высокими участками фронта ветра, где такой сплошности струй воздуха обычно нет, поэтому барханы возникают разрывной цепочкой. За долгую их жизнь дуют ветры разных направлений, но, конечно, для данной местности есть господствующее направление ветра. Обтекая барханы, ветры постепенно разворачивают их в господствующем направлении, снося частицы песка по их бокам, и придают наветренным склонам (в плане) округлую форму.

Мало того, ветер использует малейшие неровности, углубления на гребне бархана, выдувая из них песок сначала в ложбину, а затем «прорывает» в самой ложбине отлогий канал. И вот уже бархан принял своеобразную полулунную форму рогалика. Фотография такого бархана приведена на рис. 4. Барханы отличаются от волн ряби еще и тем, что их гребни сложены из мелких частиц, а крупные песчинки покоятся на дне бархана.

Рис. 4. Песчаные барханы

Безграничное море из песка - привычный пейзаж для пустыни. Трудно представить себе менее приспособленное для жизни место, чем это. И все же, даже здесь обитают животные и люди, привыкшие не только к невообразимой жаре, но и к переменчивому нраву этой пустоши.

И если говорить о пустыне, то нельзя упускать из виду такое явление, как бархан. Что такое бархан, казалось бы, представить несложно. Но даже он может таить в себе удивительные секреты, знание которых крайне важно для выживания в пустыне.

Итак, бархан - что такое?

Для начала разберемся в той информации, которую дает нам географическое сообщество. Так, исходя из их данных, бархан - это огромное скопление песка, которое впоследствии образует холмы или небольшие горы. Бархан всегда имеет изогнутую форму, чем-то напоминающую серп или полумесяц. Но как образуется бархан? Что такое он, и по каким законам существует?

В действительности все очень просто. Бархан образуется благодаря дуновению ветра, который перегоняет песчинки с одного места на другое. Это действие напоминает движение воды в мировом океане, с ее рябью и волнами. И если после окончания ветра поверхность моря снова становиться гладкой, то в пустыне все совсем иначе. Когда наступает штиль, здесь все замирает на месте, словно время застыло и не желает двигаться дальше.

Жизнь в песчаной пустоши

Люди, живущие в пустынной местности, зачастую, вынуждены вести кочевой образ жизни. Ведь даже тогда, когда их дома находятся в пределах одного оазиса, им все же как-то нужно добывать еду, ресурсы и медикаменты. Поэтому испокон веков они занимаются торговлей между поселениями, проделывая многокилометровые маршруты по пустыне.

Именно поэтому они хорошо знают, что такое бархан, и насколько коварен он может быть. Ведь, в отличие от обычного холма, бархан не стоит на одном месте. Под воздействием сильных ветров, он кочует с места на место, что сильно усложняет жизнь следопытам. Именно поэтому пустынные жители с раннего детства изучают законы, по которым перемещаются барханы. А иначе как им тогда осваивать просторы пустыни?

Барханы: суровые и немного драматичные

Но как видят жители Востока бархан? Что такое бархан для них: суровый враг или же молчаливый спутник в пути? Наверное, здесь все зависит от самого человека и от того, как он смотрит на мир. Ведь одни сетуют на судьбу, а иные принимают ее вызовы, с гордо поднятой головой.

То же касается и барханов. Кто-то видит в них врагов, а кто-то находит их прекрасными. Ведь когда песок под ногами стремительно осыпается вниз, складывается впечатление, что барханы начинают петь. И эта песня завораживает тех, кто отдал свое сердце бескрайним горизонтам пустыни.

Деятельность ветра является одним из важнейших геологических и рельефообразующих факторов на поверхности суши. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими отложения рельефа и формы называют эоловыми (Эол - бог ветров в греческой мифологии ). Эоловые процессы протекают на всей территории суши, но наиболее активно проявляются в пустынях, полупустынях, на побережьях морей и океанов. Этому способствует оптимальное сочетание условий, способствующих развитию эоловых процессов: 1) отсутствие или разреженность растительного покрова, определяющее наличие непосредственного контакта горных пород, слагающих территорию, и воздушных потоков атмосферы; 2) частые ветры; 3) наличие больших объёмов рыхлого материала, способного перемещаться ветром. Необходимо отметить, что существенное значение при «поставке» обломочного материала, в дальнейшем перемещаемого ветром, в пустынях (для которых, как известно, характерны значительные суточные колебания температуры) имеет температурное выветривание. Существенную роль эоловые процессы играют также в сухих степях, саваннах, приледниковых областях, долинах крупных рек и других открытых ландшафтах. Переносимый ветром тонкий материал может перемещаться на сотни и даже тысячи километров (достаточно отметить, что на значительных участках океанического дна вклад эолового материал достигает 50-70% и более).

Геологическая деятельность ветра складывается из процессов разрушения пород, переноса материала и его аккумуляции, тесно взаимосвязанных и протекающих одновременно.

Разрушительная деятельность ветра

Разрушительная деятельность ветра складывается из двух процессов - дефляции и корразии.

