Желдер планеталық ландшафттарды қалай қалыптастырады

Планетаның беті ешқашан өзгеріссіз күйде тұрмайды — ол күнделікті өмірде адам көбіне байқамайтын күштердің әсерінен үнемі өзгеріп отырады. Бұл өзгерістерге су, мұз, тартылыс күші және тірі ағзалар қатысады, бірақ олардың ішінде желдің орны ерекше: атмосфера бар жерде ол барлық жерде әрекет етеді және өзен арналары немесе тау беткейлері сияқты шектеулерге бағынбайды. Ауа ағындарының материалды тасымалдауы мен шөктіруіне байланысты барлық процестерді ғалымдар «эолдық әрекет» деп атайды — бұл атау ежелгі грек мифологиясындағы желдердің әміршісі Эолдың есімімен байланысты. Дәл осы процестер шөлдегі құм төбелерін және тас «саңырауқұлақтарды» қалыптастырады, жартастарды тегістеп жылтыратады және құнарлы лёсс жазығын түзеді. Оның ауқымы таңғаларлық: кейбір эолдық шөгінділер бастапқы көзінен мыңдаған километрге дейін таралады, ал кейбір жер бедері формалары миллиондаған жылдар бойы үздіксіз қалыптасқан. Қозғалыстағы ауаның Жердің келбетін қалай қалыптастыратынын түсіну — планетаны мүлде жаңа көзқараспен көру деген сөз.

Эрозия: жел тасты қалай бұзады

Геоморфологтар дефляция мен корразия деп атайтын ауа ағындарының бұзушы әрекеті тұтас жартас массивтерін күрделі табиғи мүсіндерге айналдыра алады. Бұл екі процесс көбіне бір уақытта жүреді, бірақ әрқайсысының өзіндік механизмі бар және олар жер бедерінде ерекше із қалдырады.

Дефляция — қорғалмаған жер бетінен борпылдақ бөлшектердің ұшып кетуі. Өсімдік жамылғысы жоқ жерлерде жел топырақ қабатын біртіндеп ұшырып, дефляциялық қазаншұңқырлар деп аталатын ойыстарды қалыптастырады. Сахарадағы ең ірі осындай ойыстар жүз метрге дейін тереңдеп, ондаған километрге созылады — олардың қалыптасуы жүздеген мың жыл бойы үздіксіз үгілу нәтижесінде болған.

Корразия басқа жолмен әсер етеді — ауа ағынымен бірге ұшқан құм түйіршіктері жартас бетін наждак қағазы сияқты қажап тоздырады. Жерге жақын жерде бөлшектердің концентрациясы жоғары болады, сондықтан жартас негізі оның төбесіне қарағанда жылдамырақ бұзылады. Нәтижесінде атақты «тас саңырауқұлақтар» пайда болады — кең қалпақты және жіңішке тіректі ерекше пішіндер. Мұндай пішіндер Египет, Иордания шөлдерінде және АҚШ-тың оңтүстік-батысында кең таралған.

Жел эрозиясының нәтижелері ішінде ерекше назар аударатын бірнеше құбылыс бар:

• ярдангтар — қатты қабаттар арасындағы жұмсақ жыныстардың желмен ұшырылуы нәтижесінде пайда болатын созылыңқы жоталар, олар басым жел бағытына дәл бағытталып орналасады;
• вентифактілер — ауа абразиясының әсерінен тегіс қырлары мен өткір жиектері қалыптасқан, айнадай жылтыр тастар;
• шөлдік қара қабық — жел жыныстың сыртқы қабаттарын алып кеткеннен кейін ашылатын темір мен марганецке бай қара түсті қабат;
• тақырлар — дефляция ұсақ бөлшектердің бәрін ұшырып әкеткеннен кейін қалыптасатын, жарықшақтанған тегіс сазды алаңдар.

