В связи с тем, что пыль переносится во взвешенном состоянии, а песок по большей части передвигается по поверхности земли, при осаждении происходит их сепарация с образованием обширных по площади покровов осевшей пыли и локальных скоплений песка. Те и другие вместе представляют собой эоловые осадки (название происходит от имени бога ветров Эола). В том случае, если отложенная ветром пыль обладает значительной мощностью, ее называют лёссом. Естественные скопления песка называются дюнами.
Лёсс. Лёссовые отложения широко распространены в центральной части бассейна реки Миссисипи и в области Великих равнин. Значительные их скопления встречаются также в горах Пелоус-Хиллс на востоке шт. Вашингтон, по реке Огайо, на севере Центральной Европы, в Восточной Европе, в Судане, Аргентине и Китае. Области распространения тонкозернистых рыхлых и плодородных лёссовых осадков совпадают со многими богатейшими по производству пшеницы территориями.
а. Основные свойства лёсса. Мощность лёссов в долине Миссисипи колеблется от 1 м и менее до нескольких десятков метров. Они состоят главным образом из частиц алевритовой размерности, очень разнообразных по своему минеральному составу. Частицы представлены кварцем, полевым шпатом, кальцитом, роговой обманкой и слюдой и находятся в основном в свежем, мало выветрелом состоянии. Лёссы залегают на ледниковых наносах или, при отсутствии последних, на более древних породах. Несмотря на то что цементация в лёссах обычно отсутствует, угловатая форма свободных зерен обеспечивает настолько прочное сцепление, что вертикальные стенки выработок, пройденных в лёссе, не обрушаются годами. Полости, оставленные глубоко проникающими корнями трав и обычно заполненные карбонатом кальция, придают лёссу неясную столбчатую отдельность.
б. Происхождение лёсса. Лёсс образуется в условиях сухого холодного или сухого теплого климата из исходного материала ледникового или пустынного происхождения. Материал для лёссов ледникового происхождения, таких, как лёссы на территории шт. Айова, вероятно, поступал с высыхающих пойм рек, питающихся талыми ледниковыми водами, или сдувался прямо с самих плейстоценовых ледниковых щитов. Самые мощные лёссовые осадки находятся на подветренной стороне на возвышенностях, прилегающих к долинам рек Миссисипи и Миссури. К востоку они утоняются. По-видимому, главным поставщиком материала были поймы ледниковых рек. Пыль, вероятно, могла легко захватываться и удерживаться на месте растительностью. В аналогичной обстановке лёссы образуются в настоящее время по долинам большинства разветвленных ледниковых рек Аляски.
За исключением лёссов, развитых по реке Миссури, мощность лёссов Небраски и Канзаса возрастает по направлению к местности Санд-Хиллс на северо-западе шт. Небраска. Очевидно, что их накопление частью связано с древними пылевыми бурями пустынного типа или типа тех бурь, которые происходят внеледниковых засушливых районах на западе
США.
Лёссы северо-западных районов Китая, имеющие, как уже было сказано, мощность сотни метров, образовались, вероятно, за счет материала пустынь Центральной Азии в условиях теплого сухого климата. Вскрытые при эрозионном врезе более поздних рек, они стали ареной катастрофических оползней, вызванных мощным землетрясением в декабре 1920 г. Под рухнувшими грудами лёсса и глины нашли свою гибель около 100000 человек.
Желтая река в Китае (Хуанхэ) получила свое название из-за окраски воды, обусловленной тонкими лёссовыми частицами, которые она несет во взвешенном виде.
Дюны - это холмы или гребни навеянного ветром песка, находящиеся, как пра¬вило, в движении. Некоторые скопления песка неподвижны из-за их генетической связи с какими-нибудь закрепленными объектами или благодаря тому, что они удерживаются на месте растениями.
Песок для дюн поступает с песчаных пляжей или других образований морских побережий, из песчаных осадков речных пойм и террас, из песчаных наносов равнин ледниковых областей и аллювиальных конусов выноса, со дна высохших озер, за счет дезинтеграции первоначально песчанистых пород и последующего отсеивания материала.
Самым распространенным минералом дюнных песков является кварц, но обычен и смешанный минеральный состав. Дюны, занимающие площадь около 650 км2 в районе Уайт-Сандз («Белые пески») в шт. Нью-Мексико, состоят из гипса; дюны, сложенные кальцитом (источником которого служат коралловые рифы), встречаются на Бермудских островах.
а. Миграция дюн является результатом переноса песка с наветренной стороны к гребню дюны, с которого песок скатывается или соскальзывает вниз по поверхности скатывания в ветровую тень на подветренной стороне дюны. Угол наклона наветренной стороны обычно меньше 10°, подветренной - от 25 до 34°. Многие дюны смещаются в направлении ветра лишь на несколько метров в год. Дюны побережья Бийскайского залива вблизи Байонны в юго-западной Франции перемещаются в сиорону суши с постоянной скоростью от 1 до 2 м в год на протяжении десятилетий. На юго-восточном берегу Балтийского моря дюна переместилась на 13 км за 70 лет. В областях с сильными ветрами отдельные небольшие дюны, лежащие на коренных породах, проделывают за год путь в сотни метров. Изолированные дюны в Азии в особенно ветреные дни перемещаются на расстояние 20 м в день. В долине Импириал-Валли в шт. Калифорния миграция дюн шла со скоростью 27 м в год в течение семи лет.
б. Высота и форма дюн. Высота дюн, как правило, колеблется от 1 м и менее до 10 м и более. Местами они достигают сотен метров в высоту, как, например, на территории заповедника Грейт-Санд-Дьюнс в шт. Колорадо или в пустыне Сахаре.
