области земной поверхности, где из-за слишком сухого и жаркого климата может существовать только очень скудный растительный и животный мир; обычно это области с низкой плотностью населения, а иногда вообще ненаселенные. Этот термин относится также к районам, неблагоприятным для жизни вследствие холодного климата (т.н. холодные пустыни).
Физико-географическая характеристика. Засушливость пустынь может быть объяснена двумя причинами. Пустыни умеренного пояса засушливы, потому что удалены от океанов и недостижимы для влагонесущих ветров. Сухость тропических пустынь обусловлена тем, что они расположены в области преобладающих нисходящих потоков воздуха, поступающих из экваториальной зоны, где, напротив, наблюдаются сильные восходящие токи, приводящие к образованию облачности и выпадению обильных осадков. При опускании воздушные массы, уже лишенные большей части содержавшейся в них влаги, нагреваются, еще более удаляясь от точки насыщения. Подобный процесс происходит также при пересечении воздушными потоками высоких горных хребтов: бльшая часть осадков выпадает на наветренном склоне при восходящем движении воздуха, а районы, находящиеся на подветренном склоне хребта и у его подножья, оказываются в "дождевой тени", где количество осадков невелико.
Воздух пустынь повсюду отличается чрезмерной сухостью. Как абсолютная, так и относительная влажность в течение большей части года близки к нулю. Дожди крайне редки и обычно выпадают в виде сильных ливней. На метеостанции Нуадибу на западе Сахары среднегодовая норма осадков по данным многолетних наблюдений составляет лишь 81 мм. В 1912 там выпало всего 2,5 мм дождя, но на следующий год один очень сильный ливень принес 305 мм. Высокие температуры, повышающие испаряемость, также благоприятствуют засушливости пустынь. Выпадающий над пустыней дождь часто испаряется, не достигая поверхности земли. Бльшая часть влаги, попавшей на поверхность, быстро теряется из-за испарения, и только незначительная доля просачивается в грунт или стекает в виде поверхностных водотоков. Вода, просочившаяся в почву, пополняет запасы подземных вод и может перемещаться на большие расстояния, пока не выйдет на поверхность в виде источника в оазисе. Считается, что большинство пустынь может быть превращено в цветущий сад с помощью орошения. В общем это верно, но необходима очень большая осторожность при проектировании ирригационных систем в засушливых областях, где велика опасность больших потерь воды из оросительных каналов и водохранилищ. В результате просачивания воды в грунт происходит поднятие зеркала грунтовых вод, что в условиях аридного климата и высоких температур приводит к капиллярному подтягиванию грунтовых вод к поверхности и испарению, причем растворенные в этих водах соли накапливаются в приповерхностном слое почвы, способствуя его засолению.
Температуры. Температурный режим пустыни зависит от ее конкретного географического положения. Воздух пустыни, содержащий очень мало влаги, практически не защищает сушу от солнечной радиации (в отличие от влажных районов с более высокой облачностью). Поэтому в дневные часы там ярко светит солнце и стоит испепеляющая жара. Обычны температуры ок. 50? С, а максимум, зарегистрированный в Сахаре, составляет 58? С. Ночи гораздо прохладнее, так как нагретая днем почва быстро теряет тепло. В жарких тропических пустынях суточные амплитуды температур могут быть более 40? С. В пустынях умеренного пояса сезонные колебания температур превышают суточные.
Ветер. Характерной чертой всех пустынь являются постоянно дующие ветры, часто достигающие очень большой силы. Главной причиной возникновения таких ветров является чрезмерное прогревание и связанные с ним конвективные токи воздуха, однако большое значение имеют также местные факторы, например, крупные формы рельефа или положение по отношению к планетарной системе воздушных течений. Во многих пустынях зарегистрированы скорости ветра, достигающие 80-100 км/ч. Такие ветры захватывают и переносят находящийся на поверхности рыхлый материал. Так возникают песчаные и пыльные бури - обычное явление в засушливых областях. Иногда эти бури ощущаются на большом расстоянии от очага их зарождения. Известно, например, что пыль, которая выносится ветром из Австралии, достигает порой Новой Зеландии, удаленной на 2400 км, а пыль из Сахары переносится более чем на 3000 км и отлагается в северо-западной Европе.
Рельеф. Формы рельефа пустынь существенно отличаются от тех, которые встречаются во влажных регионах. Конечно, там и здесь имеются горы, плато и равнины, однако в пустынях эти крупные формы имеют совсем иной облик. Причина в том, что пустынный рельеф создается в основном работой ветра и бурных водных потоков, которые возникают после редких ливней.
