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.

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?

> Барханы и дюны - волны пустыни

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.

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.