Главная » Статьи » Мои статьи

Еолични процеси и форми

 

ГЕОМОРФОЛОЖКА ДЕЙНОСТ НА ВЯТЪРА И ЕОЛИЧЕН РЕЛЕФ

ФОРМИ НА РЕЛЕФА В АРИДНИТЕ ОБЛАСТИ

Геоморфоложките процеси и форми на релефа свързани с дейността на вятъра, се наричат еолични. За морфоложката проява на еоличните процеси е необходимо определено съчетание от физико географски и геоложки условия – незначително количество на валежите, чести и силни ветрове, липсваща или силно разредена растителност, интензивно физическо изветряне на скалите и сухота на изветрелите продукти. Най-силно е въздействието на вятъра върху пясъци и прах. Описаните условия са представени в най-пълен вид в аридните страни, т.е. в тропическите пустини, където валежите са спорадични и годишното количество е под 100 мм, а също така в семиаридните страни, т.е. в пустините и полупустните на умерените ширини. Следователно проявата на еоличните процеси е свързана с физико географската зоналност и по-конкретно с определено съотношение между топлината и влагата. Благоприятни условия за ветрова дейност има и в условията на антарктичния и арктичния климат (студени пустини). В миналото еолични процеси са протичали активно в периглациалните области в границите на зандровите равнини, прилежащи към края на континенталните ледници.

При определени условия еоличните процеси се проявяват и като азонални. Например, независимо от климатичните условия, големи натрупвания на пясък се наблюдават на морските брегове. Постоянното постъпване на пясък на плажа благоприятства геоморфоложката дейност на вятъра на морските брегове практически при всякакви условия доколкото пясъкът не се укрепва веднага. На полуостров Ямал (зоната на тундрата) широко са разпространени еолични форми. Еолични форми възникват и в речните долини при интензивно постъпване на пясъчен алувиален материал.

Поради това максимално развитие имат в аридните райони – пустини, полупустини, на оголени участъци от акумулационните морски и езерни крайбрежия и на територии с изсечени гори. На обработените територии, особено в степните зони, вятърът издухва почвените частици и образува прашни (черни) бури.

Вятърът, т.е. движението на въздушните маси спрямо земната повърхност, си взаимодейства с нея и преобразува релефа й. Еоличните процеси осъществяват денудация, транспорт (пренос) на еоличния материал и неговата акумулация. Еоличната денудация се изразява в т.нар. дефлация – издухване и развяване на неспоените частици и коразията – изпилването и шлифоването, дълбаенето и разрушаването на плътните скали от носените от вятъра частици. Особено силните ветрове, напр. в планините, са способни да събарят и придвижват големи каменни блокове, образувайки еолични срутища и сипеи.

Съществува пряка връзка между скоростта на вятъра и преноса на частици. Движещата сила на вятъра е правопропорционална на неговата скорост и обратно пропорционална на размера (диаметъра) на пренасяните частици. Експериментално са установени критични скорости на вятъра, при които започва движението на частиците във ветровия поток в зависимост от размерите им:

Скорост на вятъра, m/s

Максимални размери на

движещите се песъчинки, mm

4,5 - 6,7

0,25

6,7 - 8,4

0,5

9,8 - 11,4

1,0

11,4 – 13,0

1,5

За частиците с по-малки размери (под 0,1 mm) критичната скорост на вятъра нараства поради тяхното коагулационно сцепление. За едроалевритовите частици с диаметър от 0,1 до 0,05 mm тя е 6 – 9 m/s, а за дребно- и финоалевритовите (диаметър под 0,05 mm) – 10 – 12 m/s. Но за по-нататъшното преместване във въздуха на вече преминалите в движение такива частици е достатъчна скорост на вятъра 3 – 4 m/s.

Дефлационни и коразионни форми на релефа

Пренасяният от вятъра пясък при съприкосновението си със скалите действа като абразивен материал и изпилва и заглажда тяхната повърхност. В резултат на коразията се образуват еолични коразионни ниши и корнизи и своеобразни скални форми – каменни стълбове, колони, гъби.Те са често срещани в каменистите пустини.

