Рельеф нашей планеты потрясающе многообразен. В этой статье речь пойдет о дюнах. Как и где они образуются? И что собой представляют эти живописные природные образования?
География изучает не только страны и города. В сферу интересов этой науки входит еще и рельеф - совокупность всех неровностей на поверхности планеты Земля. Геоморфология (специальный раздел географии) изучает его основные формы, генезис, а также распространение.
Рельеф бывает разным. В процесс его образования вовлечены практически все силы и явления, наблюдаемые в нашем мире. Так, одни форма рельефа возникают под воздействием внутренней энергии Земли, другие формируются постоянными или временными водотоками. А вот дюны - это не что иное, как классический продукт работы ветра.
Дюна - одна из форм так называемого эолового рельефа. Данный термин происходит от имени древнегреческого персонажа, полубога Эола. Согласно мифам, он является главным повелителем ветров.
Эоловые процессы сопровождаются переносом мелких песчаных, глинистых или пылеватых частиц на определенные расстояния, их накоплением и распределением по земной поверхности. Самые подходящие условия для этих процессов - в зоне пустынь и полупустынь, где материал отложений не закреплен корневыми системами растений.
Основные формы эолового рельефа - барханы и дюны. Это песчаные природные образования, которые отличаются друг от друга формой, размером, а также местом своего формирования. Барханы образовываются исключительно в пустынях, имеют серповидную форму и достигают в высоту 60-70 метров. В свою очередь дюны - это более мелкая форма рельефа, широко встречающаяся по берегам озер, морей и крупных рек. Более подробно речь о них пойдет далее.
Если на берегу моря или какого-либо крупного водоема есть кустарники, валуны, остатки стен, то это отличная предпосылка к формированию описываемой формы рельефа. Что такое дюны? Это, если говорить простыми словами, созданные ветром песчаные холмы. Крохотные песчинки со временем накапливаются возле какого-нибудь препятствия. Так и формируются дюны, форма которых в плане зависит от розы ветров конкретной местности.
Высоты дюн, как правило, колеблются в пределах от 20 до 40 метров. В отдельных частях планеты встречаются настоящие песчаные гиганты до 100-150 метров (например, на берегах Наветренный склон у них обычно пологий (около 10-15 градусов), а подветренный - круче примерно в два раза. Одиночные дюны встречаются довольно редко. Чаще всего они образовывают вытянутые цепи холмов из песка.
В зависимости от формы дюны делят на три типа:
Эти удивительные природные образования еще и перемещаются! Происходит это, опять-таки, под воздействием ветра. Он перекатывает песчинки с одного склона на другой, заставляя дюны менять свое положение в пространстве. Скорость движения у них невелика - около 20-30 метров за год.
Важно отметить, что движение дюн - это настоящая проблема. Ведь блуждающие песчаные холмы уничтожают посевы на полях, засыпают дороги, пастбища и даже целые селения. Люди пытаются бороться с этим явлением с помощью закрепления песков. Для этого на наветренных склонах дюн и барханов высаживаются травы, деревья и кустарники. Своими корневыми системами растения удерживают песчинки от дальнейших «путешествий».
Франция, Намибия, Россия, Уэльс и Австралия - что объединяет все эти страны? Правильно - дюны! В каждой из них имеется свое «диво из песка». Расскажем о них по-порядку.
Дюна Пила (Франция) является самой высокой в Европе. Она расположена на берегу Аркашонского залива Атлантики и имеет высоту 130 метров. Это место очень популярно среди туристов. Интересно, что с каждым годом Пила на несколько метров продвигается вглубь векового соснового леса.
«Большой папочка» (Намибия) - самая высокая дюна (304 метра). Покорение этой оранжево-красной песчаной горы - обязательный пункт программы любого туриста, приехавшего сюда.
Высота Эфа (Россия) - интереснейший природный объект, расположенный на в Калининградской области. Максимальная высота этой дюны - 64 метра. На ее вершину ведет специальная туристическая тропа.
Дюна Инислас (Уэльс) - одно из живописнейших мест в этой части Британии. Причем Инислас вовсе не выглядит безжизненным, он практически полностью покрыт красивейшими травами и полевыми цветами. К тому же дюна необычайно подвижна и постоянно меняет свою форму.
