Пыльные бури
По временам мы наблюдаем настоящие пыльные бури, особенно на юге Советского Союза весной, так как в это время года много пашен еще не защищено зеленью всходов, а дожди в апреле — мае иногда слишком редки. При таких бурях небо совершенно затемняется пылью. Солнце еле видно и походит на красный диск, пыль проникает даже в комнаты через закрытые окна и двери, на улице она залепляет глаза, скрипит на зубах, затрудняет дыхание.
В Африке, близ песчаных пустынь, пыльные бури называют «самум»; это уже не пыльная, а песчаная буря, так как ветер несет массу песчинок. Пыльные бури свирепствуют также в Северном Китае и Южной Монголии,— где их называют «хый-фын» (черный ветер) и «хуан-фын» (желтый ветер), в зависимости от цвета пыли,— и в других странах, например в Австралии (рис. 90).
Пыль поднимается даже в тихую погоду. В жаркие летние дни мы можем наблюдать, как внезапно на дороге или на пашне поднимается пыльный столб и несется, крутясь, в ту или другую сторону и так же внезапно рассеивается и исчезает. Это пыльный смерч или вихрь, создаваемый спиральным движением воздуха. Бумажки, соломинки, веточки, листья поднимаются в этом смерче высоко вверх и потом падают назад.
В пустынях и степях такие смерчи очень часты, и они поддерживают пыльность воздуха, высасывая мелкую пыль с поверхности земли. Эта пыль плавает в воздухе целые дни, пока дождь не прибьет ее к земле.
Ветер переносит пылинки и песчинки на большие расстояния и создает из них своеобразные отложения, с которыми нам необходимо познакомиться ближе, так как одни из них являются вредными, другие полезными в народном хозяйстве.
Песчаные накопления
Отправимся сначала на плоский берег моря или большого озера, состоящий из песка, выброшенного волнами прибоя. Этот песок рыхлый, ничем не скрепленный и представляет хороший материал для переноса ветром, когда высохнет. Ветры на берегу моря дуют часто, иногда достигают большой силы. Они поднимают песчинки в воздух или катят их по земле до первого препятствия, останавливающего их движение. Таким препятствием является какой-нибудь кустик, растущий на пляже. В его ветвях поток воздуха ослабевает, и песчинки падают на землю позади куста. Постепенно за кустом образуется холмик песка в виде длинной косы, сходящей постепенно на нет (рис. 91, а).
Большой камень оказывает иное влияние. Он является сплошным препятствием, а не решетчатым, как куст, пропускающий, но замедляющий движение воздуха. От камня нижний слой воздуха отбрасывается назад, теряет силу и оставляет пылинки впереди камня в виде более короткой косы, обращенной уклоном к ветру (рис. 91, б). Но часть струй воздуха обтекает камень сверху и с боков и оставляет пылинки в затишье за камнем. Таким образом, у сплошного препятствия накопляются две песчаные, но более короткие косы спереди и сзади. Но куст и камень являются препятствиями до поры до времени. Когда весь куст будет засыпан песком, он превращается в сплошное препятствие, и песок начинает накопляться с его наветренной стороны (рис. 92, а). Когда коса возле камня вырастет до высоты его вершины, камень также меняет свою роль, бороздки между ним и обеими косами начинают засыпаться песком, исчезают, и получается сплошная двусторонняя коса, такая же, как и у куста (рис. 92, б).
Дальше накопление песка идет одинаково в обоих случаях. Двусторонняя коса нарастает главным образом с наветренной стороны, где накопляются песчинки; но часть их переносится ветром до вершины и затем в затишье подветренного склона скатывается вниз. Так мало-помалу образуется типичный холмик с пологим наветренным и крутым подветренным склонами и острым гребнем (рис. 93). Но песчинки, переносимые по нижней части наветренного склона, опережают те, которые поднимаются к гребню; они проносятся дальше, образуя маленькие косы, вытянутые по ветру за подветренный склон. В плане холм имеет вид, показанный на рис. 94, с выемкой и двумя рогами на подветренной стороне. Это типичный вид песчаного холма, образовавшегося у препятствия; по форме он похож на копытную кость лошади.
Совершенно так же происходит накопление песка у препятствий в пустынях, и холмик описанной типичной формы там называют «бархан» (рис. 95).
Образование дюн
На морском берегу холмик не может долго существовать в одиночестве. Море постоянно выбрасывает песок, ветры его передвигают вглубь берега, препятствий на пути много, и скоро начинается слияние отдельных холмиков с соседними справа и слева. Получается цепь холмов, параллельная берегу и расположенная на некотором расстоянии от уреза воды. Такая цепь называется дюной. В поперечном разрезе она имеет более пологий склон, обращенный к морю, на который навеваются все новые и новые песчинки, и более крутой подветренный, по которому скатываются песчинки, перенесенные через гребень. В продольном направлении дюна имеет плоские вершины, соответствующие первоначальным отдельным холмам, и плоские седловины, соответствующие местам их слияния (рис. 96 и 97).