Нишите обикновено се образуват в лесно разрушими скали – слабо споени пясъчници, мергели, глини. Ако отгоре са бронирани от устойчиви твърди скали се образуват каменни гъби и подобни на тях форми.

В резултат на действието на вятъра неспоените и слабо споените материали се изнасят от мястото на първоначалното им натрупване и възникват дефлационни котловини. Те представляват закръглени, овални отрицателни форми на релефа с диаметър десетки до стотици метри, ориентира по посоката на действие на вятъра. В някои случаи в резултат на издухването на частиците от вятъра се образуват бразди, които се наричат ярданги. Те възникват когато подложените на дефлация скали са изградени от ивици с различна устойчивост или при развяването на пясъка покрай пътища или други изкуствени линейни образувания. В глинестите пустини или в пустини с повърхност от не много плътни пясъци, дефлацията образува мрежа от паралелни бразди, разделени от тесни гребени – ярданги.

В редки случаи в процеса на дефлация действаща с комплекс с други денудационни процеси се образуват котловини с огромни размери.

Дефлацията има важна роля в развитието на солончаците – характерин за пустините природни образувания, свързани с капилярното издигане на солениете грунтовите води към повърхността под действието на интензивното изпарение. Засоляването на почвата и образуването на солончаци може да бъде обусловено от геоложките и хидрогеоложките особености на местността, например при изливането на солени подземни води в зоната на разлом.

Дефлацията може да възникне и при обработката на селскостопнските земи (ветрова ерозия на почвата). Ако земята се обработва неправилно, хумусния слой губи структурност и лесно се развява от вятъра.Количеството на издухвата почва може да достигне до 125 t/ha.

На повърхността на частично укрепените с растителност пясъци при неравномерно отвяване и вятър с променлива посока се образуват килийни пясъци – съчетание от дефлационни котловини и прегради между тях. Преградите представляват не само остатъчни елементи но и служат като място на акумулация на част от изнасяния от коловината материал. При ветрове с устойчива посока в процеса на дефлация котловините приемат определана ориеннтировка и характерна форма на полумесец – образуват се т.нар. вдлъбнати пясъци. Големи вдлъбнатите форми с дълбочина до 70 m са известни в Арабия под названието фулджи.

Акумулационни еолични форми

Преди да разгледаме морфологията на еоличните форми е необходимо да се разгледат някои особености на пренасянето на пясъка от вятъра. Вятърът е движението на въздушните маси спрямо земната повърхност. При това движение той си взаймодейства с нея. В резултат на взаимодействието с пясъчна повърхност се образува пясъчно-ветрови поток (слой). Дебелината на този слой варира в зависимост от силата на вятъра.

Еоличният транспорт на разрушените материали зависи от скоростта на вятъра. Основната маса пясък се пренася в долната част на слоя - 10-20 см. При скорост от 4-5 m/s започва пренос на пясък непосредствено на самата повърхност, а при отделните пълзящи песъчинки се сливат в непрекъсната движеща се пясъчна пелена.Нарастването на концентрацията на пренасяните песъчинки в близост до повърхността води до загуба на енергия от ветровия поток и рязко намаляване на градиента (градус, степен; вектор, който изразява намалявянето на една функция) на скоростта непосредствено до земната повърхност. Поради това, както отбелязва К. С. Кальянов, , възможността на пясъчно –ветровия поток да се насища с твърда дисперсна фаза има определена граница, регулирана от градиента на скоростта на на пренос в приземния слой на потока.

Ветровия поток се характеризира с обем (капацитет, вътрешна вместимост), мощност (дебелина) и наситеност.

Капацитетът е количеството пясък, което може да бъде премествано при определена скорост на вятъра

Мощността е реалното количество пренасян пясък.

