Как появляются песчаные дюны? Какими большими они вырастают и как быстро движутся? Все самое главное о дюнах в реальном мире, на нашей планете и на соседних.
Песок – совсем не то, чем кажется. У него нет определенного химического состава, и песком называют мелкозернистую породу самого разного происхождения. Большая часть его образуется из кварца – диоксида кремния, чрезвычайно широко распространенного в литосфере нашей планеты. Однако бывает песок, состоящий из частиц гипса (сульфата кальция), из останков раковин и скелетов кораллов (карбоната кальция), черный песок вулканической пемзы, зеленый – оливиновый и т.п. На пляжах Нормандии, которые после высадки англо-американского десанта в 1944 г. оказались завалены гильзами и прочим металлом, встречается железный «военный песок».
Главное в песке – не состав, а величина твердых частиц.
Их размеры составляют от 0,6 до 2 мм, позволяя умеренному ветру переносить их, но не так легко, как частицы сажи, намного более мелкие и подолгу остающиеся в воздухе. Поднятые песчинки бомбардируют поверхности горных пород, вызывая их выветривание, а кое-где накапливаются многометровым слоем. Схожие явления происходят на дне проточных водоемов. Если оно покрыто песком, то течение воды обязательно создаст на поверхности бугристый рисунок. Но у нас на суше такие процессы называются эоловыми, от имени древнегреческого бога ветра, и ярче всего они проявляются в пустынях.
Charles O'Rear
«Полная луна над красными дюнами» – один из фотопейзажей Чарльза О'Рира, включенных в стандартный комплект «обоев» для MS Windows XP. Снимок был сделан в пустыне Калахари и поначалу даже использовался в качестве «обоев» по умолчанию. Однако его удалили после жалоб некоторых пользователей на то, что картинка слишком напоминает им ягодицы. В результате дюны заменила безмятежная зелень на фоне голубого неба – знаменитая «Безмятежность».
Незащищенная растительностью поверхность земли с трудом переживает сильные контрасты температуры. Твердые породы трескаются, а ветер усугубляет их разрушение. Он быстро уносит самые мелкие пылевые частицы, а оставшиеся складывает в холмистые дюны. Их рост вызван вполне понятными причинами: если песчинка падает на твердую ровную поверхность, она легко сносится даже легким дуновением. А вот с рыхлой поверхности, где частицы лучше сцепляются друг с другом, перенос происходит медленнее, и песок аккумулируется. Дюны приобретают разную форму, самые распространенные серповидные называются барханами.
Самые большие дюны тянутся на многие десятки километров, их легко видно космонавтам с орбиты МКС. В некоторых случаях их высота достигает сотен метров – в пустынях Сахара и Намиб известны песчаные холмы около 400 м от основания. Крупнейшая в России дюна Сарыкум находится в Дагестане и насчитывает 262 м, а дюна Эфа на Куршской косе – 65 м. Но даже такие горы – вещь непостоянная. Дюны порождает ветер, и он же их непрерывно подтачивает, унося частицы дальше в полет.
Дюнный спорт
Во многих странах мира проходят соревнования по «сэндбордингу», езде на сноуборде с песчаных дюн и барханов. По некоторым данным, так развлекались еще жители Древнего Египта и Китая, задолго до нашей эры. Сегодня главной проблемой для любителей этого экзотического вида спорта остается подъем в гору. Установить подъемник на подвижном песке, как правило, невозможно, и карабкаться вверх приходится на своих двоих, либо садясь на небольшие проходимые багги.
Скорость движения дюн обратно пропорциональна их размерам, но даже самые большие постоянно движутся, обычно за год преодолевая несколько метров. Наползая на препятствие могут разрушаться – и разрушать сами. В 1870-х такая дюна похоронила городок Сингапур в американском штате Мичиган. Как дюны взаимодействуют, сближаясь друг с другом, остается в точности неизвестным. Согласно некоторым моделям, они могут сливаться, образуя общую более крупную дюну. Согласно другим, они лишь обмениваются песчинками, благодаря чему постепенно приобретают одинаковый размер, а скорости движения выравниваются.
На второй вариант указывают проведенные не так давно лабораторные эксперименты. Создав в герметичной емкости пару миниатюрных дюн, ученые проследили, как потоки воздуха, срываясь с задней дюны и ударяясь в переднюю, образуют закрученный вихрь, который постепенно выравнивает их размеры и скорости. При определенных условиях (в зависимости от размера и состава песчинок, скорости ветра и влажности воздуха) этот процесс сопровождается возникновением звука, обычно на частоте около 450 Гц (примерно нота «ля»). Феномен «поющих дюн» связан с синхронизацией колебаний частиц, хотя в точности он до сих пор не объяснен.
Igor Smolyar, NOAA/NESDIS/NODC
Иногда дюны оказываются похоронены под новыми слоями осадочных пород. За миллионы лет под огромным давлением они окаменевают (литифицируются), образуя весьма необычный ландшафт – как, например, в знаменитом Национальном парке Сион в штате Юта. На снимке видны поперечные напластования песчаника – останки древних дюн мезозойской эры.
