Эол (Aiolos) — в переводе с греческого — повелитель ветров. Его деятельность проявляется на всей поверхности Земли и в различных климатических условиях. При этом она часто носит катастрофический характер. Особенно сильные ветры — ураганы, бури, смерчи — разрушают города и поселки, лесные массивы, вызывают губительные штормы на морях и океанах. Переносимые ветром песок и пыль засыпают поселения и культурные земли, дороги, колодцы, русла рек, затрудняют эксплуатацию нефтяных и газовых месторождений в пустынях, ветер разрушает почвенный покров. Развеваемая ветром соль разносится на большие расстояния, вызывая засоление почв и угнетая растительность. Вместе с тем пыль, выносимая ветром из пустынь, оседает за их пределами, образуя мощные лессовые покровы, широко развитые во многих областях Земли и служащие основанием для хозяйственной деятельности- строительства, возделывания полей и др. Лессы и пески являются ценным строительным материалом. Эоловые формы развиты как в пустынных, так и во внепустынных областях. Основы их изучения заложены в трудах известных русских исследователей-путешественников: П. П. Семенова-Тянь-Шанского Н. М. Пржевальского, П. К. Козлова, Л. С. Берга, В. А. Обручева и др. Большой вклад в их изучение внесли работы Н. А. Соколова, П. А. Тутковского, Д. В. Наливкина, М. П. Петрова, Б. А. Федоровича, И. С. Щукина, Л. Б. Аристарховой, В. П. Чичагова и др.
Эоловые формы рельефа пустынь. Ветер является мощным рельефообразующим агентом. Как и многие агенты, он разрушает одни формы рельефа и создает другие, причем эти процессы неразрывно связаны друг с другом. Рельефообразующая деятельность ветра особенно ярко проявляется в аридных и семиаридных равнинных областях, где очень мало атмосферных осадков, идет интенсивное испарение, отсутствует или разрежен растительный покров, ослабляющий силу ветра, и коренные породы обнажены. К таким областям относятся пустыни и полупустыни. Они занимают обширные пространства на континентах, как во внутренних их частях (внутриконтинен-
талъные), так и на окраинах (приокеанические). Они развиты в умеренном, субтропическом и тропическом климатических поясах. Это обусловливает некоторые различия в среднегодовых, сезонных, суточных температурах, количестве осадков в пустынях разных поясов. Особенно благоприятен для образования пустынь тропический пояс. Из-за господства пассатов — ветров, устойчиво дующих из субтропических зон к экватору, здесь невозможен восходящий ток воздуха, обеспечивающий образование облачности и выпадение осадков. По сухости климата пустыни разделяются (по П. Мейгсу) на экстрааридные, аридные и семиаридные (рис. 10.1).
В экстрааридных пустынях количество осадков колеблется от 0,3-10 до 27-48 мм/год (Сахара в Африке и др.), причем осадки могут не выпадать в течение десятков и сотен лет, как, например, в пустыне Атакама в Южной Америке. Здесь до 1971 г. дождь не шел 400 лет (М. П. Петров). В семиаридных пустынях количество осадков достигает 200-250 мм/год (М. П. Петров). К ним относятся пустыни и полупустынные зоны умеренного пояса, например, пустыни Каракумы и Кызылкум в Средней Азии и др. По развитию в разных геотектонических областях, абсолютной высоте и строению поверхности, рельефообразующим процессам, степени расчленения пустыни делятся на равнинные и горные, аккумулятивные (преимущественно песчаные и глинистые) и денудационные (каменистые или гамады) (А. В. Сидоренко). Многие горные пустыни относятся к категории холодных (пустыни Тибетского плато, Памира и др.). Но аридность, т. е. сухость воздуха, в них практически такая же, как и в равнинных. Во всех пустынях интенсивно развито физическое выветривание, происходящее вследствие разности суточных температур, которая может достигать 40-50°. Это ведет к попеременному нагреванию и охлаждению и, как следствие, к тепловому расширению и сжатию горных пород в целом и их составляющих зерен, минералов, характеризующихся разной теплоемкостью и коэффициентами теплового расширения. Происходит разрушение горных пород, в том числе путем десквамации — отшелушивания поверхностных частей пород и отдельных обломков и образования концентрической скорлуповатости. Этому способствует солевое выветривание. В порах и капиллярах пород существует гигроскопическая влага, образующаяся в них при ночном охлаждении воздуха или во время дождей, а также в результате подъема по капиллярам поровых и трещинных вод с глубоких горизонтов геологического субстрата. При дневном испарении влаги растворенная в ней соль кристаллизуется в капиллярных трещинах, постепенно их расширяя, и тем самым разрушая горные породы до состояния пыли. В пустынях умеренных широт, где влажность субстрата больше, а также в холодных горных пустынях в разрушении пород участвует морозобойное растрескивание, связанное с сезонным и суточным промерзанием горных пород. Несмотря на климатические различия, работа ветра во всех пустынях заключается в одних и тех же процессах: корразии, дефляции, переносе и аккумуляции материала. Все эти процессы взаимосвязаны и сопровождают друг друга, образуя специфические формы рельефа.