Желдің бұзушы әрекеті парадоксалды түрде Жердегі ең көркем ландшафтардың кейбірін қалыптастырады.

Тасымалдау және жиналу: құм төбелерінің пайда болуы

Ауа ағындарының материалды тасымалдауы және кейіннен оны шөктіруі таулы жүйелерден кем түспейтін әсем әрі алуан түрлі жер бедері формаларын туғызады. Негізгі «құрылыс материалы» — диаметрі 0,1–2 миллиметр болатын құм түйіршіктері, өйткені дәл осындай өлшем жел арқылы оңай көтеріліп, тасымалданады.

Ғалымдар бөлшектердің қозғалуын үш негізгі тәсіл арқылы түсіндіреді. Ең әсерлісі — сальтация, яғни секірмелі қозғалыс: құм түйіршіктері жоғары көтеріліп, доға жасап ұшып барып жерге соғылады және жаңа бөлшектерді ауаға көтереді. Ірі түйірлер жер бетімен домалап қозғалады — бұл процесс тракция деп аталады. Ал ең ұсақ шаң бөлшектері ауада қалқып, мыңдаған километрге дейін ұшып кетіп, шөлдерден алыс жерлерге шөгеді.

Құм төбесі желдің жылдамдығы төмендеп, бөлшектер қозғала алмай қалған жерде пайда болады. Мұндай шөгінділердің пішіні бірнеше факторға байланысты:

1. Бархандар — тұрақты жел бағыты және құмның аздығы жағдайында пайда болатын орақ тәрізді құм төбелері. Олардың дөңес жағы желге қарсы бағытталған, «мүйіздері» жел бағытына қарай созылады, ал тік беткейі — слип — үнемі шағын көшкіндер арқылы төмен сырғып отырады. Бархандар жылына отыз метрге дейін жылжып, жолдар мен елді мекендерге қауіп төндіруі мүмкін.
2. Жұлдыз тәрізді дюналар әртүрлі бағыттан соғатын желдердің әсерінен қалыптасады. Олар көлденең бағытта жылжымайды, бірақ жоғары қарай өсіп, кейде үш жүз метрге дейін жетеді — мұндай алып дюналар Алжирдегі Сахарада және Намибияда кездеседі.
3. Ұзынша жоталар басым жел бағытына параллель түрде ондаған және жүздеген километрге дейін созылады. Арабия шөлдерінде мұндай жоталардың классикалық үлгілері кездеседі — параллель үйінділер арасында біркелкі дәліздер орналасқан, олар арқылы көшпенділер ежелден сауда жолдарын жүргізген.
4. Параболалық дюналар бархандардан айырмашылығы — дөңес жағы жел бағытына қарайды, ал олардың «мүйіздерін» өсімдіктер бекітіп тұрады. Мұндай пішіндер жартылай құрғақ жағалауларда және өсімдік жамылғысы тұрақсыз ішкі аудандарда кездеседі, мысалы Балтық теңізі жағалауларында.

Дюналардың алуан түрлілігі жел, жер бедері және құм мөлшері арасындағы күрделі өзара әрекетті көрсетеді.

Лёсс: желдің Жер құнарлылығына қосқан көрінбейтін үлесі

Ауа ағындарының барлық әрекеті тек бұзу немесе бөгеттер қалыптастырумен байланысты емес. Құрлықтық қашықтықтарға тасымалданған өте ұсақ шаң бөлшектері ақырында шөгіп, ең құнды геологиялық материалдардың бірі — лёссті қалыптастырады.

Лёсс — негізінен 0,01–0,05 миллиметр өлшемдегі бөлшектерден тұратын біркелкі, борпылдақ, сарғыш-сұр түсті жыныс. Оның ерекше кеуекті құрылымы бұл материалды өте құнарлы етеді — әлемдегі ең өнімді топырақтардың көпшілігі дәл лёсс шөгінділерінде қалыптасқан. Аумағы 600 000 шаршы километрден асатын Қытайдың лёсс үстірті бірнеше миллион жыл бойы Орталық Азия шөлдерінен келген шаң арқылы қалыптасқан және бүгінде жүздеген миллион адамды азықпен қамтамасыз етеді.