Отношението на мощността към капацитета се нарича наситеност на потока. Колкото по-малко е това отношение, толкова по-голяма е дефлационната способност на потока. При намаляването на капацитета на потока се осъществява акумулацията на пясък. Праховите частици се пренасят от вятъра на значително по-голяма височина над повърхността. При прашните бури въздухът е наситен с алевритови частици даже на височина няколко стотин метра над земната повърхност. При многто силни прашни бури може да се издига на височина от 5-6 км и да се придвижна на разстояние от хиляди километри.

В резултат на еоличната акумулация се образуват различни форми на релефа.

Най-простата еолична форма е неголям хълм, възникващ при наличието на полупроницаемо препятствие, каквото може да бъде храстът. С нарастването на мощността на потока акумулация се осъществява не само в зоната на затихване зад препятствието, но и пред него, тъй като с нарастването на натрупвания пясък той вече сам става препятствие на пътя на вятъра. Храстът (препятствието) в крайна сметка се оказва затрупан под пясъка и се образува симетрична ембрионална дюна.

В зависимост от ориентацията на еоличните акумулациоони форми по отношение посоката на вятъра, те се разделят на надлъжни и напречни. Големите надлъжни форми пясъчните вериги се разглаждат (Б. А. Федорович) като резултат от струйно-вихровото разпределение на скоростта на вятъра, предизвикващо спираловидно движение на пясъчно-ветровите струи в хоризонтално направление.Вятърът издухва пясъка от пониженията и го наслагва на образуващите се между тях гредове. Пясъкът се движи също така по вятъра успоредно на гребените на ридовете и така осъществява и така осъществява бавното придвижване напред и нарастване в дължина на рида.

Към напречните форми се отнасят барханите, барханните вериги и параболичните дюни.

Барханите са еолични акумулационни форми, имащи в план формата на полумесец и ориентировка на изпъкналата полегата част (15-180) срещу вятъра. Противоположния склон е вдлъбнат и много стръмен, наклона е близък до ъгъла на естествения склон (до 350). Барханите се образуват пред някакво препятстние при голяма мощност на ветровия поток. Още в началния стадии на развитие барханът става препятствие на вятъра и ветровия поток обдтичайки го формира рогата на бархана. Едновременно се осъществява пренасипване на пясъка от наветрения на подветрения склон и барханът се придвижва по вятъра. Скоростта на движение на големите бархани (В. Н. Кунин) в Каракум достига 12 м за месец. Често се наблюдава колебателно движение, което се предизвиква от ветрове с различна посока.

Барханите имат различна височина. Неголемите форми достигат 3-8 м. В пустинята Атакама, където барханите са особено типични, се срещат големи образувания с височина до 40 м и ширина 200-300 м.

Малките бархани се придвижват по-бързо от големите, настигат ги и пропълзяват на наветрения им склон. Така се образуват големи сложни форми – полигенетични бархани. Съществува и друго обяснение на сложните бархани. М. П. Петров – малките бархани се образуват под въздействието на вихровите движения на въздушните потоци, възникващи при преминаването им над наветрения склон на големия бархан.

Към напречните акумулационни форми се отнасят също барханните вериги., състоящи се от няколко съединяващи се бархана. Обикновено се разполагат в паралелни редици. Подобно разположение на веригите за сега няма задоволително обяснение.

На наветрените склонове на акумулационните еолични форми почти навсякъде се забелязват ниски асиметрични продълговати форми, придаващи на повърхността неравен, навълнен вид. Пясъчните вълни са асиметрични с височина 2-5 см, дължина десетки метри. Като цяло се разглеждат като резултат от колебателните вълнови движения възникващи в повърхностния слой на пясъците под действието на колебателните движения на въздушния поток.