Формы, созданные водной эрозией. Водотоки в пустыне бывают двух типов. Некоторые реки, т.н. транзитные (или экзотические), например Колорадо в Северной Америке или Нил в Африке, берут начало за пределами пустыни и настолько полноводны, что, протекая через пустыню, не пересыхают полностью, несмотря на большое испарение. Существуют также временные, или эпизодические, водотоки, которые возникают после интенсивных ливней и очень быстро пересыхают, так как вода полностью испаряется или просачивается в почву. Большинство пустынных водотоков несет ил, песок, гравий и гальку, и, хотя они не имеют постоянного течения, именно ими созданы многие черты рельефа пустынных областей. Ветер также создает порой очень выразительные формы рельефа, но они уступают по значимости выработанным водными потоками.
Стекая с крутых склонов в широкие долины или пустынные впадины, водотоки отлагают свои наносы у подножья склона и образуют конусы выноса - веерообразные скопления наносов с вершиной, обращенной вверх по долине водотока. Такие образования чрезвычайно широко распространены в пустынях Юго-Запада США; часто расположенные рядом конусы сливаются, образуя у подножья гор наклонную подгорную равнину, которая здесь носит название "бахада" (исп. bajada - склон, спуск). Такие поверхности сложены рыхлыми отложениями в отличие от других пологих склонов, называемых педиментами и выработанных в коренных породах.
В пустынях быстро стекающая по крутым склонам вода размывает поверхностные отложения и создает промоины и овраги; иногда эрозионное расчленение достигает такой густоты, что образуются т.н. бедленды (см. также БЕДЛЕНД). Такие формы, образующиеся на крутых склонах гор и столовых возвышенностей, характерны для пустынных областей всего мира. Достаточно одного ливня, чтобы на склоне образовался овраг, а однажды образовавшись, он будет расти с каждым дождем. Таким образом в результате стремительного оврагообразования были разрушены большие участки разных плато.
Формы, созданные ветровой эрозией. Работа ветра (т.н. эоловые процессы) создает разнообразные формы рельефа, типичные для пустынных областей. Ветер захватывает частицы пыли, переносит их и отлагает как в самой пустыне, так и далеко за ее пределами. Там, где произошел вынос песчаных частиц, остаются глубокие ложбины длиной несколько километров или неглубокие впадины меньшего размера. Местами воздушные вихри создают странные котлообразные выемки с круто нависающими стенками или пещеры неправильной формы. Песок, переносящийся ветром, воздействует на выступы коренных пород, выявляя различия в их плотности и твердости; так возникают причудливые формы, напоминающие пьедесталы, шпили, башни, арки и окна. Часто ветром с поверхности удаляется весь мелкозем, и остается лишь мозаика отполированной, местами разноцветной, гальки, т.н. "пустынная мостовая". Такие поверхности, чисто "выметенные" ветром, широко распространены в Сахаре и Аравийской пустыне.
В других районах пустыни происходит накопление принесенных ветром песка и пыли. Наибольший интерес из образующихся таким образом форм представляют песчаные дюны. Чаще всего песок, слагающий эти дюны, состоит из кварцевых зерен, но на коралловых островах встречаются дюны из частиц известняка, а песчаные дюны в природном национальном памятнике Уайт-Сандс ("Белые пески") в штате Нью-Мексико в США образованы чистым белым гипсом. Дюны образуются там, где воздушный поток встречает на своем пути препятствие, например большой валун или кустарник. Накопление песка начинается с подветренной стороны преграды. Высота большинства дюн находится в диапазоне от нескольких метров до нескольких десятков метров, но известны дюны, достигающие в высоту 300 м. Если они не закреплены растительностью, то смещаются в направлении господствующих ветров. При движении дюны песок переносится ветром вверх по пологому наветренному склону и осыпается с гребня подветренного склона. Скорость движения дюн невелика - в среднем 6-10 м в год; однако известен случай, когда в пустыне Кызылкум при исключительно сильном ветре дюны переместились за один день на 20 м. При движении песок перекрывает все, что находится на его пути. Известны случаи, когда песком были засыпаны целые города.
Некоторые дюны представляют собой кучи песка неправильной формы, другие же, образовавшиеся при преобладании ветров постоянного направления, имеют четко выраженный пологий наветренный склон и крутой (ок. 32?) - подветренный. Особая разновидность дюн носит название барханов. Эти дюны имеют правильную серповидную в плане форму, с крутым и высоким подветренным склоном и вытянутыми в направлении ветра заостренными "рогами". Во всех районах распространения дюнного рельефа наблюдается множество впадин неправильной формы; некоторые из них созданы вихревыми потоками воздуха, другие образовались просто в результате неравномерного отложения песка.