Гора Темпест (Австралия) считается второй по высоте дюной в мире (285 метров). Расположена она на северо-востоке страны, неподалеку от города Брисбена. Дюна привлекает внимание не только путешественников, но и профессиональных фотографов, ведь с ее вершины открывается чудесный вид на австралийское побережье.
Итак, дюны - это форма рельефа эолового происхождения. То есть ее главным «строителем» и «скульптором» выступает ветер. Дюны формируются на берегах крупных водоемов, отличаются небольшими размерами и подвижностью.
Ы, ж. dune f. Так называются возвышающиеся над водою прибрежные песчаные мели. Вавилов 1856. Песчаные холмы, образующиеся на низких берегах морей, лагун. рек, озер под воздействием ветра и непрерывно им передвигаемые. БАС 2. Вдруг природа… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Холм, бархан Словарь русских синонимов. дюна сущ., кол во синонимов: 3 бархан (4) холм (61) … Словарь синонимов
- «ДЮНА» (Dune) США, 1984, 140 мин. Фантастика. Экранизация фантастического бестселлера Френка Херберта о Планете Дюн из 10991 года. В ролях: Кайл Маклохлен (см. МАКЛАХЛЕН Кайл), Франческа Аннис, Бред Дуриф, Стинг, Дин Стокуелл, Линда Хант, Макс… … Энциклопедия кино
Ы, ж. (нем. Düne). Прибрежный песчаный холм, нанос, передвигаемый ветром. Дюнный относящийся к дюне, дюнам. || Ср. бархан, друмлин. Толковый словарь иностранных слов Л. П. Крысина. М: Русский язык, 1998 … Словарь иностранных слов русского языка
дюна - — EN dune A low mound, ridge, bank, or hill of loose, windblown granular material (generally sand, sometimes volcanic ash), either bare or covered with vegetation, capable of… … Справочник технического переводчика
дюна - dune Düne – пагорб навіяного вітром піску. За кордоном Д. – загальний термін для всіх форм рельєфу пісків, які створені діяльністю вітру … Гірничий енциклопедичний словник
дюна - Песчаная форма рельефа, созданная деятельностью ветра в пустынях, на низких морских берегах в разных климатических условиях → Рис. 98 … Словарь по географии
Положительная форма рельефа песков внепустынных областей, созданных на побережьях морей, озёр и рек, в пределах зандровых приледниковых равнин. Различают поперечные, продольные и параболические дюны. Форма последних (внепустынных дюн) обратна… … Географическая энциклопедия
Песчаный холм, образованный в результате эоловой (ветровой) деятельности. Дюны распространены всюду, где на поверхность выходят незакрепленные пески, а скорость ветра достаточна для их перемещения. Они, как правило, образуются, когда песок… … Энциклопедия Кольера
дюна - kopa statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Vėjo supustytas smėlio kalva arba kalvagūbris dykumose, smėlėtuose pajūriuose, paežerėse, paupių, zandrinėse lygumose. atitikmenys: angl. dune; dunes vok. Dünen, f rus. дюна, f; дюны … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
> Барханы и дюны - волны пустыни
Дюны образующиеся как во внутриконтинентальных пустынях, так и на морских побережьях, имеют форму либо длинных песчаных гребней, либо асимметричных холмов, напоминающих, если смотреть сверху, наконечник копья (поэтому такие дюны называются копьевидными). Барханы - это песчаные холмы в форме полумесяца, причём его «рога» всегда обращены в направлении преобладающего ветра. И дюны, и барханы обычно имеют пологий наветренный и крутой подветренный склоны.
Песок, перемещаемый ветром средней силы, не поднимается над поверхностью пустыни выше чем на 5-10 см. Он как бы перетекает с места на месте в виде широких струй. Достигая гребня дюны или бархана, песок скатывается с него на подветренный склон, крутизна которого чаще всего составляет 30-32°. Эта величина не случайна, а определяется свойствами песка. Если его сыпать, например, из ведра, то склоны образующейся кучки как раз и будут иметь наклон около 30° - это угол естественного откоса сухого песка.