Във извън тропичните пустини (а в ледниковите епохи - в условията на периглациалните области) напречните еолични образувания често се преобразуват в надзлъжни. Свързано е с това, че участъците от напречните дюни с по-малка дебелина на пясъка се укрупват от растителността , движението им по вятъра се забавя в сравнение с участъците с по-дебел пясък незакрепена от растителност. Възникват форми, подобни на барханите, но рогата им са обърнати срещу вятъра. С течение на времето дюните придобиват форма наподобяваща парабола или силно притиснат странично полумесец – параболична дюна, след това се изостряткато връх на стрела, а с разкъсването на върха на острието – успоредни двойки паралелни дюни.

Към еоличните акумулационни форми се отнасят единичните пирамидални дюни и прикрепените (подпряни) дюни. Това са най големите форми и се срещат рядко. Пирамидалните дюни се образуват в резултат на интерференцията (сблъсъка) на ветрове с различна посока, при условие че всеки от тях има област на подхранване с пясъчен материал. Известни са в пустините Сахара и Ср. Азия – височина до 150 м.

На морските крайбрежия в аридните страни, когат в близост до морето има стръмен склон на планински хребет или плато се образуват прикрепени дюни. Които също достигат голяма височина. Откоса се явява препятствие , на което което настъпва движещия се пясък т.е е своеобразен пясъчен шлейф навят от вятъра върху спускащия се към пясъчната равнина склон. На о-в Сокотра дюна с височина до 200 м (северозападната част на индийски океан, югоизточно от Арабския полуостров) Подхранва се от плажа и повърхността на прилежащата към склона морска тераса.

С изнасянето на прах от пустинните области и наслагването му на прилежащите към пустините равнини се свързва образуването на льоса – алевритови наслаги от много характерени за периферните части и извънпустинните райони в Ср. И Централна азия . И макар като цяло проблемът с произхода на льоса да е спорен, еоловата хипотеза най-добре изяснява произхода на льосовите прокривки.

Отвяваните и придвижвани пясъци в пустините и на крайбрежията няма непрекъснато разпространение. Значително по-голяма площ заемат древните еолични форми, които в днешно време са укрепени в различна степен с растителност. Много изследователи смятат, че съвременните климатични условия дори в пустинните области са неблагоприятни за развитието и образуването на подвижни пясъци. Отвяването и образуването на дюни се разглеждат като вторични явления, обусловенти от стопанската дейност на човека и най-вече при пашата на животните.

С дейността на вятъра са свързани още няколко типа пясъчни образувания и най-вече хълмистите пясци, имащи не по-малко разпространение от верижните. Представляват комплекси от пясъчни хълмове, често с неправилна форма, . Склоновете им не отбелязват ясна диференциация на наветрени и подветрени, височината им достига 3-5 метра, разположение в план безпорядъчно. Сред тях също безпорядъчно са разхвърляни дефлационни когтловини.

Повечето хълмове са покрити с рядка тревна или храстова растителност. Предполага се че хълмистите пясъци се образуват както при частична фиксация на подвижните пясъци от растителност, така и при вторично отвяване на по-рано укрепени пясъци. Като цяло се образуват при отсъствието на каквато и да е преобладаваща посока на вятъра.

На морските крайбрежия и на пясъчните повърхности в речните долини често срещани са кълбестите пясъци (на купчинки) или кучугури (дон и Днепър) – неголеми купчинки с височина до един метър закрепени около ниски храсти. При ясно изразено направление на вятъра с една посока на морските крайбрежия се образуват истински надлъжни дюни. Тъй като източник на пясък са бреговите валове, те формират единна ивица, разположена фронтално по отношение на преоблдаващия вятър, но самата имица се състои от поредица близско разположени или сливащи се надлъжни дюни.

В заключение трябвя дя се отбележи че разнообразиеото от еолични форми зависи от множестфо фактори, като режим на вятъра, дебелина на пясъчните наслаги, степен на укрепеност с растителност, физико-географските условия.

Движещата му сила е правопропорционална на скоростта и обратнопропорционална на размера на пренасяните частици. От значение е и характерът на движение на въздушната маса, наличието в нея на вертикални и хоризонтални струи и вихри. Особено силните ветрове – смерчове и торнадо, са способни да пренасят големи каменни блокове, животни, цели къщи.

