Пустыня

Валле-де-ла-Луна («Долина Луны») в пустыне Атакама в Чили , самой засушливой неполярной пустыне в мире.

Песчаные дюны в Руб-эль-Хали («Пустой квартал») в Объединенных Арабских Эмиратах.

Пустыня бесплодная область пейзаж , где мало осадков происходит и, следовательно, условия жизни являются враждебными для жизни растений и животных. Отсутствие растительности подвергает незащищенную поверхность земли процессам денудации . Около одной трети суши в мире засушливы или полузасушливы . Это включает большую часть полярных регионов , где выпадает мало осадков и которые иногда называют полярными пустынями или «холодными пустынями». Пустыни можно классифицировать по количеству выпадающих осадков, по преобладающей температуре, по причинам опустынивания или по их географическому положению.

Пустыни образуются в результате процессов выветривания, так как большие колебания температуры днем ​​и ночью вызывают деформацию скал, которые в результате разбиваются на куски. Хотя дожди в пустынях случаются редко, иногда бывают ливни, которые могут привести к внезапным наводнениям. Дождь, падающий на горячие камни, может привести к их разрушению, а полученные в результате обломки и щебень, разбросанные по дну пустыни, еще больше разрушаются ветром. Он улавливает частицы песка и пыли и разносит их ввысь в песчаные или пыльные бури . Выносимые ветром песчинки, ударяющиеся о любой твердый предмет на своем пути, могут истирать поверхность. Скалы сглаживаются, а ветер разбивает песок на однородные отложения. Зерна превращаются в ровные слои песка или складываются высоко в вздымающиеся песчаные дюны.. Другие пустыни представляют собой плоские каменистые равнины, где весь мелкий материал был снесен ветром, а поверхность представляет собой мозаику из гладких камней. Эти области известны как пустынные тротуары , и дальнейшая эрозия не наблюдается . Другие особенности пустыни включают выходы горных пород , обнаженные коренные породы и глины, когда-то отложенные проточной водой. При испарении воды могут образовываться временные озера и оставаться соляные отстойники . Могут быть подземные источники воды в виде родников и выходов из водоносных горизонтов . Там, где они встречаются, могут встречаться оазисы .

Растениям и животным, обитающим в пустыне, нужны особые приспособления, чтобы выжить в суровых условиях. Растения, как правило, жесткие и жилистые, с небольшими листьями или без них, водостойкими кутикулами и часто колючками для отпугивания травоядных . Некоторые однолетние растения прорастают , цветут и умирают в течение нескольких недель после дождя, в то время как другие долгоживущие растения выживают годами и имеют глубокую корневую систему, способную улавливать подземную влагу. Животным нужно сохранять хладнокровие и находить достаточно еды и воды, чтобы выжить. Многие из них ведут ночной образ жизни и остаются в тени или под землей в жаркий день. Они, как правило, эффективно экономят воду, извлекают большую часть своих потребностей из пищи и концентрируют мочу.. Некоторые животные остаются в состоянии покоя в течение длительного времени, готовые снова стать активными во время редких дождей. Затем они быстро размножаются при благоприятных условиях, прежде чем вернуться в состояние покоя.

Люди тысячелетиями боролись за то, чтобы жить в пустынях и прилегающих полузасушливых землях. Кочевники переселили свои стада и стада туда, где был доступен выпас, а оазисы предоставили возможности для более оседлого образа жизни. Возделывание полузасушливых регионов способствует эрозии почвы и является одной из причин усиления опустынивания . Земледелие в пустынях возможно с помощью ирригации , и Имперская долина в Калифорнии является примером того, как ранее бесплодные земли можно сделать продуктивными за счет импорта воды из внешнего источника. Многие торговые пути проложены через пустыни, особенно через пустыню Сахара.И традиционно использовались караваны из верблюдов , перевозящих соль, золото, слоновую кость и другие товары. Большое количество рабов было отправлено на север через Сахару. Некоторая добыча полезных ископаемых также происходит в пустынях, а непрерывный солнечный свет дает возможность улавливать большие количества солнечной энергии .

Этимология

Английская пустыня и ее романские родственные слова (включая итальянское и португальское deserto , французское desert и испанское desierto ) происходят от церковного латинского dēsertum (первоначально «заброшенное место»), причастия dēserere , «покидать». ^[1] Корреляция между засушливостью и редкостью населения сложна и динамична, она меняется в зависимости от культуры, эпохи и технологий; таким образом, использование слова « пустыня» может вызвать путаницу. В английском языке до 20 века пустынячасто использовалось в смысле «безлюдная территория», без конкретной ссылки на засушливость; ^[1], но сегодня это слово чаще всего используется в климатологическом смысле (район с малым количеством осадков). ^[2] Такие фразы, как « необитаемый остров » ^[3] и « Великая американская пустыня », или « Богемские пустыни » Шекспира ( «Зимняя сказка» ) в предыдущие века не обязательно подразумевали песок или засушливость; их внимание было сосредоточено на разреженном населении. ^[4]

Физическая география

Пустыня - это регион земли, который очень засушлив, потому что он получает небольшое количество осадков (обычно в виде дождя, но это может быть снег, туман или туман), часто мало покрыт растениями и где реки пересыхают. если они не снабжаются водой из-за пределов области. ^{[5] В} пустынях обычно выпадает менее 250 мм (10 дюймов) осадков ежегодно. ^[5] Потенциальная эвапотранспирация может быть большой, но (при отсутствии доступной воды) фактическая эвапотранспирация может быть близкой к нулю. ^[6] Полупустыни - это регионы, толщина которых составляет от 250 до 500 мм (от 10 до 20 дюймов), и когда они покрыты травой, они известны как степи . ^[7][8]

Классификация

Пустыни были определены и классифицированы несколькими способами, обычно объединяя общее количество осадков, количество дней, в которые они выпадают, температуру и влажность, а иногда и дополнительные факторы. ^[8] Например, в Финиксе, штат Аризона , выпадает менее 250 мм (9,8 дюйма) осадков в год, и сразу же признается, что он расположен в пустыне из-за его растений, адаптированных к засушливости. Северный склон на Аляску хребта Брукс также получает менее 250 мм (9,8 дюйма) осадков в год , и часто классифицируется как холодная пустыня. ^{[9] В} других регионах мира есть холодные пустыни, включая районы Гималаев ^[10]и другие высокогорные районы в других частях мира. ^[11] Полярные пустыни покрывают большую часть свободных ото льда районов Арктики и Антарктики. ^{[12] [13]} Нетехническое определение состоит в том, что пустыни - это те части поверхности Земли, которые имеют недостаточный растительный покров, чтобы поддерживать человеческое население. ^[14]

Потенциальная эвапотранспирация дополняет измерение количества осадков, обеспечивая научное определение пустыни на основе измерений. Водный баланс области можно рассчитать по формуле P - PE ± S , где P - это осадки, PE - потенциальные скорости эвапотранспирации, а S - количество поверхностных накоплений воды. Эвапотранспирация - это сочетание потери воды из-за испарения из атмосферы и жизненных процессов растений. Таким образом, потенциальная эвапотранспирация - это количество воды, которое может испариться в любом данном регионе. Например, Тусон, Аризона.получает около 300 мм (12 дюймов) дождя в год, однако около 2500 мм (98 дюймов) воды может испариться в течение года. ^[15] Другими словами, из этого региона может испариться примерно в восемь раз больше воды, чем на самом деле выпадает в виде дождя. Уровень эвапотранспирации в холодных регионах, таких как Аляска, намного ниже из-за нехватки тепла, способствующего процессу испарения. ^[16]