Движение дюн
Дюна, ближайшая к морю, называется передовой. Она не является неподвижной: песок постоянно переносится с наветренного склона на подветренный, и дюна очень медленно, в течение десятилетий, перемещается от моря вглубь суши. Когда она отодвинется достаточно далеко от берега, на прежнем ее месте начинает возникать новая дюна, которая становится передовой. Прежняя продолжает перемещаться вглубь страны; за ней следует новая, передовая. Так в течение веков вдоль морского берега образуется несколько рядов дюн — пять, десять и больше.
Высота дюн и число их зависят от обилия песка, выбрасываемого морем, от силы и постоянства ветров. Высота колеблется от 20 до 30 метров на берегах Балтийского моря, до 50—100 метров во Франции на берегу Атлантического океана, до 155—200 метров на берегах Средиземного моря. Быстрота передвижения отдельных маленьких дюн может достигнуть 2—3 метров в бурные дни; большие дюны перемещаются на расстояние от 1 до 20 метров в год. При своем движении вглубь страны дюны засыпают леса, луга, пашни, селения. Через ряд лет засыпанный лес, конечно, погибший, а селения в виде развалин опять появляются из-под переместившейся дюны. На берегах Балтийского и Северного морей и Атлантического океана немало примеров таких погибших лесов и жилищ. Поэтому движение дюн стараются остановить. Это достигается прежде всего посадками трав и кустов на пляже, откуда ветер берет песок, если пляж не затопляется морем в бурю, и на наветренном склоне передовой дюны. Гребень последней, ее подветренный склон и следующие цепи дюн закрепляют сначала посадкой трав, а затем деревьев, главным образом разных сортов сосны, любящей песчаную почву. Мало-помалу цепи дюн можно превратить в сплошные леса и совершенно остановить их движение. Только на пляже и на наветренном склоне передовой дюны борьба человека с силами природы не прекращается. Прибой моря в бурю смывает посадки, ветры выдувают их, здесь постоянно приходится исправлять повреждения, закреплять берег (рис. 97 и 99).
Дюны, наступающие вглубь страны, нередко запружают речки, впадающие в море, заставляют их разливаться в озера и заболачивать местность, как показывает рис. 100 с планом дюны Казо во Франции.
Озерные и речные дюны
На берегах больших озер при условии плоского берега на значительном протяжении и господства ветров со стороны озера также образуются дюны, но они не достигают таких больших размеров, как на морских берегах, и легче зарастают. Равным образом на плоских берегах и рукавах рек, на которых во время мелководья обнажаются и высыхают большие площади песка и ила, отложенные рекой, ветер создает отдельные дюны или целые цепи и площади их, которые также передвигаются по ветру, засыпают леса, пашни, селения; борьба с ними ведется путем систематического закрепления. В Европейской части СССР речные дюны известны в низовьях Днепра, Волги, Урала, а в Сибири — по берегам Иртыша, Оби, Селенги, Чикоя, Лены.
Барханные пески
В пустынях ветер находит другой материал для образования сыпучих песков. Его создает выветривание таких осадочных пород, как различные песчаники, а также таких распространенных изверженных пород, как гранит. В процессе выветривания они распадаются на дресву и песок. Кроме того, в пустынях находится много рыхлого аллювия и пролювия в виде высыхающих после половодья речных русел и отложений временных потоков, образующихся в горах во время дождя, которые выносят вместе с галькой и щебнем много песка и ила на окружающие равнины, где этот материал быстро высыхает.
В пустынях ветер не случайный гость, а хозяин. С восходом солнца обычно поднимается ветерок, который, постепенно усиливаясь, достигает после полудня наибольшей силы, а затем ослабевает к вечеру и затихает на ночь. Кроме этих регулярных ветров, случаются и бури, которые свирепствуют обыкновенно целые сутки, а иногда, налетая внезапно, быстро кончаются.
Там, где много рыхлого материала, не защищенного растениями, ветер подхватывает песчинки и несет их с собой до ближайших препятствий, которыми, как и на берегу моря, служат отдельные кустики, крупные камни, а также отдельные скалы, холмы и горные цепи. Позади куста, впереди и позади камня песок, принесенный ветром, образует такие же косы, как на берегу моря. Эти косы совершенно так же превращаются в песчаные холмы типичной формы, с пологим наветренным и крутым подветренным склоном и двумя рогами (см. рис. 93 и 94). Такой холм (см. рис. 95) тюркоязычные племена, населяющие пустыни, называют «бархан»; это название принято и в науке. Барханными песками называют скопления сыпучего песка, образовавшиеся в пустынях из продуктов выветривания, в отличие от дюнных песков, созданных из песка, принесенного водой морей, озер и рек.
Если материала для образования барханов немного, то они остаются в виде отдельных холмов, которые быстро перемещаются по направлению господствующего ветра. При достаточном количестве песка барханы, развившиеся у отдельных препятствий, растут и начинают соединяться друг с другом, подобно дюнам, образуя барханные гряды.
В этих грядах гребень всегда волнистый в горизонтальном и вертикальном направлениях; его повышения — отдельные вершины — соответствуют вершинам первоначальных отдельных барханов, а понижения — седловины, обычно выдвинутые вперед по сравнению с вершинами,— соответствуют слившимся друг с другом рогам соседних барханов.
