Разрушительная деятельность ветра

Разрушительная работа ветра производится путём воздействия на рыхлый материал воздушных струй (дефляция) и при помощи тех твёрдых частиц, которые он несёт (корразия).

Дефляция

Под дефляцией понимается процесс выдувания и развевания ветром различных частиц горных пород. Дефляции подвергаются мелкие частицы пелитовой, алевритовой и песчаной размерности.

Принято различать 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. Площадная дефляция наблюдается как в пределах коренных скальных пород, подверженных интенсивным процессам выветривания, так и особенно на поверхностях, сложенных речными, морскими, водно-ледниковыми песками и другими рыхлыми отложениями. В твердых трещиноватых скальных горных породах ветер проникает во все трещины и выдувает из них рыхлые продукты выветривания. Поверхность пустынь в местах развития разнообразного обломочного материала в результате дефляции постепенно очищается от песчаных и более мелкозернистых частиц (выносимых ветром) и на месте остаются лишь грубые обломки - каменистый и щебнистый материал. Площадная дефляция иногда проявляется в засушливых степных областях различных стран, где периодически возникают сильные иссушающие ветры - "суховеи", которые выдувают распаханные почвы, перенося на далекие расстояния большое количество ее частиц.

Развитие локальной дефляции определяется особенностями движения воздушных потоков и характером рельефа. Локальная дефляция проявляется в отдельных понижениях рельефа – щелях, бороздах, по дорожным колеям и т.д.

Многие исследователи именно дефляцией объясняют происхождение некоторых крупных глубоких бессточных котловин в пустынях Средней Азии, Аравии и Северной Африки, дно которых местами опущено на многие десятки и даже первые сотни метров ниже уровня Мирового океана. Одним из примеров является впадина Карагае в Закаспии, дно которой опущено на 132 м ниже уровня моря.

На дне некоторых котловин в верхнем слое пород часто происходит накопление солей. Это может быть связано или с капиллярным подъемом к поверхности днищ соленых подземных вод, или с привносом солей временными пересыхающими ручьями, либо с усыханием мелких водоемов. Подземные и поверхностные воды испаряются, а соли, кристаллизация которых разрывает и разрыхляет породу, превращая ее в тонкую солончаковую пыль, остаются.

В жаркие безветренные дни над солончаками днищ котловин вследствие разницы в нагреве различных элементов поверхности часто возникают мощные турбулентные потоки восходящего воздуха (штопорообразные смерчи). Восходящие токи и ветер в течение лета могут вынести весь разрыхленный материал. Ежегодное повторение указанного процесса приводит к дальнейшему углублению дефляционных впадин, или котловин выдувания.

Локальная дефляция проявляется также в отдельных щелях и бороздах в горных породах (бороздовая дефляция). В трещинах, узких щелях или бороздах сила ветра больше, и рыхлый материал выдувается оттуда в первую очередь. В частности с этим видом дефляции ( как уже было сказано) связано углубление колеи дорог: так, в Китае, на сложенных лёссом территориях, на месте дорог образуются узкие каньоны глубиной впервые десятки метров.

В пустынных областях или в верхней части горных вершин струи воздуха проникают во все трещины и щели твердых горных пород и выдувают из них рыхлые продукты выветривания. Поэтому трещины здесь почти всегда открытые, в отличие от трещин в горных породах умеренных зон, заполненных обычно достаточно влажным мелким материалом. Наличие зияющих трещин способствует дальнейшему развитию процессов физического выветривания и следующему за ним выносу ветром образовавшегося обломочного материала. Совместное и взаимосвязанное действие выветривания и ветра приводит к значительному расширению трещин и образованию характерных обточенных скал причудливой формы.

Пустыня Сахара, горы Акакус

Рис №1 «Пустыня Сахара, горы Акакус.»

При разработке ветром трещин горизонтального направления появляются «качающиеся скалы».

Бэленсед-Рок -Качающаяся скала. Америка

Рис №2 «Бэленсед-Рок -Качающаяся скала. Америка»

Корразия

Корразия (от лат. «corrado» — скоблю, соскребаю) представляет собой механическую обработку обнаженных горных пород ветром при помощи переносимых им твердых частиц – обтачивание, шлифование, высверливание и тому подобное. Песчаные частицы поднимаются ветром на высоту до 10 метров.

В связи с тем, что наибольшей концентрацией гонимый песок достигает в нижних приземных частях воздушного потока, наибольшая корразионная работа сосредоточена именно в этих слоях. 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).

Сильные, длительно продолжающиеся удары песка о нижние части скальных выступов подтачивают и как бы подрезают их, и они утоняются в сравнении с вышележащими.