Пустыни умеренного пояса обычно расположены в глубине материков, вдали от океанов. Самую большую площадь они занимают в Азии, крупнейшей части света; на втором месте стоит Северная Америка. Во многих случаях такие пустыни окружены горами или плоскогорьями, преграждающими доступ влажному морскому воздуху. Там, где высокие горные хребты находятся вблизи океана и параллельны береговой линии, как на западе Северной Америки, пустыни подходят довольно близко к берегу. Однако, за исключением пустынных областей Патагонии, расположенных в дождевой тени Анд на юге Южной Америки, и пустыни Сонора в Мексике, ни одна пустыня умеренного пояса не выходит непосредственно к морю.
Температуры пустынь умеренного пояса обнаруживают значительные сезонные колебания, однако назвать типичные значения трудно, так как эти пустыни имеют большую протяженность с севера на юг (в Азии и Северной Америке до 15-20? по широте). Лето в таких пустынях обычно теплое, даже жаркое, а зима, как правило, холодная; зимние температуры могут довольно долго держаться ниже 0? С.
Рассмотрим климат и рельеф пустынь Центральной Азии (на территории Казахстана, Узбекистана и Туркменистана) и пустыни Гоби в Монголии, типичных для умеренного пояса. Все эти пустыни расположены во внутренних районах Азии, недоступных для влажных океанических ветров, поскольку содержащаяся в них влага выпадает в виде осадков, не достигнув этих районов. Гималаи преграждают путь влажным летним муссонам с Индийского океана, а горы Турции и Западной Европы существенно снижают количество влаги, поступающей с Атлантики. В Западном полушарии типичным примером пустынь умеренного пояса являются пустыни Большого Бассейна на юго-западе США и пустыни Патагонии в Аргентине.
Пустыни Центральной Азии включают плато Устюрт между Аральским и Каспийским морями, Каракумы южнее Аральского моря и Кызылкум к юго-востоку от него. Эти три пустынные области образуют обширный бассейн внутреннего стока, где реки текут в Аральское или Каспийское море. Три четверти площади занимают пустынные равнины, ограниченные высокими горными цепями Копетдага, Гиндукуша и Алая. Каракумы и Кызылкум - это песчаные пустыни с грядами дюн, многие из которых закреплены растительностью. Годовая сумма осадков не превышает 150 мм, однако на горных склонах она может достигать 350 мм. Снег на равнинах выпадает редко, в горах же довольно обычен. Температуры летом высокие, а зимой опускаются до 2?... -4? С. Основным источником ирригационных вод служат берущие начало в горах реки Амударья и Сырдарья. На орошаемых землях выращиваются наиболее ценные сорта хлопка, пшеница и другие зерновые, однако высокая испаряемость способствует засолению почвы, затрудняющему нормальное развитие растений. Из полезных ископаемых добываются золото, медь и нефть.
Пустыня Гоби. Под этим названием известна обширная пустынная область, площадь которой составляет ок. 1600 тыс. км2; со всех сторон ее окружают высокие горы: на севере - Монгольский Алтай и Хангай, на юге - Алтынтаг и Наньшань, на западе - Памир и на востоке - Большой Хинган. В пределах крупной депрессии, занятой пустыней Гоби, существует множество малых впадин, в которых летом собирается стекающая с гор вода. Так образуются временные озера. Среднегодовое количество осадков в Гоби менее 250 мм. Зимой на низменностях изредка выпадает немного снега. Летом температура достигает 46? С в тени, а зимой временами опускается до -40? С. Для этих мест обычны сильные ветры, пыльные и песчаные бури. На протяжении многих тысяч лет пыль и ил выносились ветром в северо-восточные районы Китая, где в результате образовались мощные лёссовые покровы.
Рельеф самой пустыни довольно разнообразен. Большую площадь занимают выходы древних горных пород. В других районах дюнный рельеф подвижных песков чередуется с волнистыми галечными равнинами. Часто на поверхности образуется "мостовая", состоящая из обломков пород или разноцветной гальки. Наиболее удивительными образованиями такого рода являются участки каменистой пустыни, покрытые черной пленкой оксидов железа и марганца (т.н. "пустынным загаром"). Вокруг оазисов и пересыхающих озер встречаются засоленные глины с корками солей на поверхности. Деревья растут только по берегам стекающих с гор рек. На окраинах Гоби встречаются различные животные. Население в основном сосредоточено в оазисах или вблизи колодцев и скважин. Через пустыню проложены железные и шоссейные дороги.