Преместването на частиците по повърхността се извършва по пътя на претъркулването и салтацията – серия от подскоци по дъгообразна траектория. При достатъчно сила твърдите частици (песъчинки, прах) се издигат над повърхността и образуват в приземния слой пясъчноветрови или ветропрахови потоци. Вертикалните струи издигат в по-високите слоеве само малки прахови частици, които могат дълго време да се задържат там и да се пренасят на големи разстояния. Такъв атмосферен прах, чиито източник са пустините от централните континентални части (Африка, Азия), се изнася и отлага в океаните.

Рихтхофен, и по-късно Обручев, обосновават концепцията за концентричността на еоличните процеси в пустинята. Централните части на вътрешните континентални пустини )Сахара, Гоби) са област на преобладаваща дефлация и еолово изнасяне на материал. Следва зона на отлагане предимно но песъкливи наноси схарактерен еолов релеф на пясъците. В третата, периферна зона става отлагане на праха и образуване на льос – особен тип континентални наслаги с алевритов състав.

Еоловата акумулация образува комплекс от различни форми – от елементарни хълмове-коси – неголеми продълговати пясъчни натрупвания по посока на вятъра, до обширни пясъчни и льосови равнини. Най добре е разработена класификацията на пясъчния еолов релеф.

Първичните натрупвания на пясък край даден храст (хълм-коса, пясъчна могила) при достатъчно наситен с пясък ветрови поток продължава да расте и се превръща в бархан. Барханната дюна е подвижна пясъчна форма, асиметричен хълм с височина до 10 м, полегат наветрен и стръмен подветрен склон. На наветрения склон пясъкът се навява главно по пътя на салтацията на песъчинките. На стръмния подветрен склон, наклона е равен на ъгъла на естествения откос, песъчинките се търкалят под действието на силата на тежестта. Вятърът обтича бархана от двете страни и образува по крайщата му крила или рога на бархана. Тяхната посока на простиране съвпада с посоката на вятъра. Образува се форма, приличаща на полумесец, като изпъкналата част на дъгата е насочена срещу вятъра, а рогата – по вятъра. При частично укрепване на централната, най-висока част на бархана, крилата могат да се удължат и даже да се откъснат и да образуват нов бархан. На равна повърхност единичните бархани се движат с доста голяма скорост. При скорост на вятъра от 15-16 м/с за ден изминават 7-10 м.

Малките бархани настъпват по наветрената част на големите форми и образуват полисинтетични бархани. При съединяването на рогата на съседни бархани се образуват напречни на вятъра барханни вериги. Напречна на вятъра е и малката гофрировка на пясъчната повърхност – пясъчни вълни – ниски, извити пясъчни валове с височина 2-5 см.

В случаи на честа смяна на посоката на вятъра и наличието на достатъчно пясък се образуват пирамидални дюни – високи до стотици метри хълмове, с един остър връх и няколко радиално спускащи се гребена.

Друга разпространена в пустините акумулационна пясъчна форма са пясъчните вериги и верижни пясъци. Дължината им достига десетки и стотици километрпи, височината 10-50 м. Предполага се че освен дефлационната и акумулационната дейност на вятъра в образуването им участват флувиалните процеси и тектониката. Въпреки това са установени определени закономерности в плановите им очертания, свързани с посоката и режима на вятъра в пустинята.

Особен тип еоличен релеф с широко разпространение са хълмистите (килийни, къдрави) пясъци. Представляват съвкупност от закрепени и полузакрепени от растителност малки хълмчета и неголеми котловини на издухване. В плановите им очертания и разположението е трудно да се установи някаква закономерност. Счита се, че се образуват при издухване, недалечен пренос и задържане на пясъка около храстите. Освен пясъчните пустини, по типа на изграждащата скала и по морфлогията се различават още:

глинести пустини – изградени са на повърхности от езерни, алувиални или пролувиални глини и глинести пясъци. Характерни форми в тях са такирите (или плая) – плоски обикновено затворени понижения с днище, покрито с плътна глинеста кора. В сухо време се образува полигонална мрежа от пукнатини на изсъхване. Такирите обикновено се срещат в най-ниските части на крайпланински пролувиални равнини, в падините и котловините между пясъчните вериги.