Пустыни иногда классифицируются как «горячие» или «холодные», «полузасушливые» или «прибрежные». ^[14] К характеристикам жарких пустынь относятся высокие температуры летом; более сильное испарение, чем осадки, обычно усугубляемое высокими температурами, сильными ветрами и отсутствием облачного покрова; значительные различия в количестве осадков, их интенсивности и распределении; и низкая влажность. Зимние температуры значительно различаются между разными пустынями и часто связаны с расположением пустыни на континентальной суше и широтой. Суточные колебания температуры могут достигать 22 ° C (40 ° F) и более, при этом потери тепла за счет излучения ночью увеличиваются из-за чистого неба. ^[17]

Холодные пустыни, иногда известные как пустыни с умеренным климатом, встречаются в более высоких широтах, чем жаркие пустыни, а засушливость вызвана сухостью воздуха. Некоторые холодные пустыни находятся далеко от океана, а другие отделены от моря горными хребтами, и в обоих случаях в воздухе недостаточно влаги, чтобы вызвать обильные осадки. Самые большие из этих пустынь находятся в Средней Азии. Другие встречаются на восточной стороне Скалистых гор , восточной стороне южных Анд и на юге Австралии. ^[7]Полярные пустыни - это особый класс холодных пустынь. Воздух очень холодный и содержит мало влаги, поэтому осадков выпадает мало, а то, что действительно выпадает, обычно снег, уносится часто сильным ветром и может образовывать метели, сугробы и дюны, подобные тем, которые вызывают пыль и песок в других пустынных регионах. В Антарктиде , например, годовое количество осадков составляет около 50 мм (2 дюйма) на центральном плато и примерно в десять раз больше на некоторых крупных полуостровах. ^[17]

Основываясь только на количестве осадков, в гипераридных пустынях выпадает менее 25 мм (1 дюйм ) осадков в год; они не имеют годового сезонного цикла осадков и имеют периоды в двенадцать месяцев без осадков вообще. ^{[17] [18]}Засушливые пустыни получают от 25 до 200 мм (от 1 до 8 дюймов) в год, а полузасушливые пустыни - от 200 до 500 мм (от 8 до 20 дюймов). Однако такие факторы, как температура, влажность, скорость испарения и эвапотранспирации, а также влагоемкость почвы, оказывают заметное влияние на степень засушливости и жизнеспособность растений и животных. Дождь, выпадающий в холодное время года, может быть более эффективным для стимулирования роста растений, и определение границ пустынь и полузасушливых регионов, которые их окружают, только на основании осадков является проблематичным. ^[17]

Полузасушливая пустыня или степь - это версия засушливой пустыни с гораздо большим количеством осадков, растительностью и более высокой влажностью. Эти регионы отличаются полузасушливым климатом и менее суровыми, чем обычные пустыни. ^[19] Как и в засушливых пустынях, температуры в полупустынях могут сильно различаться. Они имеют некоторые характеристики настоящей пустыни и обычно расположены на краю пустынь и континентальных засушливых районов. Обычно они получают от 250 мм (10 дюймов) до 500 мм (20 дюймов) осадков, но это может варьироваться из-за эвапотранспирации и питания почвы. Полупустыни можно найти в пустыне Табернас (и на некоторых участках Испанского нагорья), в Сахеле , Евразийской степи , большей части Центральной Азии ,Западная часть США , большая часть Северной Мексики , части Южной Америки (особенно в Аргентине ) и австралийская глубинка . ^[20] Обычно они включают BSh (жаркая степь) или BSk (умеренная степь) в классификации климата Кеппена .

Прибрежные пустыни в основном встречаются на западных окраинах континентальных массивов суши в регионах, где холодные течения приближаются к суше или где апвеллинги холодной воды поднимаются из глубин океана. Прохладные ветры, пересекающие эту воду, собирают мало влаги, а в прибрежных районах низкие температуры и очень мало осадков, причем основные осадки выпадают в виде тумана и росы. Диапазон температур в дневном и годовом масштабе относительно невелик и составляет 11 ° C (20 ° F) и 5 ​​° C (9 ° F) соответственно в пустыне Атакама . Пустыни этого типа часто бывают длинными и узкими и ограничены с востока горными хребтами. Они встречаются в Намибии , Чили , южной Калифорнии и Нижней Калифорнии . Другие прибрежные пустыни, подверженные влиянию холодных течений, находятся вЗападная Австралия , Аравийский полуостров и Африканский Рог , а также западная окраина Сахары. ^[17]

В 1961 году Певерил Мейгс разделил пустыни на Земле на три категории в зависимости от количества выпавших осадков. В этой теперь широко принятой системе на чрезвычайно засушливых землях по крайней мере двенадцать месяцев подряд не выпадает осадков, на засушливых землях выпадает менее 250 мм (10 дюймов) годовых осадков, а на полузасушливых землях среднее годовое количество осадков составляет от 250 до 500 мм (10 дюймов). –20 дюймов). И чрезвычайно засушливые, и засушливые земли считаются пустынями, в то время как полузасушливые земли обычно называют степями, когда они являются пастбищами. ^[8]

Пустыни также классифицируются в соответствии с их географическим положением и преобладающими погодными условиями как пассаты, средние широты, дождевые тени, прибрежные, муссонные или полярные пустыни . ^[21] Пустыни пассата встречаются по обе стороны от лошадиных широт от 30 ° до 35 ° северной и южной широты . Эти пояса связаны с субтропическим антициклоном и масштабным спуском сухого воздуха, движущегося с больших высот к полюсам. К этому типу относится пустыня Сахара. ^[22] Пустыни средних широт встречаются между 30 ° и 50 ° северной и южной широты. В основном они находятся в отдаленных от моря районах, где большая часть влаги уже выпала из-за преобладающих ветров. К ним относятся пустыни Тенггер и Сонора .^[21] Муссонные пустыни похожи. Они возникают в регионах, где наблюдаются большие перепады температур между морем и сушей. Влажный теплый воздух поднимается над землей, откладывает влагу и возвращается обратно в море. Дальше вглубь страны районы получают очень мало осадков. Пустыня Тар вблизи границы Индии / Пакистана этого типа. ^[21]

В некоторых частях света пустыни создаются за счет тени от дождя . Орографический подъем возникает, когда воздушные массы поднимаются над возвышенностью. При этом они остывают и теряют большую часть своей влаги из-за осадков на наветренном склоне горного хребта . Когда они спускаются с подветренной стороны, они нагреваются, и их способность удерживать влагу увеличивается, поэтому выпадает относительно небольшое количество осадков. ^[23] Такламакан пустыни является примером, лежащий в тени дождя Гималаи и получать меньше , чем 38 мм (1,5 дюйма) осадков в год. ^[24]Другие районы являются засушливыми в силу того, что находятся очень далеко от ближайших доступных источников влаги. ^[25]

Горные пустыни - засушливые места с очень большой высотой ; наиболее яркий пример находится к северу от Гималаев, в горах Куньлунь и на Тибетском плато . Многие места в этой категории имеют высоту более 3000 м (9800 футов), а тепловой режим может быть полубореальным . Эти места обязаны своей глубокой засушливостью (среднегодовое количество осадков часто менее 40 мм или 1,5 дюйма) тому, что они находятся очень далеко от ближайших доступных источников влаги и часто находятся с подветренной стороны горных хребтов. Горные пустыни обычно холодны или могут быть очень жаркими днем ​​и очень холодными ночью, как это происходит на северо-восточных склонах горы Килиманджаро . ^[26]

Полярные пустыни, такие как Сухие долины Мак-Мердо, остаются незамерзающими из-за сухих стоковых ветров, которые спускаются с окружающих гор. ^[27] Бывшие пустынные районы, в настоящее время не являющиеся засушливыми, такие как Песчаные холмы в Небраске , известны как палеопустыни. ^[21] В системе классификации климата Кеппена пустыни классифицируются как BWh (жаркая пустыня) или BWk (умеренная пустыня). В системе классификации климата Торнтуэйта пустыни классифицируются как засушливые мегатермальные климаты. ^{[28] [29]}

