Действие ветра

Градационное действие ветра объясняется не столько его силой, сколько огромным объемом вовлекаемого в движение воздуха. Геологически активная, или турбулентная, часть атмосферы - тропосфера обладает толщиной около 6 км у полюсов, 11 км в средних широтах и 18 км на экваторе. При обычных обстоятельствах пыль сосредоточена в нижних слоях этого объема воздуха, но при атомных взрывах и взрывных вулканических извержениях пыль выбрасывается в самые высокие слои тропосферы и даже еще выше - в стратосферу. Тонкая пелена пыли, которую несет ветер, обычно не производит внушительного впечатления до тех пор, пока не взвешивается проба, взятая с изучаемой территории, и не вычисляется общий вес пыли при пылевой буре. Один грамм пыли (т.е. приблизительно то количество, которое умещается на десятицентовой монете) на 0,1 м2 площади дает 10 т на 1 км2. В районе города Линкольн в шт. Небраска в марте 1935 г. за 4 дня накопилось в пять раз большее количество пыли (5 г на 0,1 м2). На этой же площади в апреле за две недели выпало дополнительно еще 9 г пыли на 0,1 м2. Видимость во время жестокой пылевой бури сильно уменьшается. Пылевая буря, далеко превосходящая все те, которые бывают на Земле, наблюдалась на Марсе в период с сентября по ноябрь 1971 г. Она зафиксирована на фотографиях, полученных «Маринером-9». Этой пылевой бурей, поднявшейся до высоты 6 км, планета была окутана целиком на протяжении почти всего этого двухмесячного срока. Диаметр частиц марсианской пыли, покрывающей обширные площади на поверхности Марса, оценивается в 0,010 мм, что соответствует тонкому порошку талька. Плотность атмосферы Марса более чем в 100 раз меньше плотности земной атмосферы; следовательно, для возникновения пылевой бури, даже в случае такой тонкой пыли, необходима скорость ветра 160 км/ч. Марсианские пылевые бури возникают чаще и отличаются большей силой, когда планета максимально приближается к Солнцу; это наводит на мысль, что причиной таких сильных ветров может служить интенсивный конвективный прогрев. При осаждении пыли образуются длинные полосы дюн длиной более 135 км. Из приведенных примеров должно быть ясно, что ветер, как геологический фактор, проявляется наиболее действенно там, где влажность, атмосферные осадки и растительный покров сведены до минимума.

Ветровая эрозия

Выдувание. Сухие рыхлые породы разрушаются ветром путем выдувания (дефляции). Под напором ветра выносятся мелкие частицы глинистой и алевритовой размерности - в зависимости от того, на что ветер способен. Вихрями, смерчами и восходящими струями воздуха этот материал поднимается вверх и удерживается во взвешенном состоянии турбулентным движением воздуха. Величину выдувания определить нелегко. Как правило, одноактно выносится небольшая порция материала, причем эта порция поступает с обширной площади. Местами тем не менее выдувание можно заметить без труда. В юго-западных районах Северной Америки тонкий рыхлый материал сметается (не без помощи дождевого смыва) с обширной площади выходов горных пород почти с такой же скоростью, с какой идет их разрушение и дезинтеграция. Во время пылевой «вакханалии» 1930-х годов от выдувания жестоко пострадали почвы по периферии Великих равнин на большой территории, занятой фермами. 

а. Впадины выдувания. Впадины, созданные ветровой эрозией, относятся к особенно ярким проявлениям выдувания. В центральной части южных районов шт. Орегон и на востоке Калифорнии ветром были вырыты впадины в днищах пересохших озер, сложенных авлевритом, вулканическим пеплом и диатомитом. Впадины большей частью широкие и неглубокие, но некоторые из них достигают в глубину 15 м. Их площадь колеблется от одного акра и меньше до одного квадратного километра или чуть больше. Озерные отложения озера Данби в шт. Калифорния подверглись эрозии, в результате чего на площади 25 км2 выработался рельеф с перепадом высот около 5 м. 

Сотни впадин такого же типа встречаются в тонкозернистых коренных породах на западе Великих равнин. Одна из впадин в районе гор Ларами в шт. Вайоминг, называемая «Большой ямой», имеет 15 км в длину, 5 км в ширину и от 30 до 50 м в глубину. Еще более обширные и глубокие впадины выдувания описаны в пустыне Гоби в Центральной Азии, где бессточные депрессии до 50 км в длину и 30 м в глубину образовались в выветрелых гранитах. В эпоху, когда климат отличался от современного еще большей сухостью, из гранитов были выдуты ветром мелкие дезинтегрированные частицы кварца и полевого шпата. С выдуванием связаны аналогичные депрессии в Ливийской пустыне в северо-западных районах Египта, хотя какая-то роль здесь могла принадлежать и разрывной тектонике. Семь из этих депрессий имеют глубину от 200 до 300 м. 

Дно впадины Каттара занимает площадь около 18000 км2; оно лежит в среднем на глубине 65 м, а в самых низких пунктах — на глубине до 134 м ниже уровня моря. Как бы ни был велик вклад разрывов в формирование подобного рельефа, ветровая эрозия по меньшей мере поддерживает и расширяет впадину.  

б. Остаточные продукты. Частицы слишком крупные или слишком тяжелые при выдувании остаются на месте; они получили название остаточного гравия. Продолжительное накопление остаточного гравия, гальки и более крупных обломков в конце концов может привести к тому, что вся поверхность покроется слоем плотно лежащих несцементированных частиц, образующих так называемую пустынную мостовую. Такое покрытие препятствует дальнейшему вы-дуванию лежащего под ним более тонкого материала.  

Истирание песком. Твердые породы разрушаются ветром путем абразии, т.е. за счет естественного процесса истирания песком; такой процесс сходен с применяемыми в технике методами полировки металлических отливок или чистки каменных зданий. Читателю, возможно, хорошо знакомы повреждение лобовых стекол и краски автомашин в ходе одной-единственной песчаной бури, образование матовой поверхности и последующее разрушение стекол на окнах, обращенных в сторону песчаного берега, или иссеченные ветром египетские пирамиды. Такие же процессы истирания песком, действующие с перерывами, но в течение длительного времени, вытачивают параллельные желобки или узкие длинные ниши в основании песчаных холмов или вдоль наклонно залегающих пластов, снабжая при этом ветер дополнительными порциями песка. У некоторых пород, подвергшихся обработке песком или алевритом, образуется полированная или чаще встречающаяся слегка матовая поверхность. Некоторые тонкозернистые массивные породы, как, например, кварциты, могут быть отполированы до блеска. Поверхность песчаных зерен, подвергшихся абразии, становится матовой в результате ее обтачивания и образования на ней выемок и мельчайших трещин. 

Галька при естественном истирании ее песком также полируется (в случае однородного материала) или покрывается бугорками и выемками (если материал гальки неоднороден). При достаточно длительном воздействии галька шлифуется по одной или нескольким плоским граням с образованием эоловых многогранников или трехгранников (драйкантеров). Множество причудливых форм рельефа сформировалось при комбинированном воздействии выветривания, истирания песком и других эрозионных процессов. К ним относятся открытые неглубокие пещеры, столообразные скалы, эоловые столбы и другие скульптурные формы. В открытых областях на обнаженной поверхности горных пород могут возникать системы фестончатых, подрезанных снизу гребней, называемых ярдангами, и разделяющих их удлиненных выемок шириной в несколько метров; однако в количественном отношении эффект ветровой абразии относительно мал по сравнению с выдуванием.