Этому способствуют также процессы выветривания, нарушающие монолитность породы, что сопровождается быстрым удалением продуктов разрушения. Таким образом, взаимодействие дефляции, переноса песка, корразии и выветривания придают скалам в пустынях своеобразные очертания. Некоторые из них грибообразной формы (при изменяющихся направлениях ветра), другие сходны с подточенными столбами или обелисками. При преобладании ветров одного направления в основании скальных выступов образуются различные корразионно-дефляционные ниши, небольшие пещеры, котлообразные и другие формы. В процессе такого обтачивания происходит также образование нового обломочного материала, вовлекаемого в процесс дефляции. Таким образом, процессы корразии и дефляции взаимосвязаны и протекают одновременно.

Академик В. А. Обручев в 1906 г. открыл в Джунгарии, граничащей с Восточным Казахстаном, целый "эоловый город", состоящий из причудливых сооружений и фигур, созданных в песчаниках и пестрых глинах в результате пустынного выветривания, дефляции и корразии.

Казахстан, эоловый город - Кеин-Кериша

Рис №3 «Казахстан, эоловый город - Кеин-Кериша»

Если на пути движения песка встречаются гальки или небольшие обломки твердых пород, то они истираются, шлифуются по одной или нескольким плоским граням. При достаточно длительном воздействии несомого ветром песка из галек и обломков образуются эоловые многогранники или трехгранники с блестящими отполированными гранями и относительно острыми ребрами между ними. Следует также отметить, что корразия и дефляция проявляются и на горизонтальной глинистой поверхности пустынь, где при устойчивых ветрах одного направления песчаные струи образуют отдельные длинные борозды или желоба глубиной от десятков сантиметров до первых метров, разделенные параллельными неправильной формы гребнями.

Анализируя разрушительную деятельность ветра можно сказать, что процессы дефляции, переноса, корразии и выветривания в сочетании с разнородностью состава пород придают скалам в областях пустынь своеобразные очертания. Процессы корразии сказываются и в крупнокристаллических породах, таких как граниты, гнейсы и другие. Происходит этот процесс в результате неравномерного изменения объема зерен различных минералов при резких колебаниях температуры, что приводит к растрескиванию, шелушению породы.

В горных породах с известковым цементом (песчаниках, мергелях) корразия и дефляция особенно усиливаются благодаря подтягиванию влаги, насыщенной растворами карбонатов, к их поверхности, нагретой на солнце. Карбонаты при испарении влаги на поверхности образуют корку, внутренняя же часть таких скал оказывается без цемента, и ветер, проникая по трещинам, легко выдувает рыхлые массы песка и пыли. Что приводит к образованию различных ячеек, ниш, каменных сундуков.

На глинистых поверхностях пустыни при устойчивых ветрах, которые дуют исключительно в одном направлении, песчаные струи образуют отдельные борозды и желоба – ярданги.

При встрече с отдельными камнями, лежащими на поверхности пустыни, песчаные струи истирают, обтачивают их со всех сторон и полируют.

Перенос материала ветром

В среднеазиатских пустынях преобладающее значение принадлежит песчаным отложениям, которые подвергаются интенсивному перевеванию и переносу ветром. Источником песка служат в основном древние и современные отложения крупных транзитных рек, таких, как Амударья и Сырдарья, берущих начало в горах Памира и Тянь-Шаня. В пределах пустынь эти реки теряют свою скорость вследствие изменения уклонов поверхности и из-за значительной потере воды на фильтрацию и испарению. Накопление наносов совершается настолько быстро, что уровень их дна все время повышается, в результате чего русла их часто мигрируют, прорывают себе новые пути. Одновременно происходит миграция дельт. Таким образом, на огромных пространствах накапливаются аллювиальные отложения, сложенные в основном из песка и мелкозема. В отдельных районах пустынь встречаются пески морского происхождения или накопленные в результате длительного действия процессов выветривания коренных пород.

Ветер при своем движении захватывает пылеватые, мелкие песчаные частицы и переносит их на далекие расстояния, оставляя на месте более крупный обломочный материал.

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

Перекатыванием или скольжением перемещаются крупные зёрна песка, а при штормовых и ураганных ветрах - гальки и щебень.

Путём скачкообразных движений или сальтацией (от лат. «saltatio» - скачок) 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 от нескольких сантиметров до десятков сантиметров), 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.

Еще одним примером может служить пыль пустынь Африки, которая уносится сильными пассатными ветрами в Атлантику на расстояние до 2500-3500 километров и составляет местами заметную примесь в осадках Атлантического океана. В 1863 году на Канарских островах выпал пыльный дождь, масса которого была определена в 10 миллионов тонн. По словам А. Холмса, здесь из тонкого песка, приносимого через море образуются дюны.

При южных ветрах пыль из Сахары заносится в Средиземное море и даже севернее, где и откладывается. В Италии иногда выпадают дожди из красной пыли, принесенной сильными ветрами.

Известны случаи, когда эоловая пыль Сахары достигала и других стран Западной Европы.

Далекий разнос пыли связан не столько с силой ветра в приземном слое, сколько с интенсивными вертикальными восходящими движениями, способствующими поднятию пыли на большую высоту. Чем выше будут подброшены частицы песка от поверхности Земли, тем дальше они будут перемещаться в горизонтальном направлении.