Тема: Геологічна діяльність вітру


План лекції:

  1. Основні поняття.
  2. Руйнівна робота вітру.
  3. Перенесення вітром уламкового матеріалу.
  4. Акумуляція еолових пісків.

Основні поняття

Геологічна діяльність вітру проявляється в усіх кліматичних поясах. Але наслідки його роботи будуть різними – в залежності від міри сприятливості цьому процесу. Мабуть не важко здогадатись, що найкращі умови для діяльності вітру – в пустелях, де бідна рослинність i активно діють процеси фізичного вивітрювання, які дають багато уламкового матеріалу для перенесення його вітром. Вітри теж в цих регіонах дмуть часто i великої сили.

Вчені підрахували, що на пустелі усіх материків припадає більше 20% суходолу. Згадайте величезні їх простори в Азії, Африці, Австралії, Північній i Південній Америки. Доцільно назвати найбільші з них. В Азії: Каракуми, Кизилкум, Мойинкум, Гобі, Аравійська, Тар, Такла-Макан. В Африці – найбільші пустелі на Землі Сахара та Лівійська, які разом займають близько 25% площі цього материка. На півдні Африки – пустеля Калахарі. В Австралії – Велика пустеля Вікторія i Велика Піщана пустеля. В Північній Америці – Плато Колорадо, в Південній – Атакама (на висоті понад 3000 м). На Памірі i Тiбетi є високогірні пустелі.

Геологічна діяльність вітру зводиться до руйнування гірських порід, перенесення i відкладання продуктів руйнування. Цю діяльність за традицією природознавці називають еоловою (від Бога вітрів у древньогрецькій міфології Еола).


Руйнівна робота вітру

Цей процес включає в себе два види:  дефляцiю (лат. deflatiо – видування)  i   коразiю  (лат. corrasio – обточування).

Дефляції належить провідна роль у формуванні кам'янистих пустель та руйнуванні акумулятивних відкладів давніх епох. Ії прояву передує фізичне вивітрювання, яке руйнує міцні породи або послаблює структурні зв'язки мінералів. 

Після винесення вітром пухкого матеріалу під впливом пекучого Сонця i холодних ночей посилюється фізичне вивітрювання порід. Так відбувається протягом тисячоліть. В результаті утворюються різноманітні, часом химерні форми скель, а на рівнинній поверхні нагромадження каміння i щебінь, тобто уламки порід, які вітер не міг перенести в інше місце. Ці камені мають сліди обточування, так як цей процес іде нерозривно з видуванням. Тому поділ цих процесів на самостійні умовний, в залежності від переваги одного над іншим. В кінцевому результаті можна спостерігати в скелях ніші видування, карнизи, виступи. Коли вітер видуває з вертикальних тріщин зруйновані фізичним вивітрюванням породи – утворюються цікаві форми у вигляді башт, колон, обелісків. А коли видуваються з скель нещільні шари порід, тобто йде  вибiркова дефляцiя – утворюється своєрідне чергування  карнизiв i нiш.  Здалеку такі скелі нагадують зруйновані багатоповерхові будинки з "вікнами" i "перекриттями". Академік В.О.Обручов відкрив у 1906 р. в Китайській Джунгарiї біля підніжжя гірського масиву Кара-арат (на межі зі Східним Казахстаном) ціле "еолове місто" з чудернацькими спорудами i фігурами, що утворились в результаті дефляцiйних процесів i коразії. Вчений їх так i назвав: "Замок хана", "Кругла башта", "Пам'ятник", "Башта Чаклунка", "Наковальня", "Сфінкс", "Птах". "Можна було подумати, - писав В.О.Обручов, - що ми попали у руїни якогось давнього міста. Ми їхали ніби вулицями повз масивних споруд азіатського типу, з карнизами i колонами, але без вікон." Подібні форми спостерігаються по схилах усіх хребтів, що оточують пустиню Такла-Макан.  