Панорама бесчисленных, уходящих за горизонт барханов - характерная черта песчаных пустынь. Появляются барханы сначала незаметно, в виде небольшого холмика, на подветренной стороне которого начинается завихрение воздуха и образуется как бы маленькая воронка. По мере поступления с ветром новых порций песка холмик и воронка растут, появляются серповидные «рога», и вот уже родился бархан. В дальнейшем он будет увеличиваться в размерах и медленно двигаться по направлению преобладающих ветров.
На барханах нередко образуется мелкая рябь, напоминающая маленькие волны или рябь, возникающую от порывов ветра на воде. Если ветры в пустыне дуют в разных направлениях, то из песка формируются хаотические гряды, дюны и барханы. В разных пустынях они весьма разнообразны по форме, но во всех случаях для их образования нужны песок, много песка, и ветер, который создаст из него «застывшие волны».
Однако существуют пустыни, из которых ветер выдувает песок и уносит его далеко-далеко, оставляя на поверхности коренных отложений (образующих каменное основание пустынь) лишь обломки горных пород и щебень. Такие каменистые пустыни, или хаммады (что по-арабски и означает «щебневая пустыня»), производят очень мрачное впечатление, поскольку все камни покрываются тончайшим чёрным слоем так называемого «пустынного загара», состоящего из оксидов железа и марганца. Как будто кто-то намазал все камни чёрным лаком.
Есть и глинистые пустыни - такыры (что в переводе с тюркского означает «ровный», «голый»), поверхность которых идеально ровная и твёрдая, как асфальт. Ветер сдувает с них всю пыль и отлагает её за пределами такыров. Они образуются в тех местах, где раньше разливались реки, выносившие массы глинистого ила. В США на таких пустынных равнинных участках иногда устраивают гонки на спортивных автомобилях, и именно здесь устанавливаются рекорды скорости, т.к. невозможно искусственно создать столь же ровную и абсолютно горизонтальную площадку или полосу длиной 10-20 км.
Однако песчаные пустыни распространены более всех других типов пустынь. Океаны песка образовались за счёт разрушения горных пород, слагающих каменное основание пустынь. Это разрушение, перенос материала и его сортировка происходили в течение миллионов лет. Поэтому сейчас мы видим перед собой песчинки округлой формы и одинакового размера - в доли миллиметров. Они очень долго сортировались.
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
Пустыни, и полупустыни занимают почти четвертую часть территории земной суши. Общая площадь этой огромной территории составляет 31,4 млн. км2. Населена она весьма слабо - здесь проживает лишь 4% жителей земного шара. Главная причина - тяжелые природно-климатические условия, вследствие которых лишь 3% площади пустынь можно использовать под земледелие.
Рис.1. Иудейская пустыня (Израиль)
Поверхностные отложения чистых песков средней крупности в виде разнообразной формы холмов (дюны, барханы), передвигающихся под влиянием ветров. Передвигаясь, песчаные отложения нередко заносят поселки, реки и пр., почему всякое строительство в них сопряжено со значительными трудностями и требует специальных мероприятий по закреплению. Подземные насыщенные водой слои песков типа плывунов, обладающие способностью образовывать песчаные подземные потоки в случаях нарушения равновесия и открытия выхода для их движения. Строительство на таких песках требует особых предосторожностей, тем более что возможность подвижек обычно трудно предугадать, распространяться же они могут на расстояния до 100 м и более.
Площади, занимаемые пустынями, огромны. Только одна Сахара имеет площадь 7 млн. км 2 . В пустынях сосредоточены гигантские количества песка. Часть этих песков покрыта растительностью (заросшие и полузаросшие пески), а часть лишена растительности (барханные пески). Барханы имеют форму серповидных холмов с крутым подветренным склоном и пологим длинным наветренным. Они располагаются в одиночку и группами в виде цепей и гряд. Мелкие барханы имеют высоту 1 - 3 м, крупные достигают высоты 50 - 75 м, а иногда встречаются и настоящие песчаные пирамиды высотой до 500 м. Такие пирамиды, например, имеются в пустыне Такла-Макан и поблизости от нее, в песках Таукум (между оз. Лобнор и Цайдамской котловиной).