Процессы выветривания

Пустыни обычно имеют большой дневной и сезонный диапазон температур, при этом высокие дневные температуры резко падают ночью. Суточный диапазон может достигать от 20 до 30 ° C (от 36 до 54 ° F), а поверхность породы испытывает еще большие перепады температур. ^[30] Днем небо обычно чистое, и большая часть солнечного излучения достигает земли, но как только солнце садится, пустыня быстро охлаждается, излучая тепло в космос. В жарких пустынях температура днем ​​может превышать 45 ° C (113 ° F) летом и опускаться ниже точки замерзания ночью зимой. ^[31]

Такие большие перепады температуры губительно действуют на обнаженные скальные поверхности. Повторяющиеся колебания оказывали давление на обнаженные скалы, и склоны гор трескались и раскалывались. Фрагментарные пласты скатываются в долины, где они продолжают распадаться на части из-за безжалостного солнца днем ​​и холода ночью. Последующие пласты подвергаются дальнейшему выветриванию. Снижение внутреннего давления, накопившегося в скалах, которые находились под землей в течение многих тысячелетий, может привести к их разрушению. ^[32] Отслоение также происходит, когда внешние поверхности скал раскалываются на плоские хлопья. Считается, что это вызвано напряжениями, возникающими в породе в результате повторяющихся тепловых расширений и сокращений, которые вызывают разрушение параллельно исходной поверхности.^[30] Химические процессы выветривания, вероятно, играют более важную роль в пустынях, чем считалось ранее. Необходимая влага может присутствовать в виде росы или тумана. Грунтовые воды могут вытягиваться на поверхность в результате испарения, а образование кристаллов соли может вытеснять частицы породы в виде песка или разрушать породы в результате расслоения. Таким способом иногда образуются неглубокие пещеры у подножия скал. ^[30]

По мере того, как пустынные горы разрушаются, появляются большие площади раздробленных камней и обломков. Процесс продолжается, и конечным продуктом является пыль или песок. Пыль образуется из затвердевшей глины или вулканических отложений, в то время как песок возникает в результате дробления более твердых гранитов , известняка и песчаника . ^[33] Существует определенный критический размер (около 0,5 мм), ниже которого не происходит дальнейшего выветривания горных пород, вызванного температурой, и это обеспечивает минимальный размер песчинок. ^[34]

По мере того как горы размываются, образуется все больше и больше песка. При высоких скоростях ветра песчинки поднимаются с поверхности и уносятся, этот процесс известен как сальтация . Вихревые частицы в воздухе действуют как пескоструйный механизм, который измельчает твердые предметы на своем пути, поскольку кинетическая энергия ветра передается земле. ^[35] Песок в конечном итоге оседает на ровных участках, известных как песчаные поля или песчаные моря, или накапливается в дюнах. ^[36]

Пыльные и песчаные бури

Песчаные и пыльные бури - это природные явления, происходящие в засушливых регионах, где земля не защищена растительностью. Пыльные бури обычно начинаются на окраинах пустынь, а не в самих пустынях, где более тонкие материалы уже были унесены ветром. Когда начинает дуть устойчивый ветер, мелкие частицы, лежащие на открытой земле, начинают вибрировать. При более высоких скоростях ветра некоторые частицы поднимаются в воздушный поток. Когда они приземляются, они сталкиваются с другими частицами, которые, в свою очередь, могут подбросить в воздух, вызывая цепную реакцию . После выброса эти частицы перемещаются одним из трех возможных способов в зависимости от их размера, формы и плотности; суспензия , сальтацияили ползать. Суспензия возможна только для частиц диаметром менее 0,1 мм (0,004 дюйма). Во время пыльной бури эти мелкие частицы поднимаются вверх и разносятся на высоту до 6 км (3,7 миль). Они снижают видимость и могут оставаться в атмосфере в течение нескольких дней подряд, разносимые пассатом на расстояние до 6000 км (3700 миль). ^[37] Более плотные облака пыли могут образовываться при более сильном ветре, движущемся по суше с вздымающейся передней кромкой. Солнечный свет может исчезнуть, и на уровне земли может стать темно, как ночь. ^[38] При исследовании пыльной бури в Китае в 2001 году было подсчитано, что в ней было задействовано 6,5 миллионов тонн пыли, покрывающих площадь 134 000 000 км ² (52 000 000 квадратных миль). Средний размер частиц составлял 1,44 мкм. ^[39]Кратковременное явление гораздо меньшего масштаба может происходить в спокойных условиях, когда горячий воздух у земли быстро поднимается через небольшой карман более прохладного воздуха с низким давлением над ним, образуя вихревой столб частиц, пылинка . ^[40]

Песчаные бури случаются гораздо реже, чем пыльные. Им часто предшествуют сильные пыльные бури, которые возникают, когда скорость ветра увеличивается до точки, в которой он может поднимать более тяжелые частицы. Эти песчинки диаметром до 0,5 мм (0,020 дюйма) подбрасываются в воздух, но вскоре падают обратно на землю, выбрасывая при этом другие частицы. Их вес не позволяет им находиться в воздухе надолго, и большинство из них преодолевает расстояние всего в несколько метров (ярдов). Песок течет над поверхностью земли как жидкость, часто поднимаясь на высоту около 30 см (12 дюймов). ^[37]При действительно сильном устойчивом ударе высота 2 м (6 футов 7 дюймов) составляет примерно такую ​​высоту, с которой может подниматься поток песка, поскольку самые крупные песчинки вообще не поднимаются в воздух. Их переносят ползком, катят по дну пустыни или совершают короткие прыжки. ^[38]

Во время песчаной бури частицы песка, переносимые ветром, становятся электрически заряженными . Такие электрические поля величиной до 80 кВ / м могут вызывать искры и создавать помехи в работе телекоммуникационного оборудования. Они также неприятны для человека и могут вызывать головную боль и тошноту. ^[38] Электрические поля вызываются столкновением частиц в воздухе и ударами песчинок, падающих на землю. Механизм мало изучен, но частицы обычно имеют отрицательный заряд, когда их диаметр меньше 250 мкм, и положительный, когда они превышают 500 мкм. ^{[41] [42]}

Основные пустыни

Пустыни занимают около трети поверхности суши Земли. ^[8] Дно может быть солончаком . Эоловые процессы являются основными факторами формирования пустынных ландшафтов. Полярные пустыни (также известные как «холодные пустыни») имеют схожие черты, за исключением того, что основная форма осадков - это снег, а не дождь . Антарктида - самая большая холодная пустыня в мире (состоящая примерно на 98% из континентального ледяного покрова и на 2% из бесплодных пород). Некоторые из бесплодных скал можно найти в так называемых Сухих долинах Антарктиды, где почти никогда не бывает снега, и в которых могут быть соленые озера, покрытые льдом.которые предполагают испарение, намного большее, чем редкий снегопад, из-за сильных стоковых ветров, которые испаряют даже лед.