Нерідко в скелях спостерігаються  нiшi i котли видування та ніздрюваті, схожі на ходи землероїв дрібні форми. Часто цікаві форми трапляються на окраїнах Заравшанського хребта, в горах Криму (гора Демерджi з "Кам'яним лісом", урочище Чурук-Су з “сфінксами”), Кавказу, в багатьох хребтах гір Середньої Азії, Монголії, Китаю, навколо плато Устюрт. В пустелях  багато різних за розмірами котловин видування. Вони появляються після видування пухких порід, які стали такими в результаті викристалiзацiї солей. Прикладом найглибших котловин може бути западина Карагiє (між Каспійським морем i плато Мангишлак), глибина якої на 132 м нижче рівня Світового океану. З плато Устюрт на сході межує западина Карин-Жарик з глибиною до  – 70 м. на південь від Сарикамишського озера є западина Акджакая з позначкою  – 81 м. В Лівійській пустелі є улоговина Каттара, що заглибилась до 134 м нижче Середземного моря, має довжину до 280 км i ширину до 150 км (площа 18 тис. км2). В цій же пустелі є ще 6 менших котловин, але приблизно такої ж глибини. Багато їх на величезних просторах Середньої Азії, в пустелі Гобі, на заході Великих рівнин США, в Південній Африці, Австралії, Аравійській пустелі.

На краях плато вітрами часто утворюються сухі долини,  яким дали назву вадi (арабське слово). Формування їх починається з появою промоїн на схилі плато. Поступово промоїни в результаті дефляції розширяються i збільшуються у довжину, аж поки утворяться долини у вигляді каньйонів або тіснин. На схилах плато i низькогiр`я в пухких породах часто спостерігаються борозни видування. Нерідко видування йде вздовж ґрунтових доріг. Тоді вони ніби опускаються на глибину від 5-6 до 30 м. Їх називають хольвегами.

Коразія – це механічна обробка скельних порід піщаними частинками, які в пустелях можуть переноситися зі швидкістю 60 км за годину i на зразок піщаного струменя шліфують поверхню порід. Так як основна маса піску переноситься на висоті 1-2 м – камінь обточується більше внизу. В результаті цього при зміні напрямку вітрів утворюються грибовидні або схожі на стовпи та обеліски форми. Особливо цікавими є ті, що утворюються при взаємодії процесів фізичного вивітрювання, дефляції i коразії та ще й з різним напрямком вітрів. При перевазі вітрів з одного боку в скелях утворюються невеликі печери, ніші, “вікна”, котлоподібні та інші форми. Окремі камені можуть набувати форм багатогранників, іноді з гострими ребрами.

При стійких i тривалих напрямках вітрів на поверхні глинистих порід при дії коразії і дефляції утворюються довгі борозни або жолоби, що мають глибину від десятків сантиметрів до кількох метрів. Їх називають ярдангами.  Термін пішов від двох тюркських слів “яр” і “данг”, які у перекладі означають “урвистий (або крутий) горб”. Китайською мовою це слово перекладається як “борозна”.

Дефляцію ґрунтового покриву часто називають  вiтровою ерозією, яка завдає великої шкоди орним землям у степовій i навіть лісостеповій зонах. Поява та інтенсивність її залежать від сили вітру, властивостей ґрунтів та густоти рослинного покриву. Чим більша сила вітру i його тривалість – тим більша небезпека виникнення вітрової ерозії. Але при густому рослинному покриві вона не проявляється навіть коли дме сильний i тривалий вітер.

В межах СНГ площа земель, які зазнають вітрової ерозії становить більше 90 млн. га. Половина з них припадає на Європейську рівнину. Найбільш інтенсивно ця ерозія проявляється на півдні рівнини, в Прикаспiї та у Волго-Уральськiй області. В Азіатській частині вона завдає великої шкоди в Казахстані, Середній Азії, в Забайкаллi, Омській i Новосибірській областях Росії. При сильній вітровій ерозії виникають  пиловi бурi. Особливо великих втрат вони завдали в 1837, 1892, 1928, 1965, 1969 роках. Всі ці бурі пройшли і по території України: в Приазов'ї, Степовому Криму, Причорноморській низовині i на Лівобережжі Дніпра. В багатьох районах шар винесеного ґрунту досягав 20-25 см. А взагалі з Південної Європи було знесено 25 км3 родючих чорноземних i каштанових ґрунтів.

 Вітрова ерозія у більшості випадків спричинена антропогенним фактором - в першу чергу розорюванням цілинних i перелогових земель, яке найбільше проводилось з 1957 по 1961 рік під час Цілинної епопеї. В той час було допущено надмірне розорювання в Південних та Східних областях України. Ці негативні для сільського господарства процеси відбуваються i в наші дні. Для прикладу наведемо дані по Запорізькій області. Тут вітрової ерозії зазнали землі на площі 1млн. 797 тис. га. або 85% орних земель, де з 1 га щорічно видувається в середньому 3,5 т ґрунту.

Величезної шкоди землеробам завдається не тільки в результаті зменшення родючості ґрунтів, а i безпосереднього знищення посівів. Так, наприклад, під час пилової бурі 1969 р. на території степової зони України i Росії озимі культури загинули на площі 8 млн. га. Є дані, що ці процеси активно діють на території Канади i США. З 1955 по 1976 рік в районі Великих рівнин США видування ґрунту проявлялось на площі до 6 млн. га.


Перенесення вітром уламкового матеріалу

Перенесення уламків різного розміру може відбуватись на різних рівнях: по поверхні землі перекатом і з пiдскоком, низько над землею, на значній висоті. Все залежить від сили вітру, величини уламків i їх форми. Звичайно ж, пiсчанi i пилуваті частини переносяться навіть не сильним вітром. Але під час сильних вітрів i ураганів пісок над пустелями несеться низькою щільною хмарою, яка ніби килимом сунеться над землею. В цей час i відбувається переміщення барханів, дюн i пiсчаних гряд. Дослідники встановили, що піски Каракумів були перенесені за багато років на 500-800 км від їх початкового місця нагромадження. В Сахарі вітри нагромадили пісок переважно в низинах i тому ним зайнято лише 1/6 площі пустелі. Вся інша територія цієї пустелі – плоскі рівнини, на поверхні яких гамади розсипи каменів або щебеню, гальки i гравію. Проте i вони, коли швидкість вітру досягає 60 км/год., легко переносяться по пустелі, ніби підплигуючи. Пісок у цей час несеться переважно на висоті до 2 м, не даючи людині ні дихати, ні дивитись, нещадно, ніби дробом, б'ючи по відкритих частинах тіла. Саме в цей час i відбувається коразія міцних гірських порід. Щоб уявити собі частоту сильних вітрів i роботу вітру у пустелях відзначимо, що тільки за п'ять років наукових спостережень (1951-1955 рр.) в Середній Азії пронеслось 3882 пилові бурі! В залежності від кольору пилуватих частинок, що переносяться, їх поділяють на чорні, жовті, червоні та білі.

Чорні бурі – це результат вітрової ерозії (дефляції) чорноземів i каштанових ґрунтів. В 1960 р. під час пилової бурі чорна пилюка в районі Одеси була зафіксована на висоті 2 400 м, а перенесена вона була на тисячі кілометрів. В Середній Азії пил підіймається до 3 км навіть при вітрі 5 км/сек. Пилинки осідають на льодовики, що знаходяться на висоті до 5 км.

Коричневого (або жовтого) та червоного кольору пилові бурі – це типово пустельні кольори, хоч i поширюються теж на тисячі кілометрів. Причому з пилюкою переноситься i дрібнозернистий пісок. Саме з цього пилу i піску потім утворюється порода  л е с  (нім. loss – жовтозем), яка має значне поширення в Центральній Азії, на Півдні Європи (в тому числі i на великих територіях України), в Китаї та в інших частинах Євразії, а також в Америці, Африці i Австралії. Пилюка із Сахари заноситься в Європу i випадає з дощем i снігом, фарбуючи їх у червоний i коричневий кольори. Під час пасатних вітрів вона переноситься через Атлантичний океан – аж до Антiльських островів, тобто на відстань до 4 500 км.

Білого (або сіруватого) кольору бурі виникають від перенесення головним чином гіпсу i солі (галіту). Вони бувають рідко – тоді, коли видуваються солончаки або сіль з околиць солоних озер i лагун. 

Пилові бурі в різних пустелях мають свої назви: в Сахарі “самум”, в Каракумах – “афганець” (дмуть з Афганістану), в Аравії – “хамсин”,  в Судані – “герматанг” i т.д.


Акумуляція еолових пісків

Діяльність вітру завершується формуванням різних піщаних форм: барханів, барханних ланцюгів, гряд, бугрів, різних форм дюн. Характеристику їх наведемо згідно даних відомого дослідника пустель Б.А.Федоровича.

Бархани (з тюркської – “горбисті піски”) – зазвичай асиметричні, серповидної форми (в плані) піщані горби, які утворюються перпендикулярно до пануючого напрямку вітру. Особливістю їх форми є загострені кінці країв, що направлені за вітром. Бархан у розрізі має чітко виражену асиметричну будову: похилі навітряні схили (до 10-150) i круті підвітряні (до 32-330), висота – від 1-2 до 30 i більше метрів, шириною 40-70, іноді до 140 м i більше.

Барханнi ланцюги  утворюються при з’єднанні барханів i розташовуються перпендикулярно до напрямку пануючих вітрів. Особливо добре вони простежуються у вигляді хвиль з літака, коли він пролітає над "морем" пісків. Схили ланцюгів зберігають властиву барханам асиметричність.

Висота цих форм рельєфу досягає 70-100 м до 10-20 км, а відстань між гребенями – 1,5-3,5 км.  Коли вітер часто повертається в зворотньому напрямку, рух ланцюгів призупиняється. Але через деякий час поступає нова маса піску, яка насипається зверху, утворюючи на ланцюгу нові бархани. Так виростає піщана поперечна гряда або великий комплексний барханний ланцюг. Ці ланцюги дуже небезпечні, бо засипають все на своєму шляху: будинки, залізниці, сади, поля, оазиси.

Поздовжнi барханнi гряди  виникають в областях дії пасатних вітрів. Вони можуть бути звивистими i мають круті схили. Утворюються ці форми в результаті складного завихрення вітрів. Поверх них формуються різні за розмірами дюни, які можуть об'єднуватись у розташовані по діагоналі ланцюги. Ці гряди в Сахарі досягають висоти кількох сотень метрів. Вік найбільших із них – понад мільйон років. В пустелях Середньої Азії такі гряди значно менші, але старші за віком. 

В пустелях бувають грядово-комiрчастi та кiльцевi дюни,  утворення яких зумовлено поперечно направленими вітрами. Появляється досить цікавий рельєф, який нагадує в плані медові щільники. Цей вид дюн нерухомий, а розмір "щільників" дорівнює 100-120 м у поперечнику. Вони досить часто спостерігаються в Каракумах. В цій пустелі нерідко утворюються нерухомі форми грядово-лункових, горбистих i кучових пісків висотою від 1 до 7-8 м. Але в Сахарі нерухомі піски можуть нагромаджуватись у вигляді високих горбів, які одержали назву пiрамiдальних дюн. Висота їх може досягати 500 м. Це вже гори піску! Вони є найбільшими еоловими нагромадження, які вдалось спостерігати у пустелях усіх материків. Утворюються “піщані гори” протягом тисячоліть у місцях потужного вихрового підйому гарячого повітря, коли пісок зноситься з пустелі до одного місця, ніби гігантським пилососом.

В Прибережних зонах океанів i морів під впливом однонаправлених вітрів  в глибину материка пересуваються вали сипучого піску, які називаються дюнами (німецьке слово). У них, як і у барханів, асиметричні схили, які орієнтуються поперек напрямку вітрів. Нерідко, коли є для цього сприятливі умови, дюни дугоподібними (або параболічними) валами рухаються одна за другою з швидкістю від 1 до 20 м на рік. Висота їх у більшості випадків становить 20-30 м, іноді до 100 м i більше. Такі форми рельєфу спостерігаються на низьких берегах Балтійського моря,  на атлантичному узбережжі Франції і США, а також в багатьох місцях Середземноморських берегів та Аравійського півострова.

Поперечні дюни можуть перетворюватись у поздовжні. Це буває в тих випадках, коли краї дюни закріплюються рослинністю, а основна маса піску продовжує рух за вітром. У такий спосіб в плані утворюється своєрідна параболічна форма, яка потім змінюється і набуває вигляду булавки.

Бувають і так звані  прихилені дюни. Вони появляються тоді, коли пісок нагромаджується перед крутим гірським хребтом чи крутим і високим берегом. Нагромадження піску, що приноситься з пустелі чи пляжу, може досягати висоти до 200 м.

Таким чином, вітри, діючи на різних широтах і висотах Землі, виконують значну геологічну роботу: переносять на велику відстань продукти фізичного і хімічного руйнування, видувають пухкі шари порід, обточують скелі і утворюють різноманітні піщані форми рельєфу та пухкі лесові породи.




Запитання і завдання:

  1. Що таке дефляція та які її наслідки?
  2. Які форми рельєфу утворюються в результаті коразії?
  3. Розкажіть про перенесення вітром уламкового матеріалу.
  4. Які форми піщаного рельєфу утворює вітер?


Геологічна діяльність тимчасових потоків       Зміст