Под воздействием ветра незакрепленный песок приходит в движение. По своему характеру движение песчаных частиц похоже на движение снежинок, переносимых метелью. Мелкие вихри, образующиеся в ветровом потоке над поверхностью песчаного покрова, создают перепад давления, вызывающий подсасывание песчинок вверх. Крупные, тяжелые зерна песка не могут подняться в воздух и только скользят и перекатываются. Более легкие песчинки движутся скачками, то подпрыгивая, то опускаясь. Очень мелкий песок и пыль движутся взвешенными в воздухе.
Поток постепенно насыщается песком, но при этом его способность к переносу уменьшается. Это вызывает выпадение части песка. Но как только поток разгружается, вновь возрастает его способность к переносу и он снова начинает подсасывать песок. Так чередуются насыщение и разгрузка потока, чем и объясняется образование ряби на поверхности песчаного покрова (рис. 49). За гребешками ряби, как и за всяким небольшим возвышением, создается зона снижения скорости ветра, что приводит к дополнительному выпадению песчинок из потока. В результате образуются так называемые "песчаные волны" - плоские возвышения высотой до 25 см. Вихревые потоки воздуха, обтекающие все неровности рельефа, постепенно собирают песок в песчаные гребни, а затем накапливают его в виде барханов.
Рис.2. Дюна Сарыкум в Дагестане
Вследствие пересыпания песка с вершины на подветренный склон барханы постепенно движутся по направлению ветра. Чем выше бархан, тем длиннее у него склон, по которому осыпается песок. Поэтому при одной и той же скорости движения песчинок высокие барханы движутся медленнее, чем низкие. Центральная часть бархана всегда выше, чем его концы (так называемые "рога"). Поэтому "рога" при движении обгоняют центральную часть, чем и объясняется форма полумесяца, которую имеют барханы.
Скорость движения барханов зависит и от скорости ветров. Скорость перемещения барханов колеблется от нескольких десятков сантиметров до сотен метров в год. Направление ветров в течение года меняется. Если зимние и летние ветры противоположны по направлению и имеют одинаковую скорость, то бархан сначала перемещается в одном направлении, а потом сдвигается обратно на прежнее место. Если же скорость противоположных ветров неодинакова, то бархан хотя и движется попеременно сначала в одном, направлении, затем в другом, но все постепенно смещается туда, куда дует более сильный ветер, При устойчивых ветрах одного направления бархан движется поступательно в этом же направлении.
Закрепление подвижных песков
Мероприятия с подвижными песками подразделяют на предупредительные, устраняющие причины их развеивания, и активные, направленные на закрепление песков. 3акрепление подвижных песков проводят механическими, химическими, биологическими или комбинированными способами. Механический способ применяют в том случае, когда необходимо срочно закрепить пески. Для этого используют стоячие рядовые и клеточные, устилочные рядовые и клеточные, прижимные и комбинированные защиты из пучков высокостебельных трав, валиков соломы, мелких ветвей и др. материалов. При химической защите используют полимеры, битумные смеси, арланскую нефть, т. е.вещества, которые образуют на поверхности пленку«склеенных» песчинок. Химикаты наносят на поверхность лентами шириной 0,7-1,0 м с расстоянием между ними 4-6 м. Биологический способ закрепления песков заключается в посадке (посеве) древесных пород, включая кустарники, или трав на подвижных песках. В лесостепной, степной и полупустынной зонах используют шелюгу (красную, желтую, каспийскую), в полупустынях - гребенщики (тамариксы) и лох узколистный, а в пустынях - джузгун (кандым), черкез, песчаную акацию.