Барханные пески в пустынях занимают более или менее значительные площади в сотни и тысячи квадратных километров, в которых барханные гряды тянутся одна за другой и соединены еще поперечными перемычками, так что промежутки между ними превращены в цепи отдельных котловин. Таковы пески Кара-Кум и Кызыл-Кум и целый ряд других площадей в Средней Азии, пески Алашаня, Восточной Монголии и Таримского бассейна в Центральной Азии, а также пески Сахары, пустынь Аравии, Австралии и др.
Высота барханов различная, обычно 15—20 метров, но в некоторых местностях в зависимости от особых условий — обилия песчаного материала и задержки его высокими препятствиями в течение многих веков — барханы достигают 100—200 метров высоты, образуя целые горы. Таковы пески огромной пустыни Такла-Макан в Китайском Туркестане и пески Кум-Таг у южного подножия Восточного Тянь-Шаня между городами Люкчун и Пичан и в разных частях Сахары (рис. 101).
Препятствия в виде групп и цепей холмов и гор обусловливают менее правильные скопления барханных песков. В них попадаются и отдельные барханы, и гряды различной длины и формы, вытянутые в долинах и котловинах, примыкающие к склонам, поднимающиеся на них, пересыпающиеся через седловины.
Отдельные барханы, особенно небольших размеров, перемещаются быстро по направлению господствующих ветров; небольшие барханы за год могут продвинуться на сотню-другую метров, большие — на 30—40 метров. Барханные пески наступают очень медленно, высылая в виде авангарда отдельные барханы, которые формируются впереди песчаной площади из песка, уносимого с нее ветрами и скопляющегося у всех препятствий. Такой авангард, увеличиваясь в числе и объединяясь в группы по два и по три бархана, постепенно захватывает новую площадь, тогда как главная масса песков перемещается шаг за шагом вслед за авангардом.
Такие захваты песками площадей, которые прежде были свободны от них и заняты степью, культурами или жилищами, можно наблюдать в Туркмении, Узбекистане, Кара-Калпакии, Казахстане, Таримском бассейне и Ордосе в Центральной Азии на окраинах сыпучих песков. Бороться с песком отдельный земледелец не в состоянии. Окраина песчаной площади отстоит обычно в километре от его пашни, сада или дома; но во время сильных ветров начинает замечаться принос песка и скопление его у препятствий: позади кустиков, в бороздах пашни, в канавке вдоль дороги, под защитой ограды появляются маленькие песчаные косы. С каждой бурей они увеличиваются в числе и размерах, почва пашни становится все более песчаной. Через несколько лет песчаные скопления уже бросаются в глаза; холмики-косы превратились в отдельные барханы; урожайность пашни уменьшилась. Еще десяток лет — и пески уже осаждают человека: пашня почти исчезла под барханами, которые видны и среди деревьев сада, тянутся вдоль оград, пересыпаются через них, поднимаются возле дома до крыши, засыпают часть двора. Через год-два человеку придется бросить дом и пашню и выселиться. Только коллективные усилия и привлечение государственных средств могут остановить нашествие песков посредством их закрепления растительностью, как это делается при борьбе с дюнами.
Не нужно думать, что барханные пески всюду лишены растительности. Песчаных пустынь, абсолютно лишенных растений, на земле немного: таковы значительные площади пустынь Сахары, Аравии, Такла-Макан, отдельные участки песков Кара-Кум и Кызыл-Кум. В большинстве же случаев можно видеть, что на дне котловин между барханами ютятся в том или другом количестве трава и кусты, отчасти поднимающиеся и на склоны. При обилии этой растительности самые формы барханных песков сглаживаются, гребни округляются, крутые подветренные склоны становятся положе, так как кусты и трава защищают поверхность песка от развевания и задерживают песок. Такие полузаросшие пески называют бугристыми, так как их характерной формой будут уже не барханы, а бугры.
Человек, вырубающий и вырывающий кусты на топливо, и скот, выедающий и вытаптывающий траву на песках, являются главными вредителями песчаной растительности, способствующими восстановлению барханных песков или созданию новых площадей их. Повсюду в бугристых песках, где жили когда-то кочевники-скотоводы, вокруг их юрт и колодцев пески были особенно оголены и переходили в барханные. Вредителями растительности песков являются также некоторые грызуны — суслики и песчаные крысы, которые живут в большом количестве в некоторых котловинах; они повреждают рытьем своих нор корни кустов и дают рыхлый материал для работы ветра в виде песка, выбрасываемого из нор. Котловины с колониями этих животных отличаются большей оголенностъю и погибающей растительностью.
Рябь
Поверхность песка на наветренных склонах барханов и дюн всегда покрыта мелкими неровностями в виде низких гребешков или плоских валиков и промежуточных между ними желобков, в совокупности образующих так называемую рябь. Ее создают на песках слабые ветры, которые перекатывают песчинки на небольшое расстояние. Если присмотреться внимательно, то мы заметим, что валики состоят главным образом из более мелких песчинок, а в желобках видны более крупные. Следовательно, слабый ветер производит сортировку песчинок по размерам. Валики в сущности представляют дюнные и барханные гряды в миниатюре. Расположение валиков и желобков быстро меняется при каждой перемене ветра, так как они вытягиваются перпендикулярно к его направлению (см. рис. 101).
Шлифованные камни
Песчинки, переносимые ветром в большом количестве, состоят главным образом из твердого минерала кварца. Ударяя в поверхность щебня, гальки и утесов и протекая струйками по их поверхности, песчинки истачивают и отшлифовывают ее. Результаты этой работы в виде щебня и гальки можно видеть везде в пустынях, где имеются утесы по соседству с песчаными площадями.
Песок, истачивающий камни, производит эту работу с различным успехом в зависимости от твердости породы: чем порода мягче, тем быстрее идет стачивание ее, тогда как очень твердые породы больше шлифуются и полируются песком. На породах, состоящих из участков или зерен различной твердости, получается неровный рельеф: более твердые участки выступают гребешками, бугорками, более мягким соответствуют впадины, желобки. Куски щебня, галька, лежащие на песке долгое время в том же положении, истираются со всех сторон, но в разной степени, в зависимости от частоты и силы ветров. Так получаются интересные формы трехгранников и четырехгранников с блестящими отполированными гранями и более или менее острыми ребрами между ними, состоящие из твердых пород, которые можно собирать в пустынях (рис. 102).
Кучевые пески
В тех местностях, где свободного песка слишком мало для быстрого образования барханов и где довольно много растительности, песок накопляется медленно под защитой этой растительности, которая успешно борется с засыпанием и обусловливает особый вид песчаных скоплений в виде куч и холмиков различной величины, носящих название кучевых песков. Форма и размеры последних зависят от типа растительности. Небольшие кусты с редкими и тонкими ветвями создают под своей защитой песчаные кучи высотой в 0,5— 1 метр, напоминающие могильные насыпи. Густоветвистые кусты, например тамариск, часто растущие группами, создают песчаные кучи, даже холмики, высотой в 3—5 метров, уже напоминающие курганы. Под защитой зарослей тростника близ источников образуются скопления в виде плоских бугров. Растение чий, или дэрисун, образующее толстые сноповидные пучки, создает пески в виде кочек (рис. 103 и 104).
Растение выдерживает засыпку песком до поры до времени. Когда куча данного типа слишком вырастает, куст постепенно гибнет, так дак его корни уже не достигают грунтовой воды. Куст засыхает, ветер обламывает и уносит высохшую листву и веточки, затем и ветви; куча лишается своей защиты и начинает развеваться. Ветер уносит с нее песок на кучи, еще живущие. Этим и обусловлена определенная высота скопления для каждого типа в зависимости от растения. Тамарисковые пески, особенно распространенные на солончаках и берегах рек, исчезают при перемене рекой своего русла. Вода уходит в сторону от них, тамарисковые кусты гибнут, кучи песков начинают развеваться (рис. 105).
Перенос пыли
Итак, мы знаем, что в пустынях скопления сыпучего песка образуются там, где выветривание создает достаточно материала, подхватываемого ветром, в виде разрушающихся коренных пород и высыхающих отложений рек и временных потоков. Но, кроме песчинок, собирающихся в этих скоплениях, выветривание дает еще более мелкий материал — пылинки. Мы знаем также о пыльных бурях, которые случаются не только в пустынях, и о смерчах или вихрях, которые крутятся в жаркие дни по степям, по пашням, по дорогам, поднимая пыль. Что же делается с этой пылью? Если бы она все время оставалась в воздухе, последний давно потерял бы свою прозрачность и мы бы жили в густом пыльном тумане.
Пыль — самые мелкие частицы, созданные выветриванием горных пород,— плавает в воздухе более или менее долго, переносится ветром на большие расстояния, но в конце концов все-таки оседает на землю, главным образом при помощи дождя и снега; капли дождя, кристаллы снежинок на своем пути из туч захватывают и пылинки, плавающие в воздухе, и прибивают их к земле. Вы, конечно, заметили, что после дождя или снега воздух становится очень чистым, прозрачным, видно дальше и лучше, чем перед дождем. Это и объясняется тем, что воздух очищен от пыли, совершенно незаметной для наших глаз, но уменьшающей прозрачность воздуха (что заметно при рассматривании отдаленных предметов).
Оседание пыли мы наблюдаем ежедневно в комнатах, как в городах, так и в деревнях. Пыль проникает в комнаты вместе с воздухом снаружи, с улицы, и оседает очень тонким слоем на всех предметах. Если не снимать ее время от времени, слой пыли сделается таким толстым, что будет бросаться в глаза, и нельзя будет взять ни один предмет в руки, не запачкав их. Но эта пыль, выпадающая повсюду и на суше и на воде, присоединяется к почве, переносится текучей водой, оседает из нее вместе с другим материалом и не образует самостоятельных отложений.
Отложения, состоящие из пыли (лёсс), принесенной ветром, образуются на земле в иных условиях. Пустыни, где вследствие скудости растительного покрова и резких колебаний температуры, особенно энергично действуют процессы выветривания, являются фабриками, изготовляющими большие количества мелких продуктов — песчинок и пылинок. Пустыни отличаются также обилием ветров. Совершенно тихие дни там редки. Мы уже говорили об этом и отметили также обилие смерчей, которые даже в тихие дни возникают беспрестанно то тут, то там и высасывают пыль с поверхности земли, поднимая ее высоко в воздух. Поэтому в пустынях прозрачность воздуха меньше, чем в странах с более влажным климатом и с более густой растительностью, защищающей поверхность земли от действия ветра.
Ветры в пустынях направлены большей частью центробежно, т. е. из внутренних частей к окраинам. Они и очищают пустыню, выметают ее, удаляют продукты выветривания на окраины. Не будь ветров, все холмы и горы в пустынях давно были бы погребены под продуктами выветривания коренных пород. Между тем путешественник встречает в пустыне гораздо больше выходов коренных пород, чем в странах с влажным климатом; везде на склонах холмов и гор, часто даже на дне котловин и долин выступают коренные породы. Правда, они растрескались, разрушены, часто превращены в осколки, в глыбы, в щебень, но там нет того слоя мягкой почвы, который в странах с влажным климатом большей частью скрывает коренные породы, выступающие наружу сравнительно редко и то главным образом на нижней части склонов при подмыве текучей водой. В пустынях элювий отсутствует или образует тонкий слой и имеет грубый состав, а делювий накопляется только на нижней части склонов.
Мы уже знаем, что в пустынях из продуктов выветривания образуются барханные пески. Но эти пески покрывают далеко не все пространство пустынь. Они развиты главным образом на окраинах, а во внутренних частях встречаются гораздо реже — обычно там, где процессы выветривания создают особенно много материала или где находятся особенно большие препятствия, останавливающие вынос материала дальше. Главная же масса песчинок и пылинок выносится из внутренних частей пустынь к окраинам, где первыми выпадают более крупные частицы — песчинки и, постепенно накопляясь, создают обширные площади барханных песков. Более мелкие частицы — пылинки — выносятся еще дальше, за окраины пустынь, где уже имеется растительность, где климат влажнее, где выпадают дожди, где ветры, дующие из пустыни, встречаются с ветрами других направлений и, окончательно ослабевая, осаждают этот мелкий материал.
Образование лёсса
Эта пыль, выносимая ветрами из пустынь, постепенно накопляясь, образует более или менее мощные отложения своеобразной почвы, которую называют желтозем или лёсс.
Эта почва имеет серо-желтый или буро-желтый цвет; она легко режется ножом, раздавливается между пальцами и вместе с тем настолько вязкая, прочная, что образует отвесные обрывы в несколько метров, иногда высотой в 10—20 метров. Она содержит много мельчайших пустот, в чем легко убедиться, бросив кусок лёсса в стакан с водой: некоторое время из лёсса будут выделяться пузырьки воздуха, вытесняемого водой. Кроме этих мелких, незаметных для глаза пустот, в лёссе видны еще тонкие вертикальные густоты — каналы, оставшиеся после растительных корешков. Лёсс состоит из мелких песчинок и пылинок, представляющих собой зернышки кварца, полевых шпатов, глины, известняка, мельчайшие блестки слюды, плотно приставшие друг к другу. С водой он образует липкую грязь, а на дорогах под колесами экипажей и копытами животных превращается в тонкую пыль. Поэтому дороги, проходящие по лёссу, в сухое время года очень пыльны — из-под ног поднимаются столбы пыли, а в дождливое время они грязны — на обувь налипает густая грязь.
Изучение состава лёсса показывает, что он состоит из мелкого песка и пыли. Характерно также, что он неслоистый, образует сплошную массу, не делится на тонкие слои, как осадочные породы, отложенные в воде. Содержание извести в лёссе доказывается тем, что в его обрывах часто можно видеть стяжения извести в виде камней округлой или удлиненной формы (напоминающей корни хрена), называемых журавчиками, сидящих в лёссе порознь или образующих целые горизонты (рис. 106).
Все свойства лёсса объясняются его происхождением из постепенно накоплявшейся пыли, принесенной ветрами из пустыни. Эта пыль оседала на степи, окаймлявшей пустыню. Степь покрыта более или менее густой травой и мелкими кустиками полыни, и пыль садится на них, прилипает к стеблям и листьям. Сделав несколько шагов по такой степи, вы увидите, что ваша обувь покроется желтоватой пылью. Ветерок стряхивает пыль с растений на почву, дождь смывает ее с растений, и пылинки прилипают к почве навсегда. Так, очень медленно, мало-помалу пылевая почва нарастает, за год, может быть, только на 1—2 миллиметра, но в течение тысячелетий образуются толщи в 10—20, даже в 100 и более метров, если условия остаются те же (рис. 110).
Характерная особенность лёсса — очень малое содержание в нем перегноя — объясняется сухим климатом степей, на которых осаждается пыль; части отживших растений не прибиваются к почве, а постепенно распыляются и уносятся ветром, и только корешки их перегнивают в почве. Несмотря на это, лёсс очень плодороден, что обусловлено его пористостью, позволяющей воздуху проникать к корням, и большим содержанием растворимых солей, необходимых для развития растений.
Китай — страна лёсса
Лёсс образуется в настоящее время в тех странах, где имеются соответствующие условия — достаточно обширная пустыня в качестве «фабрики» пыли и по ее окраинам — степи, на которых эта пыль может накопляться. Наиболее крупным современным примером является Центральная Азия в качестве «фабрики» пыли и Северный Китай в качестве области отложения лёсса.
Взглянем на карту Центральной Азии (рис. 107). Значительные площади внутри страны занимают пустыни — Гоби в Восточной и Центральной Монголии, переходящая на западе в Хамийскую пустыню (Бей-Шань), к югу от горной цепи Восточного Тянь-Шаня, и в Джунгарскую пустыню — к северу от него. Эти пустыни представляют собой ту «фабрику», из которой песок и пыль выносятся к окраинам. Пески образуют крупные площади: на востоке — вдоль подножия Большого Хингана, на юге — в Ордосе, вдоль Хуанхэ и в Алашане, на юго-западе — в Таримском бассейне (Такла-Макан) и на северо-западе пески Коббэ. Кроме этих больших площадей, имеются кое-где и небольшие в самой Гоби, но все-таки ясно видно сосредоточение сыпучих песков по окраинам, особенно юго-восточной, южной и юго-западной. За песком следуют области лёсса; самая крупная занимает север Китая — провинции Хэбэй, Шаньси, Шеньси и Ганьсу, где лёсс покрывает и горы, и плоскогорья, и долины сплошным слоем, достигающим не менее 100 метров, местами и 200—300 метров мощности. Это самая типичная страна лёсса, где из-под его покрова коренные породы появляются только на гребнях и склонах более высоких горных цепей и местами на дне более крупных, глубоко врезанных речных долин, особенно в бассейне реки Хуанхэ.
Толща лёсса уже сильно расчленена многочисленными оврагами и долинами (рис. 108), но на их склонах виден тот же лёсс более глубоких горизонтов. В этой стране лёсс налагает свой отпечаток на всю жизнь населения: из него (в виде обожженного или сырого кирпича) строят жилища; в обрывах лёсса вырывают пещеры, и целые селения являются пещерными (рис. 109), потому что в лёссовой пещере, которую вырыть легко благодаря мягкости лёсса, зимой теплее, а летом прохладнее, чем в доме; все злаки и овощи произрастают на лёссе; все дороги пролегают по лёссу. Желтый цвет господствует на земле и в воздухе, обильном лёссовой пылью, и являлся ранее «священным» цветом Китая.
Эта главная область лёсса непосредственно примыкает к пескам Алашаня, Ордоса, Хуанхэ и Восточной Монголии; в сторону этих песков лёсс мало-помалу становится более песчаным. Это область сухих степей, на которых осаждалась пыль, выносимая господствующими ветрами на юго-восток из пустыни. Лёсс поднимается также на северный склон горной цепи Восточного Куэнь-Луня, ограничивающей лёссовую область с юга. За этой цепью, в Южном Китае, климат уже другой, очень влажный, и почва там другая. На востоке обширная низменность Великой Китайской равнины также покрыта лёссом, но уже перемытым, перенесенным и отложенным Хуанхэ и другими реками, вытекающими из гористой лёссовой области, где они размывают лёсс.
Западнее лёсс покрывает подножие и северный склон горных систем Нань-Шаня и Западного Куэнь-Луня, восточный склон Памира, южные склоны Восточного Тянь-Шаня. Здесь площади его развития меньше и толщина его также меньше. Здесь нет и не было обширных степей для отложения лёсса, как в Северном Китае, он осаждался на горных склонах, где его часто смывали дожди. Но и здесь область лёсса непосредственно окаймляет обширную область песков Такла-Макан. Ее обширность и высота барханов, достигающая 200 метров обусловлены тем, что эта область — Китайский Туркестан — окружена с юга, с запада и с севера горами и представляет собой огромный мешок, в который ветры с востока наносили песок и пыль и в котором накопились огромные массы песка.
На северной окраине Центральной Азии песков очень мало, но лёсс небольшой толщины имеется. Здесь не было обширных сухих степей, здесь поднимаются нагорья Хангая и Хэнтэя, покрытые лесами, так что условия были другие. Кроме того, ветры редко дуют из Центральной Азии в северную сторону. Только в Джунгарии мы опять находим большие пески Коббэ и за ними на горах близ наших границ — лёсс небольшой толщины. В эту сторону пыль выносилась ветрами очень далеко и рассеивалась на большой площади.
Итак, мы видим в общем вполне закономерное сочетание пустыни как «фабрики» песка и пыли, площадей сыпучих песков и площадей лёсса как областей отложения выносов из пустыни, причем все особенности, все различия, замечаемые в разных частях окраин Центральной Азии в отношении распределения песка и пыли и толщины слоя их, объясняются местными условиями климата, растительности, рельефа и направления ветров.
Центральная Азия и в настоящее время является «фабрикой» песка и пыли, а ее окраины — областями их накопления. Но в недавнем прошлом, в первую половину современного геологического периода, условия образования и отложения песка и пыли были еще резче выражены в связи с климатом ледниковых периодов, о которых мы узнаем в следующей главе.
Другие пустыни Земли также являются «фабриками» песка и пыли, но закономерность распределения областей выноса и отложения выражена в них не так ясно, так как климатические условия и расположение пустынь иные. Только в Азии пустыня занимает центр обширного материка, и влияние морей и их ветров здесь не играет такой существенной роли, как в Африке и Аравии.
Лёсс Украины
Читатель, знающий, что лёсс является также почвой значительной части Украины, должен спросить: где лее та пустыня, из которой принесена пыль, создавшая украинский лёсс? Или, может быть, этот лёсс имеет иное происхождение, чем азиатский? Нет, он также является почвой, состоящей из пыли, но пустыня, которая была «фабрикой» этой пыли, исчезла. Разница между лёссом Китая и лёссом Украины только та, что первый является пылевой почвой также современной, а второй — ископаемой, созданной прежде, а теперь перекрытой современной почвой в виде чернозема. В следующей главе мы узнаем, где находилась пустыня, которая создала украинский лёсс, и почему она исчезла.
Таким образом, пустыни в качестве «фабрик» пыли, из которой образуется плодородная почва, играют важную роль в экономике природы, благодетельную для человека. Но, с другой стороны, мы знаем, что те же пустыни являются «фабриками» песка, скопляющегося огромными массами на окраинах пустынь, откуда он надвигается на степи, на культурные угодья, на жилища человека, засыпает и уничтожает их. Следовательно, пустыни приносят также большой вред. Впрочем, если взвесить, что больше — этот вред, сказывающийся только в узкой полосе наружной окраины песков, или польза, проявляющаяся в урожайности обширных лёссовых степей, то едва ли могут быть сомнения, что польза гораздо больше вреда. С вредом, наносимым пустынями, можно бороться, укрепляя пески посредством разведения на них леса, который со временем превратит и пески в культурные угодья.
Типы пустынь
Мы много говорили о пустынях как о «фабриках» пыли и песка и как о колыбели центробежных ветров, но до сих пор мало знакомились с ними. Так как описание пустынь земного шара составляет задачу физической географии, то мы можем ограничиться лишь характеристикой их главных типов.
По формам поверхности и составу почвы пустыни делятся на следующие типы: 1) гористые; 2) каменистые; 3) песчаные и 4) глинистые.
Гористая пустыня имеет неровный рельеф, представляя собой чередование горных кряжей и групп, обыкновенно небольшой высоты, переходящих в холмы с более или менее обширными долинами и котловинами (рис. 111). Горные кряжи имеют резкие формы, острые вершины и гребни, крутые склоны, изобилующие скалами и вообще выходами коренных пород. Последние вследствие механического выветривания сильно разбиты трещинами и легко разбираются руками на куски; в крупнозернистых породах часто видны карманы, ниши, галереи, соты, ячейки, описанные в гл. IV. Иногда целые склоны, состоящие из гранита или песчаника, усеяны этими впадинами, напоминая поверхность дерева, источенного жуками, или ноздреватого сыра.
Но часто более или менее крупные участки склонов сплошь покрыты обломками и щебнем распавшихся на месте коренных пород. Эти осыпи особенно обильны на склонах холмов, т. е. на менее высоких формах рельефа, на которых иногда совершенно нет выходов коренных пород — все уже распалось, рассыпалось, тогда как в более высоких горах преобладают или хотя бы обильны обнажения. При известных условиях как последние, так и материал осыпей покрыты лаком пустыни и кажутся отлитыми из блестящего чугуна или состоящими из его обломков.
В цепи и группы гор и холмов врезаны многочисленные долины и котловины, иногда целые лабиринты котловин, связанных короткими долинами или седловинами. Дно их покрыто грубым или мелким наносом из щебня, песка, глины, и в него врезаны русла временных потоков, которые изредка, после сильного дождя, выносят этот материал из гор на окружающие равнины или в главные долины. Мелкий материал со склонов и утесов постоянно сносится ветром, который, как и дожди, способствует тому, чтобы горы пустыни не погружались в продукты своего разрушения.
Горные цепи и группы обыкновенно возвышаются на плоском широком пьедестале, спускающемся полого во все стороны к окружающим равнинам или долинам. Эти пьедесталы состоят из продуктов выветривания гор, грубых и мелких, вынесенных временными потоками из долин и ущелий. Ливни, выпадающие на голые склоны, сразу дают массу стекающей воды, и по всем долинам мчатся бурные потоки, несущие песок, глину, щебень, перекатывающие целые глыбы по руслу. Из долин огромные потоки вырываются на пьедестал. Здесь вода, насыщенная камнями и песком, быстро разбегается по плоскости, теряет свою переносную силу и оставляет принесенный материал, представляющий собой пролювий, который, мало-помалу накопляясь, и слагает пьедестал. Характерно, что склоны гор сразу и резко поднимаются над пьедесталом (а на рис. 112), тогда как в горах влажного климата этот угол сглажен накоплением делювия (б на рис. 112).
Нельзя сказать, что всякая гористая пустыня совершенно лишена растительности. На нижней части склонов и вдоль сухих русел в долинах и котловинах всегда можно видеть отдельные кустики, кусты, а по руслам даже деревья. Количеством и формами этой растительности гористые пустыни отличаются друг от друга. В иных растений больше, в других их почти или совсем нет.
Большие долины или котловины, расположенные между цепями и группами гор и холмов в гористой пустыне, покрыты белее или менее значительной толщей рыхлых отложений из щебня, песка, глины, вынесенных с гор и холмов, и представляют собой пустыни каменистые, глинистые и песчаные. Но нередко и среди этих долин и котловин выступают коренные породы отдельными сильно сглаженными выходами или небольшими утесами, даже целыми холмиками, показывая, что толща наносов в этих впадинах не так велика.
Вода в гористой пустыне встречается в виде источников, выходящих кое-где на дне долин и окруженных более густой растительностью; вода течет некоторое время ручейком, но затем исчезает в наносах.