Освен такири, в пониженията на глинестите пустини и между пясъчните масиви се образуват различни типове солончаци – плоски или слабонаклонени участъци, изградени от пренаситени със соли наслаги. Обикновено са привързани към дъната на временните езера и излизащи на повърхността подземни води. През сухите периоди вятърът разрушава тънката защитна глинеста или солена кора на солончака и издухва пренаситената със сол прах на големи разстояния.

Издигнатите участъци на глинестите пустини обикновено са разчленени от гъста мрежа от ровини и малки ерозионни бразди, образуващи труднопроходим ландшафт – бедленд (лоша земя).

Каменисти пустини (хамади) – образуват се в местата на разкриване на повърхността на скални слоеве, или в пролувиални равнини, изградени от валунно-чакълест материал. И за двата типа е характерен специфичен строеж. Най-отгоре заляга защитен слой (1-2 скални къса) или каменна броня. Обикновено Камъните са покрити с тъмнокафяв или черно-виолетов слой, наречен пустинен загар. Голяма част от скалните късове са загладени от еоловата ерозия и имат характерна триъгълна форма – ветростенници или драйкантери. Под защитния слой се разполага порест глинесто-песъклив или песъкливо-глинест хоризонт, почти без едри късове, наситен със соли. Под него се намира слой с различна дебелина, изграден от ситнозем и едри скални късове. Счита се, защитната броня на хамадите се образува за сметка на издухване на ситнозема от повърхността им, но при това изнасяне участва и повърхностният отток по време на редките , но проливни дъждове. Според наблюденията в различни пустини (Мохав – С. Америка, Либийската пустиня – Африка, Негев – Израел, Гоби – Монголия) унищожената каменна броня на хамадите се възстановява след 5-10 години.

Докато релефът на пясъчните пустини е обусловен главно от ветровата дейност, то морфологията и динамиката на релефа на глинестите и кеменистите пустини до голяма степен е свързана и с дейността на временните водни потоци. В тези пустини се образува мрежа с различна гъстота от малки и големи ерозионни форми – долини и корита но временни реки и потоци. В С. Африка тези долини се наричат вади (уеди), в Ср. Азия – сай, в Гоби – сайр. По-голямата част от тази ерозионна мрежа е образувана в предишни периоди с по-голямо овлажнение – плувиални епохи, но и днес в тях се осъществява отток по време на дъждове и се извършва значителна ерозионно-акумулационна дейност. Това е особено характерно за предпланинските пустини, в които по време на снеготопене и проливни дъждове в планините са изливат бурни потоци, пренасящи големи количества каменист, пясъчен и кален материал. Такива, с катастрофални последствия, кално-каменни и водно-каменни потоци се нарича сели или мури. Глинесто-песъкливият материал, изнасян по този начин, достига до отдалечените от планината пустинни падини и образува такири и плоски равнини с временни езера. Ако върху нанесените от селите пясъци и глини не се образува защитна кора след изсъхването им вятърът може бързо да ги издуха.

В пустините, в които по някакви причини не се извършва акумулация на пясъци, е характерен аридно-денудационният комплекс. В резултат на неговото действие се образуват големи и малки безотточни понижения (главно дефлационни), островни планини и стръмни откоси – чинки. Важна роля играе и геоложкият строеж, в частност литологията, но водещо значение има неравномерно проявяващата се в пространството разрушителна дейност на вятъра и флувиалната денудация.

Категория: Мои статьи | Добавил: tspetrov (25.05.2015)
Просмотров: 6798 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar