Пустыня - Desert

Валле-де-ла-Луна («Долина Луны») в Пустыня Атакама из Чили, самая сухая неполярная пустыня в мире

Песчаные дюны в Руб аль-Хали («Пустой квартал») в Объединенные Арабские Эмираты

А пустыня бесплодная область пейзаж где мало осадки возникает и, следовательно, условия жизни враждебны для жизни растений и животных. Отсутствие растительности подвергает незащищенную поверхность земли процессам обнажение. Около одной трети поверхности суши в мире засушливый или полузасушливый. Это включает в себя большую часть полярные регионы, где выпадает мало осадков и которые иногда называют полярные пустыни или «холодные пустыни». Пустыни можно классифицировать по количеству выпадающих осадков, по преобладающей температуре, по причинам опустынивания или по их географическому положению.

Пустыни образованы выветривание Процессы, так как большие колебания температуры между днем ​​и ночью вызывают напряжение в камнях, 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 поднимает их ввысь в песок или песчаная буря. 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 накапливаются высоко в виде вздутия. песчаные дюны. Остальные пустыни плоские, каменистые равнины где весь мелкий материал был снесен ветром, а поверхность состоит из мозаика из гладких камней. Эти области известны как пустынные тротуары и немного дальше эрозия происходит. Другие особенности пустыни включают выходы горных пород, обнаженная коренная порода и глины, когда-то отложенные проточной водой. Временные озера могут образовываться и солонки можно оставить, когда вода испарится. Могут быть подземные источники воды в виде родников и выходов из водоносные горизонты. Где они находятся, оазисы может случиться.

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 листьев, водостойкие. кутикула, и часто шипы, чтобы сдерживать травоядный. Некоторые однолетние растения прорастать, 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 ночной образ жизни, и оставайтесь в тени или под землей в жаркую погоду. Они, как правило, эффективно экономят воду, извлекают большую часть своих потребностей из пищи и концентрируют свои моча. Некоторые животные остаются в состоянии покой в течение длительного времени, готовые снова стать активными во время редких дождей. Затем они воспроизводить быстро, пока условия благоприятны, прежде чем вернуться в состояние покоя.

Люди тысячелетиями боролись за то, чтобы жить в пустынях и прилегающих полузасушливых землях. Кочевники переместили свои стада и стада туда, где есть возможность выпаса, и оазисы предоставили возможности для более оседлого образа жизни. Возделывание полузасушливых регионов способствует эрозии почвы и является одной из причин увеличения опустынивание. Земледелие в пустыне возможно с помощью орошение, а Имперская долина в Калифорнии представляет собой пример того, как ранее бесплодные земли можно сделать продуктивными за счет импорта воды из внешнего источника. Много торговые пути были выкованы в пустынях, особенно в пустыня Сахара, и традиционно использовались караваны из верблюды перевозят соль, золото, слоновую кость и другие товары. Большое количество рабы также были доставлены на север через Сахару. Некоторая добыча полезных ископаемых также происходит в пустынях, а непрерывный солнечный свет дает возможность улавливать большие количества солнечная энергия.

Этимология

английский пустыня и это Романтика родственники (включая Итальянский и португальский дезерто, Французский пустыня и испанский Desierto) все пришли из церковная латынь пустыня (первоначально «заброшенное место»), причастие dēserere, "отказаться".^[1] Взаимосвязь между засушливостью и малочисленностью населения сложна и динамична и варьируется в зависимости от культуры, эпохи и технологий; таким образом, использование слова пустыня может вызвать недоумение. В английском языке до 20 века пустыня часто использовалось в смысле «безлюдная территория», без конкретной ссылки на засушливость;^[1] но сегодня это слово чаще всего используется в его климатологическом смысле (область с малым количеством осадков).^[2] Такие фразы, как "пустынный остров "^[3] и "Великая американская пустыня ", или Шекспир "пустыни Богемия " (Зимняя сказка ) в предыдущие века не обязательно означало песок или засушливость; их внимание было сосредоточено на разреженном населении.^[4]

Физическая география

Пустыня - это область, край земли, которая очень сухая, потому что получает небольшое количество осадки (обычно в виде дождя, но это может быть снег, туман или туман), часто мало покрывается растениями и в котором потоки пересыхают, если они не попадают в воду извне.^[5] В пустынях обычно выпадает менее 250 мм (10 дюймов) осадков ежегодно.^[5] Потенциал эвапотранспирация может быть большим, но (при отсутствии доступной воды) фактическая эвапотранспирация может быть близкой к нулю.^[6] Полупустыни это области, которые получают от 250 до 500 мм (от 10 до 20 дюймов), и когда они покрыты травой, они известны как степи.^[7][8]

Классификация

В Сахара самая большая жаркая пустыня в мире

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, Феникс, Аризона, получает менее 250 мм (9,8 дюйма) осадков в год и сразу же распознается как расположенный в пустыне из-за его растений, адаптированных к засушливости. В Северный склон Аляски Brooks Range 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 Гималаи^[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 осадков, обеспечивая научное определение пустыни на основе измерений. Водный баланс участка можно рассчитать по формуле п − PE ± S, в которой п осадки, PE - потенциальная скорость эвапотранспирации и S - это количество воды на поверхности. Эвапотранспирация - это комбинация потерь воды из-за атмосферного испарение и через жизненные процессы растений. Таким образом, потенциальная эвапотранспирация - это количество воды, которое мог испариться в любом данном регионе. В качестве примера, 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. Показатели 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 различными 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]

Холодная пустыня: снежная поверхность в Купол C Станция, Антарктида

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 скалистые горы, восточная сторона южного Анды и в южной Австралии.^[7] Полярные пустыни - это особый класс холодных пустынь. Воздух очень холодный и содержит мало влаги, поэтому осадков выпадает мало, а то, что действительно падает, 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 Антарктида 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 осадках, гипераридный в пустынях выпадает менее 25 мм (1 дюйм) осадков в год; они не имеют годового сезонного цикла осадков и имеют периоды двенадцати месяцев без осадков.^[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. В этих регионах есть полузасушливый климат и менее экстремальны, чем обычные пустыни.^[19] Как и в засушливых пустынях, в полупустынях температуры 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 Пустыня Табернас (и некоторые части Испанского плато), Сахель, The Евразийская степь, большинство Центральная Азия, то Запад США, большинство Северная Мексика, части Южной Америки (особенно в Аргентина ) и Австралийская глубинка.^[20] Обычно в них БШ (жаркая степь) или BSk (умеренная степь) в Классификация климатов 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 Пустыня Атакама. Пустыни этого типа часто бывают длинными и узкими и ограничены с востока горными хребтами. Они происходят в Намибия, Чили, южная Калифорния и Нижняя Калифорния. Другие прибрежные пустыни, подверженные влиянию холодных течений, находятся в Западная Австралия, то Аравийский полуостров и Африканский рог, и западные окраины Сахары.^[17]

В 1961 г. Певерил Мейгс разделили пустынные районы на Земле на три категории в зависимости от количества выпавших осадков. В этой ныне 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 степи когда они луга.^[8]

В Агастиямалай холмы срезаны Тирунелвели в Индия от муссоны, создавая тень дождя область, край.

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 конские широты 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. Они включают Тенгер и Соноранские пустыни.^[21] Сходны муссонные пустыни. 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. В Пустыня Тар около границы Индии / Пакистана именно этого типа.^[21]

В некоторых частях мира пустыни созданы тень дождя эффект. Орографический подъемник происходит, когда воздушные массы поднимаются над возвышенностью. В процессе они охлаждаются и теряют большую часть своей влаги из-за выпадения осадков на наветренный наклон горный хребет. Когда они спускаются на подветренный сбоку они нагреваются, и их способность удерживать влагу увеличивается, поэтому выпадает относительно небольшое количество осадков.^[23] В Пустыня Такламакан это пример, лежащий в тени дождя Гималаи и получение менее 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]

Montane пустыни - засушливые места с очень высокой высота; самый яркий пример находится к северу от Гималаев, в Куньлунь горы и Тибетское плато. Многие места в этой категории имеют высоту более 3000 м (9800 футов), и тепловой режим может быть гемибореальный. 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 в Ли горных хребтов. Горные пустыни обычно холодны или могут быть очень жаркими днем ​​и очень холодными ночью, как это происходит на северо-восточных склонах Гора Килиманджаро.^[26]

Полярные пустыни, такие как Сухие долины Мак-Мердо остаются незамерзающими из-за сухих стоковые ветры которые текут вниз с окружающих гор.^[27] Бывшие пустынные районы, в настоящее время не являющиеся засушливыми, такие как Песчаные холмы в Небраске, известны как палеопустыни.^[21] в Классификация климатов Кеппена системе пустыни относятся к классу BWh (жаркая пустыня) или BWk (умеренная пустыня). В системе классификации климата Торнтуэйта пустыни классифицируются как засушливые. мегатермальный климат.^[28][29]

Процессы выветривания

Отслоение пород выветривания в Техас, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ.

Пустыни обычно имеют большие дневной и сезонный температурный диапазон, 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] В течение дня небо обычно ясное и большую часть солнце Радиация 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]

Один квадратный сантиметр
(0,16 кв. Дюйма) принесенного ветром песка из пустыни Гоби

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] Отшелушивание также происходит, когда внешние поверхности породы отслаиваются плоскими чешуйками. Считается, что это вызвано нагрузками на скалу из-за повторяющихся тепловые расширения и сокращения, которые вызывают разрушение параллельно исходной поверхности.^[30] Процессы химического 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 образуется в результате дробления более твердых граниты, известняк и песчаник.^[33] Существует определенный критический размер (около 0,5 мм), ниже которого не происходит дальнейшего температурного выветривания горных пород, 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 ветром. Этот процесс известен как сальтация. Вихревые частицы в воздухе действуют как пескоструйная обработка механизм, который измельчает твердые предметы на своем пути, как кинетическая энергия ветра передается на землю.^[35] В конечном итоге песок оседает на ровных участках, известных как песчаные поля или песчаные моря, или накапливается в дюнах.^[36]

Пыльные и песчаные бури

Песчаная буря собирается захватить военный лагерь в Ираке, 2005 г.

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 подбрасывать в воздух, начиная цепная реакция. После выброса эти частицы перемещаются одним из трех возможных способов в зависимости от их размера, формы и плотности; подвеска, сальтация или 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] При сильном ветре могут образовываться более плотные облака пыли, движущиеся по суше с вздымающейся передней кромкой. Солнечный свет может исчезнуть, и на уровне земли может стать темно, как ночь.^[38] В 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 км2.² (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, a пыльный дьявол.^[40]

Частицы, уносимые ветром: 1. Ползучесть 2. Соль 3. Взвешивание 4. Ветровое течение

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) поднимаются 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, в 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 заряженный. Такие электрические поля размером до 80 кВ / м могут образовывать искры и создавать помехи в работе телекоммуникационного оборудования. Они также неприятны для человека и могут вызывать головную боль и тошноту.^[38] Электрические поля вызваны столкновением частиц в воздухе и ударами сальтирующих песчинок, приземляющихся 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

Самые большие неполярные пустыни мира

Пустыни занимают около трети поверхности суши Земли.^[8]Bottomlands может быть поваренная соль квартиры с покрытием. 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 (около 98% континентальный ледяной покров и 2% бесплодной породы). Некоторые из бесплодных скал можно найти в так называемой Сухие долины Антарктиды, где почти никогда не бывает снега, который может быть покрыт льдом соленые озера которые предполагают испарение намного больше, чем редкий снегопад из-за сильного стоковые ветры что даже лед испаряется.

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

Функции

Вид с воздуха Махтеш Рамон, эрозионный цирк уникального типа Негев

Многие люди думают, что пустыни состоят из обширных участков 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. дюны.^[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 волны. 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]

Диаграмма, показывающая формирование барханных дюн, ветер дует слева

Песчаные дюны - это скопления разнесенного ветром песка, образованные насыпями или гребнями. Они образуют с подветренной стороны многочисленные источники сухого рыхлого песка и возникают, когда топографические и климатические условия вызывают оседание переносимых по воздуху частиц. 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, они известны как песчаные моря или эрг.^[51]

Форма дюны зависит от характеристик преобладающего ветра. Бархан Дюны образуются из-за сильных ветров, дующих на ровной поверхности, и имеют форму полумесяца с вогнутой стороной от ветра. Когда есть два направления, с которых регулярно дуют ветры, возникает серия длинных линейных дюн, известных как seif могут 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 обводки - это редкие купольные дюны, встречающиеся на подветренной стороне песчаных морей.^[51]

Продуваемый ветрами пустынный тротуар мелких, гладких, плотно упакованных камней в Пустыня Мохаве

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 обнажает более крупнозернистый материал, в основном камешки с некоторыми более крупными камнями или булыжники,^[36][47] оставив пустынный тротуар, участок земли, покрытый плотно уложенными гладкими камнями, образующими мозаичный мозаика. 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 пустыню. конгломерат.^[52] Со временем бактерии, которые живут 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 выходов коренная порода, сухие почвы или аридизоли, а также различные формы рельефа, затронутые текущая вода, такие как аллювиальные вееры, раковины или playas, временный или постоянный озера, и оазисы.^[47] А Hamada представляет собой тип пустынного ландшафта, состоящего из высокого скалистого плато, где песок был удален эоловые процессы. 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] В Плато Тассили в Алжире - это впечатляющее нагромождение обнажений размытого песчаника, каньонов, блоков, вершин, трещин, плит и оврагов. В некоторых местах ветер вырезал отверстия или арки, а в других он создал грибообразные столбы, более узкие у основания, чем у вершины.^[55] в Плато Колорадо это вода была разрушающей силой. Здесь Река Колорадо тысячелетиями прокладывал себе путь через высокое дно пустыни, создавая каньон местами глубиной более мили (6000 футов или 1800 метров) обнажая пласты возрастом более двух миллиардов лет.^[56]

Вода

Атакама, самая сухая неполярная пустыня в мире, часть Засушливая диагональ Южной Америки.

Одно из самых засушливых мест на земной шар это Пустыня Атакама.^{[57][58][59][60][61]} Он практически лишен жизни, потому что он заблокирован от приема осадков горами Анд на востоке и Чилийский хребет на запад. Простуда Гумбольдтовское течение и антициклон Тихого океана необходимы для сохранения сухого климата Атакамы. Среднее количество осадков в чилийском регионе Антофагаста составляет всего 1 мм (0,039 дюйма) в год. На некоторых метеостанциях Атакамы никогда не было дождя. Имеются данные, свидетельствующие о том, что в Атакаме, возможно, не было значительных осадков с 1570 по 1971 год. Он настолько засушлив, что горы, достигающие высоты 6885 м (22 589 футов), полностью свободны от осадков. ледники а в южной части от 25 ° до 27 ° ю.ш., возможно, всю территорию ледниковой зоны не было. Четвертичный, хотя вечная мерзлота простирается до высоты 4400 м (14 400 футов) и продолжается выше 5600 м (18 400 футов).^[62][63] Тем не менее, в Атакаме есть некоторые растения в виде специализированных растений, которые получают влагу из росы и туманы дует с Тихого океана.^[57]

Внезапное наводнение в Гоби

Когда в пустынях иногда бывает дождь, он часто бывает очень сильным. Об этом свидетельствует поверхность пустыни с сухими руслами ручьев, известными как Arroyos или вади извилистая по его поверхности. Они могут испытать паводки, превращаясь в бушующие потоки с удивительной быстротой 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. В река Нил, река Колорадо и Желтая река делают это, теряя большую часть воды из-за испарения, когда они проходят через пустыню и поднимают уровень грунтовых вод поблизости. Также могут быть подземные источники воды в пустынях в виде пружины, водоносные горизонты, подземные реки или озера. Где они лежат близко к поверхности, колодцы можно выкопать и оазисы может образоваться там, где могут процветать растения и животные.^[47] В Система водоносных горизонтов Нубийского песчаника под пустыней Сахара находится крупнейшее известное скопление ископаемая вода. В Великая рукотворная река это схема, запущенная ливийскими Муаммар Каддафи чтобы использовать этот водоносный горизонт и снабжать водой прибрежные города.^[64] Харга Оазис в Египте составляет 150 км (93 мили) в длину и является самым большим оазисом в Ливийской пустыне. В давние времена эту депрессию занимало озеро, в результате чего образовались мощные отложения песчано-глинистых пород. Выкопаны колодцы для извлечения воды из пористого песчаника, который находится под ними.^[65] В стенах каньоны и бассейны могут выжить в глубокой тени рядом с высохшим водотоком внизу.^[66]

Озера могут образовываться в бассейнах с достаточным количеством осадков или талая вода с 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 корочку или хардпан за. Эта область отложений глины, ила или песка известна как Playa. В пустынях Северной Америки насчитывается более ста пляжей, многие из которых являются реликвиями Озеро Бонневиль который охватывал части Юты, Невады и Айдахо во время последнего Ледниковый период когда климат был холоднее и влажнее.^[67] К ним относятся Большое Соленое озеро, Юта Лейк, Озеро Севье и много высохших озер. Гладкие плоские поверхности площадок использовались для попыток установления рекордов скорости транспортных средств на Black Rock Desert и Bonneville Speedway и ВВС США использует Роджерс Драй Лейк в Пустыня Мохаве так как взлетно-посадочные полосы для самолетов и космический шатл.^[47]

Биогеография

Флора

Ксерофиты: Кардон кактусы в пустыне Нижняя Калифорния, регион Катавинья, Мексика

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 устьица позволить в углекислый газ необходимые для процесса причины эвапотранспирация, а сохранение воды является главным приоритетом для пустынной растительности. Некоторые заводы решили эту проблему, приняв метаболизм крассулоидной кислоты, позволяя им открывать устьица ночью, чтобы CO₂ войти и закрыть их днем,^[68] или используя Фиксация углерода C4.^[69]

Многие пустынные растения уменьшили размер своих листьев или вообще отказались от них. Кактусы - специалисты по пустыням, и у большинства видов не было листьев, а хлорофилл перемещены в стволы, ячеистая 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.^[70] Гигант сагуаро кактусы из Пустыня Сонора образуют «леса», обеспечивая тень для других растений и места гнездования пустынных птиц. Сагуаро растет медленно, но может прожить до двухсот лет. Поверхность туловища сложена как концертина, позволяя ему расширяться, и большой образец может удерживать восемь тонн воды после сильного ливня.^[70]

Кактусы присутствуют как в Северной, так и в Южной Америке с постгондванским происхождением. Другой ксерофитный заводы разработали аналогичные стратегии с помощью процесса, известного как конвергентная эволюция.^[71] 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 максимально поглощают воду, имея мелкие корни, которые широко распространяются, или развивая длинные стержневые корни которые доходят до глубоких пластов горных пород в поисках грунтовых вод.^[72] В солончак в Австралии имеет сочные листья и выделяет кристаллы соли, что позволяет ему жить в засоленных районах.^[72][73] Как и у кактусов, у многих развились колючки, чтобы отогнать животных.^[70]

Шип верблюжий (Акация эриолоба ) в Пустыня Намиб почти безлистный в засушливые периоды.

Некоторые пустынные растения дают семена, которые лежат бездействующий в почве, пока не начнется рост из-за дождя. С участием однолетники такие растения растут очень быстро и могут зацвести и завязать семена в течение нескольких недель, стремясь завершить свое развитие до того, как высохнут последние остатки воды. Для многолетних растений размножение будет более 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 разнесет на дно пустыни. скарифицировать семенная оболочка. Семя мескитовый Дерево, которое растет в пустынях Северной и Южной Америки, твердое и не дает всходов даже при осторожной посадке. Когда он прошел через кишечник вилорог он легко прорастает, и небольшая кучка влажной навоз обеспечивает отличное начало жизни вдали от родительского дерева.^[70] 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 называемые криптобиотическая почва ) может быть важным звеном в предотвращении эрозии и поддержке других живых организмов. Холодные пустыни часто имеют высокую концентрацию соли в почве. Здесь преобладают травы и низкие кустарники, а земля может быть покрыта лишайники. Большинство кустарников имеют колючие листья и сбрасывают их в самое холодное время года.^[74]

Фауна

Животных, приспособленных к жизни в пустынях, называют ксероколес. 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 базальная скорость метаболизма определяется размером тела, независимо от климата, в котором они живут.^[75] Многие пустынные животные (и растения) демонстрируют особенно четкую эволюционную адаптацию к сохранению воды или устойчивости к жаре, поэтому их часто изучают. сравнительная физиология, экофизиология, и эволюционная физиология. Одним из хорошо изученных примеров является специализация почек млекопитающих у видов, обитающих в пустынях.^[76] Много примеров конвергентная эволюция были обнаружены в организмах пустыни, в том числе между кактусы и Молочай, кенгуровые крысы и тушканчики, Фриносома и Молох ящерицы.^[77]

Курсер кремового цвета, Курсор Cursorius, это хорошо замаскированный житель пустыни с ее пыльным окраска, затенение, и разрушительный маркировка головы.

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. В кремовый бегун грациозно порхает по земле на своих длинных ногах, периодически останавливаясь, чтобы схватить насекомых. Как и другие пустынные птицы, он хорошо-замаскированный окраской и может сливаться с ландшафтом в неподвижном состоянии. В рябчик является экспертом в этом вопросе и гнездится на открытом дне пустыни в десятках километров (миль) от водопой его нужно посещать ежедневно. Некоторые мелкие дневные птицы обитают в очень ограниченных местах, где их оперение соответствует цвету подстилающей поверхности. В пустынный жаворонок часто принимает пылевые ванны, что гарантирует соответствие окружающей среде.^[78]

Вода и углекислый газ являются конечными продуктами метаболизма жиров, белков и углеводов.^[79] Окисление грамма углеводов дает 0,60 грамма воды; из грамма белка получается 0,41 грамма воды; а из одного грамма жира получается 1,07 грамма воды,^[80] позволяя ксероколам жить с ограниченным доступом к питьевой воде или вообще без него.^[81] В кенгуровая крыса например использует это вода обмена веществ и экономит воду за счет низкого уровня основного обмена и оставаясь под землей в дневную жару,^[82] уменьшение потери воды через кожу и дыхательные пути в состоянии покоя.^[81][83] Травоядные млекопитающие получают влагу из растений, которые они едят. Такие виды, как аддакс антилопа,^[84] дик-дик, Газель Гранта и Орикс настолько эффективны в этом деле, что им, по-видимому, никогда не нужно пить.^[85] В верблюд отличный пример млекопитающее адаптирован к жизни в пустыне. Он сводит к минимуму потерю воды, производя концентрированную мочу и сушку. навоз, и может потерять 40% своего веса за счет потери воды, не умирая от обезвоживания.^[86] Хищники могут получать большую часть своих потребностей в воде из жидкостей тела своей добычи.^[87] Многие другие жаркие пустынные животные ночной образ жизни, днем ​​в тени или в норах под землей. 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.^[87] Тушканчики, пустынные крысы кенгуровые крысы и другие мелкие грызуны выходят ночью из своих нор, а также охотятся на них лисы, койоты, шакалы и змеи. Кенгуру сохраняют прохладу за счет увеличения частоты дыхания, одышки, потоотделения и увлажнения кожи передних лап слюна.^[88] Млекопитающие, живущие в холодных пустынях, выработали лучшую изоляцию за счет более теплого меха тела и изолирующих слоев жир под кожей. В арктическая ласка имеет 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.^[75] В Императорский пингвин имеет плотное оперение, пушистый нижний слой, слой воздушной изоляции рядом с кожей и различные стратегии терморегуляции для поддержания температуры своего тела в одной из самых суровых сред на Земле.^[89]

В пустынная игуана (Dipsosaurus dorsalis) хорошо приспособлен к жизни в пустыне.

Быть эктотермия, рептилии не могут жить в холодных пустынях, но хорошо приспособлены к жарким. 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 добыча. Ящерицы и змеи наиболее многочисленны в засушливых регионах, и некоторые змеи развили новый метод передвижения что позволяет им двигаться в сторону и перемещаться по высоким песчаным дюнам. К ним относятся рогатая гадюка Африки и Sidewinder Северной Америки, эволюционно отличающиеся друг от друга, но со схожими моделями поведения из-за конвергентная эволюция. Многие пустынные рептилии устраивать засады на хищников и часто зарываются в песок, ожидая, когда добыча окажется в пределах досягаемости.^[90]

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 окаменелые, проводя жаркие засушливые месяцы праздник в глубоких норах. Находясь там, они несколько раз сбрасывают кожу и сохраняют остатки вокруг себя в качестве водонепроницаемого материала. кокон удерживать влагу. в Пустыня Сонора, Лопатоногая жаба дивана большую часть года проводит 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 достичь метаморфоза до того, как вода испарится. 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.^[91] В водяная лягушка в Австралии имеет аналогичный жизненный цикл и может длиться до пяти лет, если не идет дождь.^[92] В Дождевая лягушка пустыни Намибии ведет ночной образ жизни и выживает из-за сырости морские туманы что катится из Атлантики.^[93]

Креветка-головастик переживают засушливые периоды в виде яиц, которые быстро вылупляются и развиваются после дождя.

Беспозвоночные, особенно членистоногие, успешно обосновались в пустыне. Мухи, жуки, муравьи, термиты, саранча, многоножки, скорпионы и пауки^[94] тяжело кутикула которые непроницаемы для воды, и многие из них откладывают яйца под землей, а их детеныши развиваются вдали от экстремальных температур на поверхности.^[95] В Сахарский серебряный муравей (Cataglyphis bombycina) использует белок теплового шока новым способом и кормами на открытом воздухе во время коротких набегов в жаркий день.^[96] В длинноногий чернотелок в Намибии встает на передние лапы и поднимает панцирь улавливать утренний туман в виде конденсата, направляя воду в рот.^[97] Некоторые членистоногие используют эфемерные бассейны, которые образуются после дождя и завершают свой жизненный цикл за считанные дни. В пустынные креветки делает это, «чудесным образом» появляясь в вновь образованных лужах, когда вылупляются спящие яйца. Другие, такие как рассольные креветки, сказочные креветки и креветки-головастики, находятся криптобиотик и могут потерять до 92% своего веса, восстанавливая влагу, как только пойдет дождь и их временные бассейны снова появятся.^[98]

Человеческие отношения

Люди издавна использовали пустыни как места для жизни,^[99] и совсем недавно начали эксплуатировать их для добычи полезных ископаемых^[100] и захват энергии.^[101] Пустыни играют значительную роль в человеческой культуре, о чем свидетельствует обширная литература.^[102]

История

Пастух рядом Марракеш выводит свою паству на новое пастбище

Среднепалеолитические охотники-собиратели в пустыне, к югу от Ирана

Люди тысячелетиями жили в пустынях. Многие, например Бушменов в Калахари, то Аборигены в Австралии и различных племенах Индейцы Северной Америки, изначально были охотники-собиратели. 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.^[99] Другие культуры развили кочевой образ жизни как пастухи овца, козы, крупный рогатый скот, верблюды, яки, ламы или олень. Они путешествовали по обширным 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.^[103]

Соляной караван, путешествующий между Агадес и Бильма соляные шахты

Кочевники пустыни также были торговцами. Сахара - это очень большая территория, простирающаяся от Атлантического океана до Египта. Торговые пути были разработаны для связи Сахель на юге с плодородным Средиземноморским регионом на севере, и большое количество верблюдов использовалось для перевозки ценных товаров через внутренние районы пустыни. В Туареги были торговцами и перевозимые товары традиционно включали рабы, слоновая кость и золото идет на север, а соль идет на юг. Берберы со знанием региона использовались, чтобы вести караваны между различными оазисами и колодцы.^[104] Несколько миллионов рабов могли быть вывезены на север через Сахару в период между 8 и 18 веками.^[105] Традиционные средства наземного транспорта пришли в упадок с появлением автомобилей, судоходства и грузовых авиаперевозок, но караваны все еще путешествовать по маршрутам между Агадес и Бильма и между Тимбукту и Тауденни перенос соли из внутренних районов в общины на окраине пустыни.^[106]

По краям пустынь, где выпадало больше осадков и условия были более подходящими, некоторые группы занялись выращиванием сельскохозяйственных культур. Это могло произойти, когда засуха вызвали гибель стадных животных, заставив пастухов заняться земледелием. С небольшими вложениями они были во власти погоды и, возможно, жили на пропитание уровень. Земля, которую они обрабатывали, уменьшала площадь, доступную для кочевых пастухов, вызывая споры из-за земли. В полузасушливых окраинах пустыни есть хрупкие почвы, подверженные риску эрозии при обнажении, как это произошло в Америке. Чаша для пыли в 1930-е гг. Травы, удерживавшие почву на месте, были вспаханы, 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.^[107]