Пустыни, как горячие, так и холодные, играют определенную роль в уменьшении температуры Земли. Это потому, что они отражают больше входящего света, а их альбедо выше, чем у леса или моря. ^[44]

Функции

Многие люди думают, что пустыни состоят из обширных областей вздымающихся песчаных дюн, потому что именно так их часто изображают на телевидении и в фильмах ^[45], но пустыни не всегда выглядят так. ^[46] Во всем мире около 20% пустыни - это песок, варьирующийся от всего лишь 2% в Северной Америке до 30% в Австралии и более 45% в Центральной Азии. ^[47] Там, где есть песок, он обычно находится в больших количествах в виде песчаных пластов или обширных участков дюн . ^[47]

Песчаный лист - это почти ровное твердое пространство частично консолидированных частиц в слое, толщина которого варьируется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Структура листа состоит из тонких горизонтальных слоев крупного ила и песка от очень мелкого до среднего, разделенных слоями крупного песка и мелкого гравия толщиной в одно зерно. Эти более крупные частицы закрепляют другие частицы на месте и также могут быть упакованы вместе на поверхности, образуя миниатюрный тротуар пустыни. ^[48]Когда скорость ветра превышает 24 км / ч (15 миль / ч), на песчаном листе образуются небольшие рябь. Они формируются перпендикулярно направлению ветра и постепенно перемещаются по поверхности по мере того, как ветер продолжает дуть. Расстояние между их гребнями соответствует средней длине прыжков, совершаемых частицами при сальтации. Волны эфемерны, и изменение направления ветра заставляет их реорганизоваться. ^[49]

Песчаные дюны - это скопления разнесенного ветром песка, образованные насыпями или гребнями. Они образуют с подветренной стороны из обильных источников сухого рыхлого песка и возникают, когда топографические и климатические условия вызывают оседание частиц в воздухе. По мере того, как дует ветер, на наветренной стороне дюны происходят сальтация и ползание, а отдельные песчинки поднимаются вверх. Когда они достигают гребня, они спускаются вниз с противоположной стороны. Подветренный уклон обычно имеет уклон от 10 ° до 20 °, а подветренный уклон составляет около 32 ° - угол, под которым будет скользить рыхлый сухой песок. Поскольку это вызванное ветром движение песчинок происходит, дюна медленно перемещается по поверхности земли. ^[50] Дюны иногда бывают одиночными, но чаще они сгруппированы вместе в дюнных полях. Когда они обширны, их называют песчаными морями или эргами.. ^[51]

Форма дюны зависит от характеристик преобладающего ветра. Барханные дюны образуются из-за сильных ветров, дующих на ровной поверхности, и имеют форму полумесяца с вогнутой стороной в сторону от ветра. Когда есть два направления, с которых регулярно дуют ветры, возникает серия длинных линейных дюн, известных как seifмогут образовываться дюны. Это также происходит параллельно с сильным ветром, который дует в одном направлении. Поперечные дюны проходят под прямым углом к ​​преобладающему направлению ветра. Звездные дюны образованы переменными ветрами и имеют несколько гребней и выступов, расходящихся от центральной точки. Они имеют тенденцию расти вертикально; они могут достигать высоты 500 м (1600 футов), что делает их самым высоким типом дюн. Округлые песчаные насыпи без обрыва - это редкие купольные дюны, встречающиеся на подветренной стороне песчаных морей. ^[51]

Большая часть площади мировых пустынь состоит из плоских покрытых камнем равнин, на которых преобладает ветровая эрозия. При «эоловой дефляции» ветер постоянно удаляет мелкозернистый материал, который становится переносимым ветром песком. Это подвергает грубее мелкозернистый материал, в основном галька с некоторыми крупными камнями или булыжником , ^{[36] [47]} оставляя пустыни тротуар , площадь земли перекрыта плотно упакованные гладкими камнями , образующих мозаичныммозаика. Существуют разные теории относительно того, как именно формируется тротуар. Может случиться так, что после того, как песок и пыль унесет ветер, камни встанут на место; в качестве альтернативы камни, ранее находившиеся под землей, могут каким-то образом выйти на поверхность. После формирования дорожного покрытия дальнейшая эрозия очень незначительна, и земля становится устойчивой. Испарение переносит влагу на поверхность за счет капиллярного действия, и соли кальция могут выпадать в осадок, связывая частицы вместе, образуя конгломерат пустыни . ^[52] Со временем бактерии, живущие на поверхности камней, накапливают пленку из минералов и частиц глины, образуя блестящий коричневый слой, известный как пустынный лак . ^[53]

Другие непесчаные пустыни состоят из обнаженных обнажений коренных пород , сухих почв или аридизолей , а также различных форм рельефа, подверженных влиянию проточной воды , таких как наносные вееры , раковины или пляжи , временные или постоянные озера и оазисы. ^[47] Hamada является одним из видов пустынных ландшафтов , состоящих из высокого скалистого плато , где песок был удален с помощью эоловых процессов. Другие формы рельефа включают равнины, в основном покрытые гравием и угловатыми валунами, с которых ветром смываются более мелкие частицы. Они называются «рег» в западной Сахаре, «серир» в восточной Сахаре, «равнины тарабарщины» в Австралии и «саи» в Центральной Азии. ^[54] Тассилин Плато в Алжире впечатляющее нагромождение смытых песчаника обнажений, каньоны, блоки, башенки, трещин, плит и балок. В некоторых местах ветер вырезал отверстия или арки, а в других он создал грибообразные столбы, более узкие у основания, чем у вершины. ^[55] На плато Колорадо именно вода была преобладающей силой эрозии. Здесь реки, такие как Колорадо, тысячелетиями прокладывали себе путь сквозь высокое дно пустыни, создавая каньоны глубиной более мили (6000 футов или 1800 метров) в местах, обнажая пласты возрастом более двух миллиардов лет. ^[56]

В пустынях, где большое количество известняковых гор окружает замкнутый бассейн , например, в национальном парке Уайт-Сэндс на юге центральной части штата Нью-Мексико , случайные ливневые стоки переносят растворенный известняк и гипс в низкорасположенный поддон в бассейне, где вода испаряется, осаждая гипс и образующиеся кристаллы, известные как селенит . Кристаллы, оставшиеся после этого процесса, размываются ветром и откладываются в виде огромных полей белых дюн, напоминающих заснеженные пейзажи. Эти типы дюн встречаются редко и образуются только в закрытых засушливых бассейнах, которые содержат хорошо растворимый гипс, который в противном случае был бы смыт в море. ^[57]

Вода

Одно из самых засушливых мест на Земле - пустыня Атакама . ^{[58] [59] [60] [61] [62]} Он практически лишен жизни, потому что он заблокирован от приема осадков горами Анд на востоке и чилийским прибрежным хребтом на западе. Холодное течение Гумбольдта и антициклон Тихого океана необходимы для сохранения сухого климата Атакамы. Среднее количество осадков в чилийском районе Антофагастасоставляет всего 1 мм (0,039 дюйма) в год. На некоторых метеостанциях Атакамы никогда не было дождя. Факты свидетельствуют о том, что в Атакаме, возможно, не было значительных осадков с 1570 по 1971 год. Это настолько засушливое место, что горы, достигающие 6885 м (22 589 футов), полностью свободны от ледников, а в южной части от 25 ° ю.ш. 27 ° ю.ш., возможно, на протяжении всего четвертичного периода не было ледников , хотя вечная мерзлота простирается до высоты 4400 м (14 400 футов) и сплошная выше 5600 м (18 400 футов). ^{[63] [64]} Тем не менее, в Атакаме есть некоторые растения, в виде специальных растений, которые получают влагу из росы и тумана , дующего с Тихого океана. ^[58]