Каменистые пустыни представляют собой совершенно ровные или слабоволнистые площади, песчано-глинистая почва которых более или менее густо усыпана или щебнем, т. е. угловатыми обломками камней, или галькой. Пустынный лак часто покрывает щебень и гальку, и эти пустыни, совершенно лишенные растительности и воды, являются самыми мрачными. Они занимают большие площади в Сахаре и в Аравии; пустыню, покрытую щебнем, арабы называют «гамада», а покрытую галькой — «сер ир» (рис. 113 и 114). Но в той и другой обилие щебня или гальки на поверхности обусловлено тем, что ветер сдувает и уносит весь более мелкий материал и обогащает поверхность грубым. Углубившись немного в почву этих пустынь, мы увидим, что она состоит из глинистого песка, в котором заключены щебень или галька. В Центральной Азии пустыни типа «гамада» или «серир» также встречаются, но занимают меньшие площади на дне больших впадин или вдоль подножия гористой пустыни, и здесь становится вполне ясно, что они тесно связаны с последней и состоят из пролювия — продукта временных потоков (рис. 114).
Песчаные пустыни представляют собой площади сыпучего песка, слагающего холмы в форме барханов или дюн. Барханные и дюнные пески можно относить к пустыням только в случае отсутствия или скудости растительности, так как при обилии последней они представляют степи или даже леса, если покрыты сосновыми борами (дюны) или рощами саксаула, своеобразного дерева песков.
Поверхность песчаной пустыни неровная, вся состоит из волнистых гряд дюн или барханов, повышающихся и понижающихся, отделенных друг от друга короткими долинами или котловинами, в которых проглядавает глинистая почва или выходы коренных пород. В этих впадинах главным образом и ютится растительность песчаной пустыни.
При отсутствии растительности песчаная пустыня производит гнетущее впечатление. Если подняться на более высокую вершину барханной цепи и оглянуться кругом, глаз до горизонта видит только одни и те же желтые барханные гряды, напоминающие волны моря во время сильного ветра, внезапно окаменевшие. Никаких признаков жизни; если кое-где встречаются трава и кустики, то их не видно, так как они прячутся на дне впадин. Еще ужаснее вид песчаной пустыни Такла-Макан, где барханы достигают 200 метров высоты и растительности совсем нет; здесь глазам представляется уже не волнение во время шторма, а громадная океанская зыбь, внезапно застывшая.
Проходить по пескам поперек или наискось барханных гряд очень тяжело: приходится беспрерывно подниматься на гребни, спускаться в котловины; если путь идет против господствующих ветров, то подниматься приходится по очень крутым и рыхлым подветренным склонам, где ноги животных вязнут по колена и они быстро выбиваются из сил. Легче идти по ветру, так как на наветренных склонах песок уплотнен и нога не вязнет, а спускаться по рыхлому песку подветренных склонов не так трудно. Конечно, легче всего идти, когда маршрут параллелен барханным цепям, так как тогда путь пройдет главным образом по котловинам, пересекая невысокие перемычки между ними. В теплое время года голая поверхность песков сильно нагревается солнцем, от нее пышет жаром, как из горячей печи, и движение в любом направлении становится еще труднее.
А когда поднимется сильный ветер, это окаменевшее желтое море быстро оживает. Барханы начинают куриться, с каждого гребня ветер срывает струйки песка, который постепенно наполняет воздух, попадает в глаза, скрипит на зубах. По наветренным склонам песок бежит по ветру змеящимися ручейками вверх, и все склоны кажутся движущимися; с гребней часть песка срывается ветром, часть ссыпается по подветренному склону пескопадами. Горячий воздух наполняется пылью и становится непрозрачным. Солнце слабо светит в виде матово-красного диска, даль скрывается в пыльной мгле. Даже верхом ехать нельзя без специальных очков, предохраняющих глаза, так как и на высоте всадника по воздуху несутся мелкие песчинки. Если ветер достигнет силы бури, путешественник может заблудиться и погибнуть, так как придется ехать в облаках песка и пыли, теряя дорогу и направление, изнуряя животных. Лучше остановиться в котловине и переждать бурю.
Глинистые пустыни не велики по размерам. Они встречаются небольшими площадями среди пустынь других типов, обычно занимая дно какой-либо впадины. Плоские берега больших озер и внутренних морей (Каспийского, Аральского, Средиземного) местами представляют глинистую пустыню. Почва ее ровная, глинистая, обыкновенно рассеченная трещинами на шестиугольные участки и настолько твердая, что подковы лошадей почти не оставляют следа. Растительность или совершенно отсутствует или представлена мелкими экземплярами, укрепившимися в трещинах. В Средней Азии такие глинистые пустыни называют «такыр». Их почва состоит из тонкого ила, который отлагается на дне плоских впадин, заливаемых мутной водой весной или после сильного дождя и высыхающих через несколько дней или недель. Некоторые глинистые пустыни представляют собой плотные или рыхлые (пухлые) солончаки. Глинистая почва их пропитана солями. На ней, обычно на плоских бугорках, растут солянки, на более высоких — кусты хармыка, на самых высоких — кусты тамариска.
Источник: «Основы геологии», В. А. Обручев, 1956