Украина мен Молдова орманды далалары, Аргентинаның пампасы және Орталық Еуропаның жазықтары — бұл ауыл шаруашылығы аймақтарының құнарлылығы мұз дәуіріндегі желдерге байланысты. Ол кезде алып мұздықтар тау жыныстарын ұсақ ұнтаққа дейін үгітіп, желдер оны жүздеген километрге оңтүстікке тасымалдап, аңғарларды қалың лёсс қабаттарымен жапқан. Кейбір жерлерде бұл қабаттардың қалыңдығы екі жүз метрге дейін жетеді.

Лёсс ландшафттарының әлсіз жағы да бар. Өсімдік жамылғысы аздап бұзылған жағдайда олар су эрозиясына өте осал келеді және терең жыралар пайда болады. Солтүстік-батыс Қытай бұл құбылыстың айқын мысалы — эрозия бұрын құнарлы болған кейбір жерлерді жыралармен тілімденген, өңдеуге жарамсыз бедлендтерге айналдырған.

Жерден тыс желдер: басқа планеталардағы эолдық ландшафтар

Ауа ағындары жер бедерін тек біздің планетада ғана қалыптастырмайды. Атмосферасы бар кез келген әлемде эолдық процестер міндетті түрде байқалады, ал басқа планеталарды зерттеу Жер ландшафттарын жаңа қырынан көруге мүмкіндік береді.

Марс — құм қозғалысы тіркелген алғашқы планета. Оның атмосферасы Жер атмосферасынан шамамен жүз есе сирек болса да, жел жылдамдығы сағатына 300 километрге дейін жетеді және ол тиімді геологиялық күшке айналады. Қызыл планетада бархандар, ұзынша жоталар, ярдангтар және биіктігі сегіз километрге жететін алып шаң құйындары табылған.

Сатурнның ең ірі серігі Титан да тығыз атмосферасының астында кең дюналық алқаптарды сақтайды. Олар кварц құмынан емес, органикалық көмірсутек бөлшектерінен құралған, бірақ олардың пішіні Жердегі Арабия немесе Намибия шөлдерінің ұзынша жоталарын таңғаларлық дәрежеде еске түсіреді. Бұл ұқсастық эолдық процестер физикасының заттың химиялық құрамына тәуелсіз екенін көрсетеді.

Венера да, атмосфералық қысымы өте жоғары болғанына қарамастан, жел әрекетінің іздерін көрсетеді. Кеңестік «Венера» және америкалық «Магеллан» аппараттарының радарлық суреттері ірі кратерлердің артында жел ізіне ұқсас құрылымдарды анықтады, олардың бағыты беткі қабаттағы басым ауа ағындарын қалпына келтіруге мүмкіндік береді.

Жел геологиялық күш ретінде таңғаларлық тұрақтылық көрсетеді: Күн жүйесінің кез келген нүктесінде атмосфера және бос материал бар болса, ол бірден жұмысқа кірісіп, жер бедерінің тіпті ғарыштың басқа бөлігінде де таныс болып көрінетін пішіндерін қалыптастырады. Табиғат заңдарының осы бірлігі ғалымдарды Марс пен Титанды Жердің ерте кезеңдерін түсіндіретін табиғи зертханалар ретінде пайдалануға шабыттандырады. Жердегі климаттың өзгеруі жел белдеулерін жылжытуы мүмкін, соның салдарынан кейбір аймақтарда эолдық әрекет күшейіп, басқа жерлерде әлсірейді. Адамзат бұл механизмдерді қаншалықты жақсы түсінсе, болашақтағы өзгеретін ландшафттарға бейімделу мүмкіндігі де соншалық жоғары болады.