Подобный ущерб сегодня наносится полузасушливым районам, окаймляющим пустыни, и ежегодно около двенадцати миллионов гектаров земли превращаются в пустыню.^[108] Опустынивание вызвано такими факторами, как засуха, климатические сдвиги, 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.^[109]

Добыча природных ресурсов

Горнодобывающий завод рядом Джодхпур, Индия

Пустыни содержат значительные запасы полезных ископаемых, иногда по всей своей поверхности, что придает им характерный цвет. Например, красный цвет многих песчаных пустынь происходит от латерит минералы.^[110] Геологические процессы в пустынном климате могут концентрироваться минералы в ценные месторождения. Выщелачивание к грунтовые воды может извлечь руда полезных ископаемых и переотложить их, согласно уровень грунтовых вод, в концентрированном виде.^[100] Точно так же испарение имеет тенденцию концентрировать минералы в озерах пустыни, создавая высохшие озера или Playas богат минералами. Испарение может концентрировать минералы в виде различных эвапорит депозиты, в том числе гипс, нитрат натрия, хлорид натрия и бораты.^[100] Эвапориты находятся в США. Пустыня Большого Бассейна, исторически использовался «отрядами из 20 мулов», тянущими телеги с бурой из Долина Смерти до ближайшего Железнодорожный.^[100] Особенно богатая минеральными солями пустыня - это Пустыня Атакама, Чили, где добывали нитрат натрия для взрывчатка и удобрение примерно с 1850 г.^[100] Другие минералы пустыни медь из Чили, Перу, и Иран, и утюг и уран в Австралия. Многие другие металлы, соли и коммерчески ценные породы, такие как пемза добываются из пустынь по всему миру.^[100]

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 к ним движением тектонические плиты.^[111]Некоторые крупные месторождения нефти, такие как Гавар находятся под песками Саудовской Аравии.^[100] Геологи считают, что другие месторождения нефти были образованы эоловые процессы в древних пустынях, как это может быть в случае с некоторыми из основных американских нефтяных месторождений.^[100]

Сельское хозяйство

Мозаика полей в Имперская долина

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 следующие методы: капельное орошение, использование органических остатков или навоза в качестве удобрений и других традиционных методов ведения сельского хозяйства. После повышения плодородия дальнейшее растениеводство предохраняет почву от разрушения ветром и других форм эрозии.^[112] Было обнаружено, что бактерии, способствующие росту растений, играют роль в повышении устойчивости растений к стрессовым условиям, и эти ризобактерии суспензии 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.^[112] Полевые испытания в пустыне Сонора, в ходе которых корни различных видов деревьев подверглись воздействию ризобактерий и фиксация азота бактерия Азоспириллы бразильские с целью восстановления деградированных земель удалось лишь частично.^[112]

Иудейская пустыня была возведена в VII веке до нашей эры в железном веке для снабжения продовольствием фортов в пустыне.^[113] Коренные американцы на юго-западе Соединенных Штатов 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 паводковое орошение, и в районах, орошаемых обширными специально построенными каналами. В Хохокам Племя построило более 500 миль (800 км) больших каналов и поддерживало их на протяжении веков, что является впечатляющим инженерным достижением. Они выращивали кукурузу, фасоль, тыкву и перец.^[114]

Современный пример земледелия в пустыне - это Имперская долина в Калифорнии, где высокие температуры и среднее количество осадков всего 3 дюйма (76 мм) в год.^[115] Экономика в значительной степени основана на сельском хозяйстве, а земля орошается через сеть каналов и трубопроводов, получаемых полностью из Река Колорадо через Всеамериканский канал. Почва глубокая и плодородная, являясь частью поймы реки, и 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. Еще одна проблема выращивания сельскохозяйственных культур таким способом - это засоление почвы, вызванное испарением речной воды.^[116] Озеленение пустыни остается целью и одно время рассматривалось как средство будущего 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.^[117]

Улавливание солнечной энергии

Desertec предложил использовать Сахару и Арабский пустыни для производства солнечной энергии для питания Европы и Ближнего Востока.

Пустыни все чаще рассматриваются как источники солнечная энергия, частично из-за небольшой облачности. Многие солнечные электростанции были построены в Пустыня Мохаве такой как Системы производства солнечной энергии и Солнечная электростанция Иванпа.^[118] Большие участки этой пустыни покрыты зеркалами.^[119]

Возможность производства солнечной энергии из пустыня Сахара огромный, самый высокий на земном шаре. Профессор Дэвид Файман из Университет Бен-Гуриона заявил, что в настоящее время существует технология для обеспечения всех мировых потребностей в электроэнергии из 10% пустыни Сахара.^[120] Промышленная инициатива Desertec был консорциумом, который стремился вложить 560 миллиардов долларов в солнечные и ветряные установки в Северной Африке в течение следующих сорока лет, чтобы поставлять электричество в Европу по кабельным линиям, проходящим под Средиземное море. Интерес Европы 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 другая часть Европы. В пустыне Сахара также есть пустое пространство в сотни квадратных миль, необходимое для размещения полей зеркал для солнечных электростанций.^[121]