Когда в пустынях иногда бывает дождь, он часто бывает очень сильным. Об этом свидетельствует поверхность пустыни: по ее поверхности извиваются каналы сухих ручьев, известные как арройос или вади . Они могут подвергаться внезапным наводнениям , которые с удивительной быстротой превращаются в бушующие потоки после шторма, который может быть на расстоянии многих километров. Большинство пустынь находится в бассейнах, не имеющих выхода к морю, но некоторые пересекаются экзотическими реками, берущими начало в горных хребтах или других районах с высоким уровнем осадков за их пределами. Реки Нил , река Колорадо и Хуанхэделают это, теряя большую часть воды из-за испарения, когда они проходят через пустыню и поднимают уровень грунтовых вод поблизости. В пустынях также могут быть подземные источники воды в виде родников , водоносных горизонтов , подземных рек или озер. Там, где они лежат близко к поверхности, можно выкопать колодцы и образоваться оазисы, где процветает жизнь растений и животных. ^[47] Система водоносных горизонтов Нубийского песчаника под пустыней Сахара является крупнейшим из известных скоплений ископаемой воды . Великая рукотворная река представляет собой схему , запущенный Ливии Муаммар Gadaffi задействовать этот водоносный горизонт и подачи воды в прибрежных городах.^[65] Оазис Харга в Египте составляет 150 км (93 мили) в длину и является крупнейшим оазисом в Ливийской пустыне. В давние времена эту депрессию занимало озеро, в результате чего образовались мощные отложения песчано-глинистых отложений. Выкопаны колодцы для извлечения воды из пористого песчаника, лежащего под ними. ^[66] В стенах каньонов могутобразовываться протоки,а бассейны могут выжить в глубокой тени рядом с высохшим водотоком внизу. ^[67]

Озера могут образовываться в бассейнах, где имеется достаточное количество осадков или талой воды из ледников выше. Они обычно мелкие и соленые, и ветер, дующий над их поверхностью, может вызвать стресс, заставляя воду перемещаться по близлежащим низменным местам. Когда озера высыхают, они оставляют корку или твердый слой . Эта область отложений глины, ила или песка известна как плайя . В пустынях Северной Америки насчитывается более ста пляжей, многие из которых представляют собой реликвии озера Бонневиль, которое покрывало части Юты, Невады и Айдахо во время последнего ледникового периода, когда климат был более холодным и влажным. ^[68] К ним относятся Большое Соленое озеро , озеро Юта ,Озеро Севье и множество высохших озер. Гладкие плоские поверхности площадок использовались для попыток установления рекордов скорости транспортных средств на трассах Black Rock Desert и Bonneville Speedway, а ВВС США используют Rogers Dry Lake в пустыне Mojave в качестве взлетно-посадочных полос для самолетов и космических кораблей . ^[47]

Экология и биогеография

Пустыни и полупустыни являются домом для экосистем с низкой или очень низкой биомассой и первичной продуктивностью в засушливом или полузасушливом климате. В основном они встречаются в субтропических поясах высокого давления и основных континентальных дождевых тенях . Первичная продуктивность зависит от низкой плотности мелких фотоавтотрофов , поддерживающих разреженную трофическую сеть . Рост растений ограничен осадками, экстремальные температуры и иссушающие ветры. Пустыни имеют сильную временную изменчивость в доступности ресурсов из-за общего количества годовых осадков и размера отдельных выпадений осадков. Ресурсы часто бывают эфемерными или эпизодическими, и это вызывает спорадические перемещения животных и динамику экосистемы «пульс и резерв» или «бум-спад». Эрозия и осадконакопление высоки из-за разреженной растительности и деятельности крупных млекопитающих и людей. Растения и животные в пустынях в основном приспособлены к экстремальному и продолжительному дефициту воды , но их репродуктивная фенология часто реагирует на короткие периоды избытка воды. Конкурентное взаимодействие слабое. ^[69]

Флора

Растения сталкиваются с серьезными проблемами в засушливых условиях. Проблемы, которые им необходимо решить, включают: как получить достаточно воды, как избежать еды и как размножаться. Фотосинтез - это ключ к росту растений. Это может происходить только в дневное время, поскольку требуется энергия солнца, но днем ​​во многих пустынях становится очень жарко. Открытие устьиц для впуска углекислого газа, необходимого для процесса, вызывает эвапотранспирацию , а сохранение воды является главным приоритетом для пустынной растительности. Некоторые растения решили эту проблему, приняв метаболизм крассулообразной кислоты , позволяя им открывать устьица в течение ночи, чтобы позволить проникнуть CO ₂ , и закрывать их в течение дня.^[70] или с использованием углеродной фиксации C4 . ^[71]

Многие пустынные растения уменьшили размер своих листьев или вообще отказались от них. Кактусы - специалисты по пустыне, и у большинства видов не было листьев, а хлорофилл переместился в стволы, клеточная структура которых была изменена, чтобы они могли накапливать воду. Когда идет дождь, вода быстро поглощается мелкими корнями и удерживается, чтобы позволить им выжить до следующего ливня, который может произойти через несколько месяцев или лет. ^[72] Гигантский цереуса кактусы из пустыни Сонора формы «лесов», обеспечивающих тень для других растений и мест гнездования для пустынных птиц. Сагуаро растет медленно, но может прожить до двухсот лет. Поверхность ствола сложена гармошкой, позволяя ему расширяться, и большой образец может удерживать восемь тонн воды после сильного ливня. ^[72]

Кактусы присутствуют как в Северной, так и в Южной Америке с постгондванского происхождения. Другие ксерофитные растения разработали аналогичные стратегии с помощью процесса, известного как конвергентная эволюция . ^[73] Они ограничивают потерю воды, уменьшая размер и количество устьиц, имея восковой налет и волосатые или крошечные листья. Некоторые из них лиственные, сбрасывают листья в самый засушливый сезон, а другие скручивают листья, чтобы уменьшить испарение. Другие хранят воду в сочных листьях или стеблях или в мясистых клубнях. Пустынные растения максимизируют поглощение воды за счет наличия мелких корней, которые широко распространяются, или за счет развития длинных стержневых корней, которые доходят до глубоких слоев горных пород для получения грунтовых вод. ^[74] лебедыв Австралии имеет сочные листья и выделяет кристаллы соли, что позволяет ему жить в засоленных районах. ^{[74] [75]} Как и у кактусов, у многих развились шипы, чтобы отогнать животных. ^[72]

Некоторые пустынные растения производят семена, которые бездействуют в почве, пока не начнут расти из-за дождя. У однолетников такие растения растут очень быстро и могут зацвести и завязать семена в течение недель, стремясь завершить свое развитие до того, как высохнут последние остатки воды. Для многолетних растений размножение с большей вероятностью будет успешным, если семена прорастают в затененном месте, но не настолько близко к родительскому растению, чтобы конкурировать с ним. Некоторые семена не прорастут до тех пор, пока их не разнесут по дну пустыни, чтобы очистить семенную оболочку. Семя мескитового дерева, которое растет в пустынях Северной и Южной Америки, твердое и не дает всходов даже при осторожной посадке. Когда он прошел через кишечниквилорог легко прорастает, а небольшая кучка влажного навоза обеспечивает отличное начало жизни вдали от родительского дерева. ^[72] Стебли и листья некоторых растений снижают скорость ветра, несущего песок, и защищают землю от эрозии. Даже небольшие грибы и микроскопические растительные организмы, обнаруженные на поверхности почвы (так называемая криптобиотическая почва ), могут быть жизненно важным звеном в предотвращении эрозии и обеспечении поддержки для других живых организмов. Холодные пустыни часто имеют высокую концентрацию соли в почве. Здесь преобладают травы и низкие кустарники, а почва может быть покрыта лишайниками . Большинство кустарников имеют колючие листья и сбрасывают их в самое холодное время года. ^[76]

Фауна

Животные, приспособленные к жизни в пустынях, называются ксероколами . Нет никаких доказательств того, что температура тела млекопитающих и птиц адаптируется к различным климатическим условиям, будь то сильная жара или холод. Фактически, за очень немногими исключениями, их основная скорость метаболизма определяется размером тела, независимо от климата, в котором они живут. ^[77] Многие пустынные животные (и растения) демонстрируют особенно четкую эволюционную адаптацию к сохранению воды или устойчивости к жаре и поэтому часто изучаются в сравнительной физиологии , экофизиологии и эволюционной физиологии . Одним из хорошо изученных примеров является специализация почек млекопитающих у видов, обитающих в пустынях. ^[78]Многие примеры конвергентной эволюции были выявлены у организмов пустыни, в том числе между кактусами и молочай , кенгуровыми крысами и тушканчиками , ящерицами Phrynosoma и Moloch . ^[79]