Корразионно-дефляционные формы. Корразия (от лат. corradio — скоблю, соскребаю) — это разрушение породы путем механических ударов самого ветра и путем ударов обломками горных пород, переносимых ветром. Одновременно с корразией действует дефляция (от лат. deflation — выдувание, сдувание). Результаты корразии и дефляции особенно проявляются в денудационных пустынях, как горных, так и равнинных. Ветер выдувает и уносит продукты выветривания и разрушения горных пород (песок, пыль и др.). В результате корразии и дефляции в массивах горных пород образуются ниши выдувания разных размеров и более мелкие каверны, ячеи, соты, решетки. Следы ударов ветра в виде мелких борозд и ячеек заметны на поверхностях выходов горных пород, а также на небольших их обломках. Шлифовка отдельных граней обломков (например, галек или валунов) превращает их в ветрогранники, являющиеся показателями корразионной работы ветра. Такие ветрогранники, встречаемые в древних отложениях, свидетельствуют об аридных условиях прошлых эпох. Остроугольная форма характерна для песчаных зерен, что отличает эоловые пески от аллювиальных, в которых песчаные зерна окатаны. Под действием корразии и дефляции, действующих вместе с физическим выветриванием пород, создаются причудливые формы рельефа (рис. 10.2). Одним из известных примеров является «эоловый город», описанный В. А. Обручевым в 1907 г. в пустыне Китайской Джунгарии, в котором созданы многообразные скульптурные формы, напоминающие замки, башни, обелиски, фигуры животных и др. Размеры и очертания дефляционных форм, или форм выдувания, помимо силы ветра, зависят от строения и твердости геологического субстрата. На рыхлых песках образуются котловины выдувания, имеющие овально-удлиненную форму в плане, вытянутую вдоль преобладающих ветров. Глубина котловин достигает 3-15 м, а длина — 30-100 м. Дефляционные впадины образуются на месте солончаков. Рыхлый поверхностный слой соли ветер легко развевает и переносит на большие расстояния. На плотных суглинистых и глинистых поверхностях на дне высохших озерных котловин или аллювиальных равнин образуются небольшие дефляционные борозды и рытвины. Более крупные формы — ярданги (тюрк. — обрыв» крутая гряда) — представляют собой желоба или коридоры с разделяющими их грядами. Они прямолинейны, крутосклонны, параллельны направлению ветра и протягиваются на километры при ширине несколько десятков метров и глубине до 10-12 м.
Еще к дефляционным относится ряд более крупных форм. Ветер выдувает песчано-алевритовый и глинистый материал из отрицательных структур (синклиналей, грабенов), углубляет их, вследствие чего образуются структурно-дефляционные котловины, дно которых может лежать на отрицательных отметках (например, некоторые впадины на плато Устюрт восточнее Каспийского моря). Многие из них являются замкнутыми и бессточными, линейно вытянутыми или овальными. Глубина и крутизна склонов впадин также различна. Скорость дефляционного углубления зависит от скорости ветра, интенсивности процессов выветривания и крепости пород субстрата. В Закаспийских пустынях, по данным В. В. Шолохова, она оценивается в 30 мм/год. Обширнейшей котловиной выдувания в настоящее время является впадина Аральского моря. С осушенной части его дна в последние десятилетия ветром выносится тонкодисперсный материал, в том числе соль. Она осаждается на прилежащих равнинах и смежных территориях Южного Урала и Заволжья. Меньшие по размерам дефляционные впадины образуются в сводовых частях некоторых антиклиналей, особенно раздробленных трещинами и карстом.
Аккумулятивные формы. Наиболее ярко аккумулятивные формы эолового рельефа проявляются в песчаных пустынях.
Песчаные пустыни (кумы в Азии, эрги в Африке, шамо в Китае и другие местные названия) расположены в относительно опущенных областях (прогибах) на равнинах Центральной и Средней Азии, Африки, Австралии, Южной Америки. Песок в этих пустынях имеет преимущественно аллювиальное, реже озерное и морское происхождение. Его возраст определяется от мела до четвертичного включительно. Он образовался в более влажные (плювиальные) эпохи прошлого. К пустыням, развитым на древних аллювиальных равнинах, относятся Каракумы, Кызылкум, Муюнкум (в переводе с тюркского соответственно черные, красные и длинные пески) в Средней Азии, пустыня Тар на полуострове Индостан, пустыни Аравийского полуострова, множество песчаных массивов в Сахаре, Большая Песчаная пустыня и Большая Пустыня Виктория в Австралии и др. На образование аккумулятивных форм рельефа в пустынях влияют следующие условия: ветровой режим (скорость и направление), количество песка, степень его подвижности (зависящая от влажности уплотнения и закрепления растительностью), характер поверхности субстрата и наличие механических препятствий на пути ветровых потоков (М. П. Петров, Б. А. Федорович и др.). Чем суше и рыхлее песок, тем более он подвижен и подвержен перевеванию, а чем больше мощность песка, тем более крупные формы образуются. Все это относится к оголенным пескам, лишенным растительности. В образовании аккумулятивных форм рельефа участвуют активные ветры, способные переносить песок разных размеров — от мелкого до грубого. Среднегодовые скорости ветра при этом составляют 2,5-5 м/с и более. Для ветрового потока характерны неодинаковые скорости на разной высоте над землей. Поэтому часто наблюдаются наложения одних форм на другие. В зависимости от направлений господствующих ветров на той или иной территории образуются различные формы песков. Развитие эолового рельефа идет от простого к сложному. К небольшим, или наноформам, относится ветровая рябь, располагающаяся перпендикулярно к направлению активного ветра (рис.
Рябь волнообразно передвигается, и в зависимости от скорости ветра и крупности песка меняются ее размеры. Обычно высота волн составляет первые сантиметры, а расстояния между ними редко превышают 20-40 см. Более крупные формы — барханы — также являются поперечными относительно направления преобладающего ветра. Они имеют серпообразную форму (рис. 10.5), у которой «рога» направлены по ветру. Профиль бархана асимметричный: пологим (10-20°) является наветренный склон, а крутым (30-35°) — подветренный (склон осыпания). Песок перемещается по пологому склону и скатывается по крутому (рис. 10.6). Таким образом, барханы передвигаются со скоростью до 10-18 и более метров в год. Высота барханов колеблется от 3-5 до 10-15 м и больше. Барханный рельеф быстро реагирует на смену направления ветра и изменяется согласно новому направлению.Обычно единичные барханы развиты на плоских плотных глинистых поверхностях. В песчаных пустынях они соединяются в цепи, протягивающиеся в виде гряд на многие километры. Ширина гряд достигает 250-500 м, а расстояния между ними — 3,5-4 км. Встречаются крупные гряды, имеющие сложное строение: их поверхность бывает усеяна небольшими барханами (рис. 10.9). При ветрах, дующих неизменно в одном или близких направлениях, гряды вытягиваются продольно ветру (рис. 10.10). Их высота, зависящая от мощности песка, изменяется и Каракумы в Средней Азии) В формировании гряд участвует дефляция и аккумуляция песка. Ветер выдувает песок из межгрядовых понижений и навевает его на гряды. Глубина межгрядовых понижений достигает нескольких десятков метров. При чередовании ветров взаимно перпендикулярных направлений на песках большой мощности формируются ячеистые, или сетчатые, барханные вые гряды (по Б. А. Федоровичу) пески, в которых барханные гряды перекрещиваются или располагаются перпендикулярно друг другу.Пирамидальные барханы встречаются во всех пустынях мира. Они веками существуют на одном месте. При малом количестве песка при ветрах разных направлений образуются бугристые, или ячеистые, пески, где бугры имеют высоту от 2-3 до 5-7 м, реже до 10-15 м. Особую группу эолового аккумулятивного рельефа составляют формы, образующиеся около различных преград или препятствий на пути воздушного потока. Таковыми могут быть различных размеров камни, отдельные холмы и возвышенности, в том числе тектонические структуры. Ветропесчаный поток, встречая на своем пути преграду, теряет скорость и сбрасывает часть несомого материала, вследствие чего перед преградой образуется песчаный вал, перпендикулярный направлению ветра. Эта аккумулятивная форма отделена от преграды желобом выдувания, возникающим вследствие завихрения воздуха, ударяющегося и отражающегося от преграды и отбрасывающего рыхлый материал назад. Наглядные представления о таких формах дают снежные накопления у основания деревьев. Аккумулятивные формы образуются также и за преградами. Ветер обтекает их с двух сторон и в тени преград теряет скорость, вследствие чего песок аккумулируется. В результате образуются вытянутые по направлению ветра песчаные равносторонние гряды — дюны ветровой тени (рис. 10.11). Их размеры различны и зависят от величины преград. Установлено, что длина таких дюн может превышать высоту преграды почти в 10 раз. Наиболее крупные дюны достигают нескольких километров в длину при высоте в 15-20 м и более и ширине — 100-150 м. Дюны ветровой тени позволили объяснить происхождение и установить эоловый генезис своеобразных форм Марса. Это светлые или темные образования, имеющие форму полос, сигар или хвостов комет, развитые за кратерами (рис. 10.12). Песок часто аккумулируется на склонах и сводах антиклиналей и куполов, прилежащих к котловинам. И здесь же наблюдается наибольшая мощность песка (рис. 10.13) по сравнению с окружающими Таким образом, деятельность ветра по направленности противоположна эрозионно-аккумулятивной деятельности поверхностных вод, которые эродируют возвышенные участки и аккумулируют обломочный материал в пониженных. Возраст аккумулятивных форм рельефа подвижных песков является четвертичным, они продолжают формироваться и в настоящее время. В некоторых пустынях формирование песчаного рельефа идет с миоцена или плиоцена, т. е. в течение нескольких миллионов лет. На песках с растительно -дерновым покровом, даже разреженным, песчаная рябь и барханы не образуются. Основными формами здесь являются холмики-косы, прикустовые косички, кучевые пески, песчаные гряды. Отдельные кусты задерживают около себя песок, в результате чего со временем образуются кучевые скопления высотой от 0,5 до 1-2 м. При слиянии косичек и кучевых скоплений образуются гряды, продольные преобладающему направлению ветра. При ветрах разных направлений межгрядовые понижения разделяются на отдельные котловинки и ячеи, и рельеф сначала приобретает ячеисто-грядовый характер, а затем, когда исчезает грядовость, становится бугристым Существующие в настоящее время заросшие бугристые пески в некоторых пустынях являются реликтовыми, образовавшимися во время прошлых плювиальных (влажных) эпох.