В Пустыня Негев, Израиль, и окрестности, в том числе Долина Арава, получать много солнечного света и обычно не пахотный. Это привело к созданию многих солнечные установки.^[101] Дэвид Файман предположил, что «гигантские» солнечные электростанции в Негеве могли бы обеспечить все потребности Израиля в электроэнергии.^[120]

Военное дело

Война в пустыне: Битва при Эль-Аламейне, 1942

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 преодолеть как римские, так и персидские силы в период с 600 по 700 гг. расширение исламского халифата.^[122]

Много веков спустя обе мировые войны видели сражения в пустыне. в Первая мировая война, то Османский Турки участвовали в кампании британской регулярной армии, охватившей Аравийский полуостров. Турки потерпели поражение от англичан, которых поддерживали нерегулярные арабские силы, стремившиеся бунт против турок в Hejaz, прославившийся в T.E. Лоуренс книга Семь столпов мудрости.^[123][124]

в Вторая мировая война, то Кампания Западной пустыни началось в Итальянская Ливия. 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 и фугасы были заложены в большом количестве. Однако размер и суровость местности означали, что все припасы приходилось доставлять с больших расстояний. Победители в битве наступали, и их цепочка поставок обязательно станет длиннее, в то время как побежденная армия сможет отступить, перегруппироваться и пополнить запасы. По этим причинам линия фронта продвигались вперед и назад через сотни километров по мере того, как каждая сторона теряла и восстанавливала импульс.^[125] Его самая восточная точка была в Эль-Аламейн в Египет, где союзники нанесли решительный удар силам Оси в 1942 году.^[126]

В культуре

Марко Поло прибывает в пустыню с верблюдами. Миниатюра XIV века из Il milione.

Пустыня обычно считается бесплодным и пустым ландшафтом. Писатели, кинематографисты, философы, художники и критики изображали его как место крайностей, метафора для чего угодно, от смерти, войны или религии до первобытного прошлого или пустынного будущего.^[127]

По пустыням существует обширная литература.^[102] Ранний исторический отчет - это история Марко Поло (ок. 1254–1324), который путешествовал через Среднюю Азию в Китай, пересек ряд пустынь в своем 24-летнем путешествии.^[128] В некоторых отчетах даются яркие описания условий пустыни, хотя часто рассказы о путешествиях через пустыни переплетаются с размышлениями, как в случае с Чарльз Монтегю Даути основная работа, Путешествие по Аравийской пустыне (1888).^[129] Антуан де Сент-Экзюпери описал свои полеты и пустыню в Ветер, песок и звезды^[130] 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.^[131] Другая женщина-исследователь была Фрейя Старк кто путешествовал в одиночку по Ближнему Востоку, посетив индюк, Аравия, Йемен, Сирия, Персия и Афганистан, написав более двадцати книг о своем опыте.^[132] Немецкий натуралист Уве Джордж провел несколько лет, живя в пустынях, записывая свой опыт и исследования в своей книге, В пустынях этой земли.^[133]

Американский поэт Роберт Фрост выразил свои мрачные мысли в своем стихотворении, Пустынные места, которая заканчивается строфой «Они не могут напугать меня своими пустыми пространствами / Между звездами - на звездах, где нет человеческой расы. / Во мне это так близко к дому / Чтобы напугать себя моими собственными пустынными местами».^[134]

Пустыни на других планетах

Вид на марсианскую пустыню, увиденный зондом Дух в 2004 г.

Марс единственная другая планета в Солнечная система кроме Земли, на которой были обнаружены пустыни.^[135] Несмотря на низкое атмосферное давление на поверхности (всего 1/100 от земного), характер атмосферной циркуляции на Марсе сформировал море приполярных песков протяженностью более 5 миллионов км.² (1,9 миллиона квадратных миль) в области, большей, 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.^[136] Обследование поверхности горных пород методом лазер лучился из Марсоход для исследования Марса показали поверхностную пленку, напоминающую лак пустыни, найденный на Земле, хотя это может быть просто поверхностная пыль.^[137] Поверхность Титан, луна Сатурн, также имеет пустынная поверхность с дюнными морями.^[138]

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

дальнейшее чтение

• Багнольд, Ральф А. (1941). «Физика песка и дюн пустыни». Природа. 148 (3756): 480–481. Bibcode:1941Натура.148..480H. Дои: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

• "Global Deserts Outlook". Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП). 2006. Архивировано с оригинал на 2006-06-16., отчет в Глобальная экологическая перспектива (GEO) серия.
  • Глобальный обзор пустынь в PDF на Библиотека Конгресса Интернет-архив (архив 16 июня 2006 г.)
  • Карта со сценариями сохранения биоразнообразия для пустынных территорий, из Global Deserts Outlook.