Пустыни представляют собой очень сложную среду для животных. Они не только нуждаются в пище и воде, но и должны поддерживать температуру тела на приемлемом уровне. Во многих отношениях птицы способны на это лучше всех высших животных. Они могут перемещаться в районы с большей доступностью пищи, поскольку пустыня цветет после местных дождей, и могут летать к далеким водоемам. В жарких пустынях летающие птицы могут убираться с перегретого дна пустыни, используя термики, чтобы парить в более прохладном воздухе на большой высоте. В целях экономии энергии другие птицы пустыни скорее бегут, чем летают. Бегунок проскальзывает изящно по земле на своих длинных ногах, останавливаясь периодически хватают насекомых. Как и другие пустынные птицы, он хорошо замаскирован.окраской и может сливаться с ландшафтом в неподвижном состоянии. Рябков является экспертом в этом и гнездах на открытых десятках пустыни напольных километров (мили) от водопоя он должен посетить каждый день. Некоторые мелкие дневные птицы обитают в очень ограниченных местах, где их оперение соответствует цвету подстилающей поверхности. Пустыни жаворонок принимает частые ванны пыли , которая гарантирует , что она соответствует его среде. ^[80]

Вода и углекислый газ являются конечными продуктами метаболизма жиров, белков и углеводов. ^[81] Окисление грамма углеводов дает 0,60 грамма воды; из грамма белка получается 0,41 грамма воды; а грамм жира дает 1,07 грамма воды, ^[82] позволяя ксероколам жить с ограниченным доступом к питьевой воде или вообще без него. ^[83] кенгуру крысы , например , делает использование этой воды метаболизма и сберегает воду и при наличии низких базального метаболизма и, оставаясь под землю во время высокой температуры дня, ^[84] уменьшая потерю воды через кожу и дыхательные пути в состоянии покоя. ^{[83] [85]} Растительноядныемлекопитающие получают влагу из растений, которые они едят. Такие виды, как антилопа аддакс , ^[86] дик-дик , газель Гранта и орикс , настолько эффективны в этом деле, что им, по-видимому, никогда не нужно пить. ^[87] верблюд является превосходным примером млекопитающего , адаптированного к пустынной жизни. Он сводит к минимуму потерю воды, производя концентрированную мочу и сухой навоз , и способен терять 40% своего веса за счет потери воды, не умирая от обезвоживания. ^[88] Плотоядные животные могут получать большую часть своих потребностей в воде из жидкостей тела своей добычи. ^[89] Многие другие жаркие пустынные животныеведет ночной образ жизни , днем ​​ищет тень или живет под землей в норах. На глубине более 50 см (20 дюймов) они остаются при температуре от 30 до 32 ° C (от 86 до 90 ° F) независимо от внешней температуры. ^[89] Тушканчики , пустынные крысы , кенгуровые крысы и другие мелкие грызуны выходят из своих нор ночью, как и лисы, койоты, шакалы и змеи, которые охотятся на них. Кенгуру сохраняют прохладу за счет учащения дыхания, одышки, потоотделения и увлажнения кожи передних лап слюной . ^[90] Млекопитающие, живущие в холодных пустынях, выработали лучшую изоляцию за счет более теплого меха тела и изолирующих слоев жира под кожей. Арктическая ласкаимеет скорость метаболизма, которая в два или три раза выше, чем можно было бы ожидать от животного его размера. Птицы избежали проблемы потери тепла через ноги, не пытаясь поддерживать их при той же температуре, что и остальное их тело, что является формой адаптивной изоляции. ^[77] Император Пингвин имеет плотное оперение, пушистый под слоем, изолирующий воздушный слой рядом с кожей и различными стратегиями терморегуляции для поддержания его температуры тела в одной из самых суровых условий на Земле. ^[91]

Будучи эктотермными животными , рептилия не может жить в холодных пустынях , но хорошо подходит для горячих из них. В жаркий день в Сахаре температура может подниматься до 50 ° C (122 ° F). Рептилии не могут выжить при такой температуре, а ящерицы будут просто поражены жарой при 45 ° C (113 ° F). У них мало приспособлений к жизни в пустыне, и они не могут охладиться с помощью потоотделения, поэтому они укрываются от дневной жары. В первой половине ночи, когда земля излучает тепло, поглощенное днем, они появляются и ищут добычу . Ящерицы и змеи наиболее многочисленны в засушливых регионах, и некоторые змеи разработали новый метод передвижения.что позволяет им двигаться в сторону и перемещаться по высоким песчаным дюнам. К ним относятся рогатая гадюка из Африки и боковая гадюка из Северной Америки, эволюционно разные, но с похожими моделями поведения из-за конвергентной эволюции . Многие пустынные рептилии являются хищниками из засад и часто зарываются в песок, ожидая, когда добыча окажется в пределах досягаемости. ^[92]

Амфибии могут показаться маловероятными обитателями пустыни из-за их потребности в увлажнении кожи и зависимости от воды в репродуктивных целях. Фактически, несколько видов, обитающих в этой среде обитания, претерпели заметные изменения. Большинство из них является роющим, проводя горячие сухие месяцы aestivating в глубоких норах. Находясь там, они несколько раз сбрасывают кожу и сохраняют остатки вокруг себя в виде водонепроницаемого кокона, удерживающего влагу. В пустыне Сонора , барашковый лопатоног проводит большую часть года дремлет в своей норе. Сильный дождь является спусковым крючком для появления, и первый самец, который нашел подходящий бассейн, призывает привлечь других. Яйца откладываются, и головастики быстро растут, так как им нужно достичьметаморфоза до испарения воды. Когда пустыня высыхает, взрослые жабы заново зарываются. Молодь какое-то время остается на поверхности, кормится и растет, но вскоре роет себе норы. Немногие доживают до взрослой жизни. ^[93] У водной лягушки в Австралии такой же жизненный цикл, и она может жить до пяти лет, если не идет дождь. ^[94] пустыни дождь лягушка из Намибии ночной образ жизни и выживает из - за влажных морских туманов , что рулон с Атлантики. ^[95]

Беспозвоночные, особенно членистоногие , успешно обосновались в пустыне. Мухи , жуки , муравьи , термиты , саранча , многоножки , скорпионы и пауки ^[96] имеют твердую кутикулу , непроницаемую для воды, и многие из них откладывают яйца под землей, а их детеныши развиваются вдали от экстремальных температур на поверхности. ^[97] Сахара серебра муравей ( Cataglyphis bombycina ) использует белка теплового шокановым способом и кормами на открытом воздухе во время коротких набегов в жаркий день. ^[98] длинноногие чернотелки в Намибии стоит на свои передних ногах и повышает ее панцирь , чтобы поймать утренний туман , как конденсат, направляя воду в рот. ^[99] Некоторые членистоногие используют эфемерные бассейны, которые образуются после дождя и завершают свой жизненный цикл за считанные дни. Пустыни креветки делает это, появляясь «чудом» в новых сформированных лужах как бездействующие яйца люк. Другие, такие как морские креветки , сказочные креветки и креветки-головастики , являются криптобиотиками.и могут потерять до 92% своего веса, восстанавливая влагу, как только пойдет дождь и их временные бассейны снова появятся. ^[100]