В степной и полупустынной зонах европейской части России применяют, в основном, шелюгу красную. Для закрепления песков с помощью шелюги (шелюгование песков) используют свежесрезанные 2-3-летниепрутья длиной до 2 м или черенки. Прутья высаживают в борозды непрерывными рядами с таким расчетом, чтобы их комлевая часть находилась на глубине 30-35 см, а вершинка - над поверхностью песка. Борозды нарезают перпендикулярно направлению господствующих ветров нарасстоянии 3 -8 м друг от друга. Шелюгу можно высаживать кулисами, состоящими из 2-5 рядов. Ширина междурядий в кулисе - 1,0-1,5 м, расстояние между кулисами- 10-30 м. В кулисах при сложном рельефе, где невозможна механизированная посадка прутьев, а также в случае быстрого весенне-летнего пересыхания песков или их интенсивной перевеиваемости, при которой происходит выдувание прутьев, черенки высаживают на глубину 40-80 см, вровень с поверхностью песка, а в полупустынной зоне - на 2-3 см глубже.
Ряды располагают перпендикулярно вредоносным ветрам на расстоянии 3-8 м при шаге посадки 0,4-0,5 м. Шелюгу высаживают ранней весной или осенью во влажный песок. Через год после посадки для большего кущения удаляют 50 % побегов, а еще через год - все остальные. После закрепления песков между рядами шелюги высаживают древесные породы - чаще всего сосну. Корневая система шелюги располагается в поверхностных слоях песка в радиусе до 10 м и сильно иссушает его. Для предотвращения иссушения через 1-2 года после посадки следует подрезать корни параллельно направлению ряда на расстоянии 0,5-0,7 м от растений. Шелюга, достигая высоты 5-8 м, образует защитную зону шириной 25-40 м.
Подвижные пески закрепляют посевом или посадкой трав (фитомелиорация песков). В сухих степях и полупустыне для восстановления пастбищ используют житняк, люцерну, эспарцет и др. Сыпучие пески закрепляют с помощью песчаного овса (кияк) - многолетнего корневищного растения, устойчивого к засыпанию и выдуванию.
Хорошие результаты дает посев песчаного овса в межбарханных понижениях и котловинах выдувания. Семена высеивают осенью в лунку или вразброс. Норма расхода семян - 10-15 кг/га. На 2-3-й год созревшие семена разносятся ветром и выросшие из них растения постепенно закрепляют пески на прилегающих территориях. Разбитые бугристые пески успешно закрепляют полынью песчаной, высаживая ее на ровных участках лесопосадочными машинами или под плуг на расстоянии 0,5 м в ряду и 4 м между рядами, на буграх - под лопату или меч Колесова. Одновременно или на 2-3-й год в междурядья высаживают тамарикс, тополь и др. породы. Если закрепленные пески в дальнейшем предназначены для создания кормовых угодий, то в междурядьях выращивают ценные травы - житняк, люцерну и др. Как правило, подвижные пески закрепляются комбинированным способом, сочетающим посадку или посев кустарников с механической (или химической, или посевом травы) защитой.
Приспосабливаясь к жизни в пустынях, псаммофиты и сами помогают созданию в песках растительных условий. Углекислый кальций и другие соли, имеющиеся в песке, претерпевают превращения под влиянием растительности. Опавшие листья и другие растительные остатки, разлагаясь, вызывают распад одних минералов и образование других, необходимых для жизни растений. Помимо кустарников и деревьев, для закрепления песков используют многолетние и однолетние травы: колосняк, житняк, аристиды, кумарчики и др. Все они имеют развитую корневую систему, некоторые из них - высокие стебли. Например, стебли колосняка иногда достигают высоты 1,5 м, а колосья имеют размер до 40 см. Закрепление песков растительностью на широкой полосе прилегающей к дороге местности - надежный способ, позволяющий надолго избавиться от песчаных заносов.
Однако, чтобы вырастить деревья и кустарники, требуется несколько лет, в течение которых дорога может подвергнуться сильным песчаным заносам. Поэтому для закрепления песков применяют также битумные материалы и химические вещества, которые, обволакивая песчаные частицы, связывают их между собой. Эти вещества в смеси с песком образуют защитную корку, препятствующую развеивающему действию ветра. Такую корку нужно периодически восстанавливать, так как она постепенно разрушается. Чаще всего битумные материалы применяют для временного закрепления песков, пока не вырастут пескоукрепляющие растения. Применяя все способы защиты от песчаных заносов, а при необходимости удаляя машинами отлагающийся песок, дорожники успешно поддерживают бесперебойное движение автомобилей по дорогам в районах подвижных песков.