В зависимости от поступления песка, рельефа местности, задерживающего влияния растительного покрова, постоянства направления ветров развиваются разные типы дюн. Основными типами дюн являются подветренные дюны или песчаные наносы, другие разновидности продольных дюн, барханы, копьевидные, поперечные и сложные дюны.
Подветренные дюны - это продольные дюны, которые формируются в виде узких длинных песчаных гребней в ветровой тени позади скальных выступов или за островками кустарника, а также в виде наклонных насыпей песка за уступами. Все подветренные дюны постоянно находятся на одном и том же месте, но в случае добавления большего количества песка они могут превратиться в типичные мигрирующие дюны, отодвигающиеся от своих хвостовых частей.
Некоторые продольные дюны вытягиваются в направлении основных ветров в том случае, когда сильные ветры дуют на местности со скудными скоплениями песка или когда им приходится преодолевать удерживающее влияние травы и небольшого кустарника. Ветры, дующие временами под острым углом к основному направлению, способствуют сгруживанию песка в гряды. Такие дюны постепенно переходят в дюны иной формы. Некоторые из них выдуваются ветром вверх по склонам долин.
Барханы формируются на открытых площадях, не ограниченных какими-либо орографическими или растительными барьерами, где выдерживается довольно постоянное направление ветра, а снабжение песком лимитировано, особенно при наличии основания из коренных пород. Типичные барханы имеют форму полумесяца с пологим наветренным склоном на его внешнем изгибе и концами или рогами, которые вытягиваются по ветру, приобретая при этом обтекаемую форму.
Копьевидные дюны - это продольные дюны, значительно видоизмененные под воздействием сезонных ветров. Одна из простых их разновидностей по очертаниям в плане напоминает арабскую саблю. Копьевидные дюны встречаются вместе с барханами, причем имеются сведения о превращении барханов в копьевидные дюны и наоборот. Другая разновидность представляет собой, в сущности, подветренную дюну с ножевидным гребнем между закругленной подветренной стороной и более крутой поверхностью скатывания на наветренной стороне. Третья разновидность - это огромные гряды песка в Сахаре с остроконечными волнистыми гребнями. При отклонении ветра от своего основного направления часто меняется форма копьевидных дюн, в особенности их гребней. Копьевидные дюны наиболее широко развиты в Сахаре, Нубийской (Аравийской) и Ливийской пустынях, в пустынях Австралии.
Поперечные дюны образуются там, где песок поставляется в изобилии и сохраняется постоянное направление суховейных ветров, как это наблюдается на многих морских побережьях. Большие объемы песка в таких условиях группируются в гряды или серии гряд, расположенные перпендикулярно направлению ветра. Их гребни обычно извилисты и неровны, что частично объясняется неравномерным накоплением песка, частично тем, что между выступающими верхушками гребней ветром выдуваются ложбины. Большие скопления поперечных дюн, по-видимому, продвигаются вперед многочисленными рядами.
Сложные дюны, не имеющие четко очерченной формы, возникают в местностях с изменчивыми ветрами, там, где много песка и возможно влияние растительности. Барханы, копьевидные дюны и поперечные дюны местами теснят друг друга, накладываясь друг на друга и теряя свои характерные индивидуальные черты в сумбурной путанице разных форм.
В Саудовской Аравии с ее огромными пространствами, покрытыми мощными песками, дюны занимают почти треть территории, или 2 500 000 км2. Здесь преобладают северо-восточные пассаты, но отмечаются также сезонные муссоны и другие типы ветров. Некоторые из них достигают ураганной скорости. Образующимся в результате дюнам присуще большое разнообразие форм, с трудом поддающееся классификации.
в. Другие особенности дюн. Здесь мы рассмотрим котловины выдувания, эоловую текстуру и знаки ряби. Котловина выдувания - это вырытая ветром выемка в песчаной дюне. Котловины выдувания обычно имеют форму ложки или лошадиного следа, открытых против ветра. Выдуваемый песок скапливается вокруг края выемки. Исходя из этой вновь возникшей формы, такие видоизмененные дюны иногда описываются под названием параболических. Образование котловин выдувания в неподвижных дюнах может начаться с нарушения дернового покрытия или удаления растительного покрова в связи с пожаром или уменьшением количества атмосферных осадков. Внутренняя текстура дюн характеризуется косой слоистостью. Косая слоистость образуется при меняющемся наклоне поверхности, на которую ложатся осадки. Косослоистая толща состоит из различно ориентированных тонких слойков крупного и тонкого песка в клиновидных или изогнутых пластах, отражающих изменения в направлении и интенсивности ветра. Если миграция дюн идет все время в одном направлении, большая часть слойков располагается согласно с продвигающейся вперед поверхностью скатывания и наклонена в одну сторону. Напротив, создание и последующее заполнение котловин выдувания, рост холмов песка вверх или изменение ориентировки поверхностей скатывания в соответствии с изменением направления ветра приводят к сложному несимметричному расположению вогнутых и выпуклых пластов. Эоловая косая слоистость любого типа является настолько характерной, что по ней уверенно определяется эоловое (дюнное) происхождение определенной категории песчаников.
Знаки ряби - формы, общие для дюн и для других песчаных поверхностей, ассоциирующихся с дюнами. Их размер и расстояние между ними контролируются размером зерен и скоростью ветра. Они образуются на поверхности взаимодействия между ветром и песком под влиянием сортирующего механизма поверхностного течения песка. Наиболее крупные зерна скапливаются на гребнях, наиболее тонкие - в ложбинах между ними. Эоловые знаки ряби несимметричны и похожи на крошечные дюны. Под влиянием изменения интенсивности ветра они видоизменяются, непрерывно приспосабливая форму своих гребней. Сильный ветер может уничтожить их полностью.