Человеческие отношения

Люди уже давно используют пустыни как места для жизни ^[101], а в последнее время начали использовать их для добычи полезных ископаемых ^[102] и захвата энергии. ^[103] Пустыни играют значительную роль в человеческой культуре, имеется обширная литература. ^[104]

История

Люди тысячелетиями жили в пустынях. Многие, такие как бушмены в Калахари , аборигены в Австралии и различные племена североамериканских индейцев , изначально были охотниками-собирателями . Они развили навыки изготовления и использования оружия, отслеживания животных, поиска воды, кормления съедобных растений и использования вещей, которые они находили в своей естественной среде, для удовлетворения своих повседневных потребностей. Их самодостаточные навыки и знания передавались из поколения в поколение из уст в уста. ^[101] Другие культуры развивали кочевой образ жизни как пастухи овец , коз ,крупный рогатый скот , верблюды, яки , ламы или северные олени . Они путешествовали по большим территориям со своими стадами, переходя на новые пастбища, поскольку сезонные и непостоянные осадки способствовали росту новых растений. Они взяли с собой свои палатки из ткани или шкуры, накинутые на шесты, и их диета включала молоко, кровь и иногда мясо. ^[105]

Кочевники пустыни также были торговцами. Сахара - это очень большая территория, простирающаяся от Атлантического океана до Египта. Были разработаны торговые пути, связывающие Сахель на юге с плодородным Средиземноморским регионом на севере, и большое количество верблюдов использовалось для перевозки ценных товаров через внутренние районы пустыни. Туареги были торговцы и товары , перемещаемые традиционно включала рабов , слоновую кость и золото идущие на север и солевые идти на юг. Берберы, знающие этот регион, были наняты, чтобы проводить караваны между различными оазисами и колодцами . ^[106]Несколько миллионов рабов могли быть вывезены на север через Сахару в период между 8 и 18 веками. ^[107] Традиционные средства наземного транспорта пришли в упадок с появлением автомобилей, судоходства и авиаперевозок, но караваны по- прежнему путешествуют по маршрутам между Агадесом и Билмой и между Тимбукту и Тауденни, доставляя соль из внутренних районов в общины на окраине пустыни. ^[108]

По краям пустынь, где выпадало больше осадков и условия были более подходящими, некоторые группы занялись выращиванием сельскохозяйственных культур. Это могло произойти, когда засуха вызвала гибель стадных животных, заставив пастухов заняться земледелием. С небольшими затратами они были во власти погоды и, возможно, жили на минимальный прожиточный минимум . Земля, которую они обрабатывали, уменьшала площадь, доступную для кочевых пастухов, вызывая споры из-за земли. На полузасушливых окраинах пустыни есть хрупкие почвы, подверженные риску эрозии при обнажении, как это произошло в Американской пыльной чаше.в 1930-е гг. Трава, удерживающая почву на месте, была вспахана, и серия засушливых лет вызвала неурожаи, в то время как огромные пыльные бури сдули верхний слой почвы. Полмиллиона американцев были вынуждены покинуть свою землю в результате этой катастрофы. ^[109]

Сегодня аналогичный ущерб наносится полузасушливым районам, окаймляющим пустыни, и ежегодно около двенадцати миллионов гектаров земли превращаются в пустыню. ^[110] Опустынивание вызывается такими факторами, как засуха, климатические изменения, обработка почвы для сельского хозяйства, чрезмерный выпас и вырубка лесов. Растительность играет важную роль в определении состава почвы. Во многих средах скорость эрозии и стока резко возрастает с уменьшением растительного покрова. ^[111]

Добыча природных ресурсов

Пустыни содержат значительные запасы полезных ископаемых, иногда по всей своей поверхности, что придает им характерный цвет. Например, красный цвет многих песчаных пустынь происходит от минералов латерита . ^[112] Геологические процессы в климате пустыни могут превращать полезные ископаемые в ценные месторождения. Выщелачивание на грунтовые воды могут извлечь руду минералы и передепонирование их, в соответствии с уровнем грунтовых вод , в концентрированной форме. ^[102] Точно так же испарение имеет тенденцию концентрировать минералы в озерах пустыни, создавая высохшие озера или пляжи, богатые минералами. Испарение может концентрировать минералы в виде различныхэвапоритовое отложение, в том числе гипса , нитрата натрия , хлорида натрия и боратов . ^[102] Эвапориты найдены в пустыне Большого Бассейна США , исторически использовавшейся «отрядами из 20 мулов», которые тащили телеги буры из Долины Смерти к ближайшей железной дороге . ^[102] в пустыне особенно богат минеральными солями является пустыня Атакама , Чили , где нитрат натрия добывается для взрывчатых веществ и удобрений , так как вокруг 1850. ^[102] Другие пустыни минералы медииз Чили, Перу и Ирана , а также железо и уран в Австралии . Многие другие металлы, соли и коммерчески ценные породы, такие как пемза , добываются в пустынях по всему миру. ^[102]

Нефть и газ образуются на дне мелководных морей, когда микроорганизмы разлагаются в бескислородных условиях, а затем покрываются отложениями. Многие пустыни когда-то были местами мелководных морей, а другие имели подстилающие залежи углеводородов, перенесенные в них движением тектонических плит . ^[113] Некоторые крупные месторождения нефти, такие как Гавар, находятся под песками Саудовской Аравии. ^[102] Геологи полагают, что другие нефтяные месторождения были образованы эоловыми процессами в древних пустынях, как это может быть в случае с некоторыми из крупных американских нефтяных месторождений. ^[102]

Сельское хозяйство

Традиционные системы земледелия в пустынях давно созданы в Северной Африке, и орошение является ключом к успеху в регионах, где дефицит воды является ограничивающим фактором для роста. Можно использовать такие методы, как капельное орошение , использование органических остатков или навоза в качестве удобрений и другие традиционные методы ведения сельского хозяйства. После повышения плодородия дальнейшее растениеводство предохраняет почву от разрушения ветром и других форм эрозии. ^[114] Было обнаружено, что бактерии, способствующие росту растений, играют роль в повышении устойчивости растений к стрессовым условиям, и эти ризобактериисуспензии можно вносить в почву вблизи растений. Изучение этих микробов показало, что земледелие в пустыне препятствует опустыниванию, создавая островки плодородия, позволяя фермерам добиваться повышения урожайности, несмотря на неблагоприятные условия окружающей среды. ^[114] Полевые испытания в пустыне Сонора, в ходе которых корни различных видов деревьев подверглись воздействию ризобактерий и азотфиксирующей бактерии Azospirillum brasilense с целью восстановления деградированных земель, были успешными лишь частично. ^[114]

Иудейская пустыня была возведена в VII веке до нашей эры в период железного века для снабжения продовольствием фортов в пустыне. ^[115] Коренные американцы на юго-западе США стали земледельцами примерно в 600 году нашей эры, когда семена и технологии стали доступны из Мексики. Они использовали технику террасирования и выращивали сады рядом с водосливами, на влажных участках у подножия дюн, возле ручьев, обеспечивающих полив паводков, и на территориях, орошаемых обширными специально построенными каналами. Hohokam племя построено более 500 миль (800 км) крупных каналов и поддерживать их в течение многих столетий, впечатляющий подвиг техники. Они выращивали кукурузу, фасоль, тыкву и перец. ^[116]