Дефляция (от лат. «deflatio» - сдувание ) - процесс выдувания и развевания ветром частиц рыхлых горных пород. Дефляции подвергаются мелкие частицы пелитовой, алевритовой и песчаной размерности. Различают площадную и локальную дефляцию. Площадная дефляция приводит к равномерному выдуванию рыхлых частиц с обширных площадей; понижение поверхности за счёт такой дефляции может достигать 3 см в год. Развитие локальной дефляции определяется особенностями движения воздушных потоков и характером рельефа. С действием восходящих вихревых потоков связано образование котловин выдувания. В качестве особого вида локальной дефляции выделяют бороздовую дефляцию. В трещинах, узких щелях или бороздах сила ветра больше, и рыхлый материал выдувается оттуда в первую очередь. В частности с этим видом дефляции связано углубление колеи дорог: в Китае, на сложенных лёссом территориях, на месте дорог образуются узкие каньоны глубиной в первые десятки метров.

Корразия (от лат. «corrado» - скоблю, соскребаю ) – процесс механического истирания горных пород обломочным материалом, переносимым ветром. Заключается в обтачивании, шлифовании, и высверливании горных пород. Частицы, переносимые ветром, ударяясь о поверхность встречающихся на пути коренных горных пород, действуют в качестве природного «абразивного инструмента», вырабатывая на их поверхности штрихи, борозды, ниши и другие характерные формы. В процессе такого обтачивания происходит также образование нового обломочного материала, вовлекаемого в процесс дефляции (грубой аналогией подобного процесса может служить действие абразивного инструмента на предмет - в результате обработки предмет изменяет форму, а удаляемая часть превращается в стачиваемый мелкий материал). Таким образом, процессы корразии и дефляции взаимосвязаны и протекают одновременно.

Перенос материала ветром

Перенос материала ветром может осуществляться в следующих формах: перекатыванием, путем скачкообразных движений и во взвешенном состоянии.

Перекатыванием или скольжением перемещаются крупные зёрна песка и, при штормовых и ураганных ветрах, гальки и щебень.
Путём скачкообразных движений (или сальтацией – от лат. «saltatio» - скачок ). Таким образом 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.

Аккумулятивная деятельность ветра

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.

Эоловый лёсс (нем. «Loss» от «lose» - рыхлый, нетвёрдый ) - 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 межледниковий).

Эоловые пески также обладают 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 30 0 .
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.

Эоловые формы рельефа

Наиболее распространены аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные формы , образующиеся в результате перемещения и отложения ветром песчаных частиц, а также выработанные (дефляционные) 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. Зависимость форм рельефа песков от условий образования приведена на рисунке.

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.

Зона развевания, или дефляции, которая характеризуется процессами отрыва зёрен от поверхности песка при отсутствии их привноса. Здесь имеет место вынос зёрен песка с поверхности.
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).
Зона аккумуляции, где происходит накопление песка, перенесенного из зоны дефляции.

Продольный профиль бархана

1 - зона выноса, 2 - зона переноса, 3 - зона накопления, 4 - нейтральная зона, 5 - наветренный склон, 6 - склон осыпания, 7 - гребень, 8 - высота бархана, 9 - путь предельного насыщения ветропесчаного потока песком.

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 перпендикулярых 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.

Основные формы рельефа песков, связанные с режимом ветров (Федровович, 1983)

I - барханные пески пустынь. А.: пассатный тип (при ветрах одного или близких направлений) : 1 - песчаный щит; 2 - то же, с воронкой (эмбриональный бархан); 3 - серповидный симметричный бархан; 4 - несимметричный бархан; 5 - продольные ветру барханные гряды; 6 - комплексные продольные барханные гряды ("китовые спины");
Б - муссонно-бризный тип (при ветрах противоположных направлений) : 7 - групповые барханы; 8 - простые барханные цепи; 9 - комплексные барханы и барханные цепи;
В - конвекционный и интерференционный типы (при системе равномерных ветров и при ветрах поперечных направлений): 10 - циркульные барханы; 11 - то же, пирамидальные; 12 - то же, скрещенные комплексные.
II - полузаросшие пески пустынь. А: 13 - прикустовые косички; 14 - мелкие грядки; 15 - грядовые пески; 16 - грядово-крупногрядовые пески;
Б: 17 - грядово-лунковые пески; 18 - лунковые пески; 19 - граблевидные поперечные гряды; 20 - поперечные гряды;
В: 21 - ячеистые пески; 22 - крупноячеистые пески; 23 - пирамидальные пески; 24 - решетчатые гряды.
III - дюнные внепустынные пески. А.: 25 - прибрежные валы; 26 - параболические дюны; 27 - шпильковидные дюны; 28 - парные продольные дюны; 29 - комплексные параболические дюны;
Б: 30 - полукруглые мелкие дюны; 31 - то же, крупные; 32 - полукруглые комплексные дюны;
В: 33 - мелкие кольцевидные дюны; 34 -то же, крупные; 35 -комплексные циркульные дюны.
Стрелками показаны преобладающие направления ветров.

Менее распространены корразийные (точнее дефляционно-корразийные, поскольку эти процессы действуют совместно) 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.

Корразионные формы в пустнынях: следы корразии в песчаниках (Синайская пустыня, Египет) и эоловый гриб (Arbol de Piedra, Боливия)

Видео: Эоловые формы рельефа и ландшафты пустыни