Современный пример земледелия в пустыне - Имперская долина в Калифорнии, где высокие температуры и среднее количество осадков всего 3 дюйма (76 мм) в год. ^[117] Экономика в значительной степени основана на сельском хозяйстве, а земля орошается через сеть каналов и трубопроводов, получаемых полностью из реки Колорадо через Всеамериканский канал.. Почва глубокая и плодородная, являясь частью поймы реки, а то, что в противном случае было бы пустыней, превратилось в один из самых продуктивных сельскохозяйственных регионов Калифорнии. Другая вода из реки направляется в городские сообщества, но все это происходит за счет реки, которая ниже мест добычи больше не имеет надземного стока в течение большей части года. Другой проблемой выращивания сельскохозяйственных культур таким способом является накопление солей в почве из-за испарения речной воды. ^[118]Озеленение пустыни остается целью и одно время рассматривалось как будущее средство увеличения производства продуктов питания для растущего населения мира. Эта перспектива оказалась ложной, поскольку в ней не учитывался экологический ущерб, причиненный в других местах отводом воды для орошения пустынь. ^[119]

Улавливание солнечной энергии

Пустыни все чаще рассматриваются как источники солнечной энергии , отчасти из-за низкой облачности. Многие солнечные электростанции были построены в пустыне Мохаве, например, системы производства солнечной энергии и объект солнечной энергии Иванпа . ^[120] Большие участки этой пустыни покрыты зеркалами. ^[121]

Потенциал для производства солнечной энергии в пустыне Сахара огромен, он самый высокий на земном шаре. Профессор Дэвид Файман из Университета Бен-Гуриона заявил, что в настоящее время существует технология для обеспечения всех мировых потребностей в электроэнергии из 10% пустыни Сахара. ^[122] Desertec Industrial Initiative представляла собой консорциум, который стремился инвестировать 560 миллиардов долларов в солнечные и ветряные установки в Северной Африке в течение следующих сорока лет для обеспечения электроэнергией Европы по кабельным линиям, проходящим под Средиземным морем.. Европейский интерес к пустыне Сахара проистекает из двух ее аспектов: почти непрерывного дневного света и большого количества неиспользуемой земли. Сахара получает больше солнечного света на акр, чем любая часть Европы. В пустыне Сахара также есть пустое пространство в сотни квадратных миль, необходимое для размещения полей зеркал для солнечных электростанций. ^[123]

Пустыня Негев , Израиль и его окрестностей, в том числе долине Арава , получают много солнечного света и , как правило , не пахотные . Это привело к строительству многих солнечных электростанций . ^[103] Дэвид Файман предположил, что «гигантские» солнечные электростанции в Негеве могут обеспечить все потребности Израиля в электроэнергии. ^[122]

Военное дело

Арабы, вероятно, были первой организованной силой, которая провела успешные сражения в пустыне. Зная обратные маршруты и расположение оазисов, а также используя верблюдов, мусульманские арабские силы смогли успешно победить римские и персидские силы в период с 600 по 700 год нашей эры во время расширения исламского халифата . ^[124]

Много веков спустя обе мировые войны видели сражения в пустыне. В Первой мировой войне , то Османская турки занималась с британской регулярной армией в кампании , которая охватила Аравийский полуостров. Турки потерпели поражение от англичан, которых поддерживали нерегулярные арабские силы, которые стремились восстать против турок в Хиджазе , о чем прославился в книге Т. Е. Лоуренса « Семь столпов мудрости» . ^{[125] [126]}

Во Второй мировой войне , то Западная пустыня Кампания началась в итальянской Ливии . Война в пустыне давала тактикам широкие возможности для использования больших открытых пространств, не отвлекая внимание мирных жителей. Танки и бронетехника могли беспрепятственно преодолевать большие расстояния, было установлено большое количество фугасов . Однако размер и суровость местности означали, что все припасы приходилось доставлять с больших расстояний. Победители в битве продвинутся вперед, и их цепочка поставок обязательно станет длиннее, в то время как побежденная армия сможет отступить, перегруппироваться и пополнить запасы. По этим причинам линия фронтапродвигался вперед и назад через сотни километров по мере того, как каждая сторона теряла и восстанавливала импульс. ^[127] Его наиболее восточная точка находилась в Эль-Аламейне в Египте , где союзники окончательно разгромили силы Оси в 1942 году. ^[128]

В культуре

Пустыня обычно считается бесплодным и пустым ландшафтом. Писатели, кинорежиссеры, философы, художники и критики изображали его как место крайностей, метафору чего угодно, от смерти, войны или религии до первобытного прошлого или пустынного будущего. ^[129]

По теме пустынь существует обширная литература. ^[104] Раннее историческое свидетельство - это история Марко Поло (ок. 1254–1324), который путешествовал через Среднюю Азию в Китай, пересек ряд пустынь в своем 24-летнем путешествии. ^{[130] В} некоторых отчетах даются яркие описания условий пустыни, хотя часто рассказы о путешествиях по пустыням переплетаются с размышлениями, как в случае с главной работой Чарльза Монтегю Даути « Путешествие по Аравийской пустыне» (1888 г.). ^[131] Антуан де Сент-Экзюпери описал свои полеты и пустыню в книгах «Ветер, песок и звезды» ^[132] и Гертруда Белл.много путешествовал по Аравийской пустыне в начале 20-го века, стал экспертом в этой области, писал книги и консультировал британское правительство по вопросам обращения с арабами. ^[133] Другой женщиной-исследователем была Фрейя Старк, которая в одиночестве путешествовала по Ближнему Востоку, посетив Турцию , Аравию , Йемен , Сирию , Персию и Афганистан , написав более двадцати книг о своем опыте. ^[134] Немецкий натуралист Уве Георгий провел несколько лет, живя в пустынях, записывая свой опыт и исследования в своей книге « В пустынях этой Земли» .^[135]

Американский поэт Роберт Фрост выразил свои мрачные мысли в стихотворении «Места пустыни» , которое заканчивается строфой «Они не могут напугать меня своими пустыми пространствами / Между звездами - на звездах, где нет человеческой расы. / Во мне это так много. ближе к дому / Чтобы напугать себя моими собственными пустынными местами ». ^[136]

Пустыни на других планетах

Марс - единственная другая планета в Солнечной системе, помимо Земли, на которой обнаружены пустыни. ^[137] Несмотря на низкое атмосферное давление на поверхности (всего 1/100 от земного), атмосферная циркуляция на Марсе сформировала море приполярного песка площадью более 5 миллионов км ² (1,9 миллиона квадратных миль) в этой области. , больше, чем большинство пустынь на Земле. Марсианские пустыни в основном состоят из дюн в форме полумесяцев на плоских участках около постоянных полярных ледяных шапок на севере планеты. Меньшие поля дюн занимают дно многих кратеров, расположенных в полярных регионах Марса. ^[138] Исследование поверхности горных пород лучом лазера отМарсоход Mars Exploration Rover показал поверхностную пленку, напоминающую лак пустыни, найденный на Земле, хотя это может быть просто поверхностная пыль. ^[139] Поверхность Титана , спутника Сатурна , также имеет пустынную поверхность с морскими дюнами. ^[140]

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

дальнейшее чтение

• Багнольд, Ральф А. (1941). «Физика песка и дюн пустыни». Природа . 148 (3756): 480–481. Bibcode : 1941Natur.148..480H . DOI : 10.1038 / 148480a0 . S2CID  38251361 .
• Макмахон, Джеймс (1988). Пустыни . Гиды по природе Национального общества Одюбон. Random House / Chanticleer Press. ISBN 978-0-394-73139-1.

внешняя ссылка

В Викиуке по исторической геологии есть страница по теме: Пустыни

Викискладе есть медиафайлы по теме пустынь .

В Wikivoyage есть путеводитель по пустыням .

• «Глобальный обзор пустынь» . Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). 2006. Архивировано из оригинала на 2006-06-16., отчет из серии Global Environment Outlook (GEO).
  • Global Deserts Outlook в формате PDF в Интернет-архиве Библиотеки Конгресса (архив 16 июня 2006 г.)
  • Карта со сценариями сохранения биоразнообразия для пустынных территорий из Global Deserts Outlook .