Гоби не всегда была пустыней. В позднеюрское и раннемеловое время здесь протекали реки, отлагавшие песчано-илистые и гравийно-галечные осадки. В долинах рек росли деревья, местами даже леса. Здесь процветали динозавры, о чем свидетельствуют кладки яиц, обнаруженные в 1920-х годах экспедициями Американского музея естественной истории. С конца юрского периода и в течение мелового и третичного природные условия были благоприятны для обитания млекопитающих, пресмыкающихся, насекомых и, вероятно, птиц. Известно также, что здесь жил человек, о чем свидетельствуют находки неолитических, мезолитических, поздне- и раннепалеолитических орудий.
Большой Бассейн. Пустынная область Большого Бассейна на западе США занимает около половины площади физико-географической провинции Бассейнов и хребтов; она ограничена с востока хребтом Уосатч (Скалистые горы), а с запада хребтами Каскадным и Сьерра-Невада. На ее территории умещаются почти весь штат Невада, частично - южный Орегон и Айдахо, а также часть восточной Калифорнии. Это самые неблагоприятные для жизни человека районы Северной Америки. За исключением нескольких оазисов, это действительно пустыня, где небольшие впадины чередуются с короткими горными хребтами. Впадины, как правило, бессточные, и многие из них заняты солеными озерами. Наиболее крупные - Большое Соленое озеро в Юте, оз.Пирамид в Неваде и оз.Моно в Калифорнии; все они питаются стекающими с гор водотоками. Единственная река, пересекающая Большой Бассейн, - Колорадо. Климат засушливый, количество осадков не превышает 250 мм в год, воздух всегда сухой. Летом температуры обычно выше 35? С, зимы довольно теплые.
На значительной части Большого Бассейна воду не удается получить даже из колодцев. В то же время почвы местами довольно плодородные и при орошении могут использоваться для земледелия. Однако единственный район, где с помощью орошения удалось освоить пустынные земли, это окрестности Солт-Лейк-Сити в штате Юта; на остальной территории сельское хозяйство представлено почти исключительно скотоводством.
Большой Бассейн представляет яркие примеры разнообразных типов и форм пустынного рельефа: в южной Калифорнии обширные поля песчаных дюн, в Неваде - наклонные аккумулятивные равнины (бахада), межгорные впадины с плоским дном - больсоны (исп. bolson - мешок), слабо наклонные денудационные равнины у подножий крутых склонов - педименты, днища пересохших озер и солончаки. Вблизи города Уэндовер в Юте простирается обширная плоская равнина (бывшее дно оз.Бонневилл), где проводятся автомобильные гонки. По всей пустыне встречаются изрезанные ветром разноцветные скалы причудливых очертаний, арки, сквозные отверстия и узкие гряды с острыми гребнями, разделенные бороздами (ярданги). Большой Бассейн богат полезными ископаемыми (золото и серебро в Неваде, бура в калифорнийской Долине Смерти, поваренная и глауберова соль и уран в Юте), продолжаются интенсивная разведка и разработка месторождений. На юге Большой Бассейн переходит в пустыню Сонора, по облику сходную с другими пустынями Бассейна, однако бльшая ее часть имеет сток в океан. Сонора расположена в основном на территории Мексики.
Патагонская пустынная область тянется узкой полосой у подножий и в нижней части восточного склона Анд в Аргентине. Ее наиболее засушливая часть простирается от Южного тропика примерно до 35? ю.ш., поскольку вся влага, содержащаяся в воздушных массах, приходящих с Тихого океана, выпадает в виде дождя над Андами, не достигнув восточных предгорий. Население крайне малочисленное. Летние (январские) температуры в среднем составляют 21? С, а средние зимние (июльские) колеблются в пределах от 10 до 16? С. Минеральные ресурсы ограничены, а из-за труднодоступности она является одной из наименее изученных пустынь мира.
Тропические, или пассатные, пустыни. К этому типу относятся пустыни Аравии, Сирии, Ирака, Афганистана и Пакистана; исключительно своеобразная пустыня Атакама в Чили; пустыня Тар на северо-западе Индии; огромные пустыни Австралии; Калахари в Южной Африке; и наконец, величайшая пустыня мира - Сахара в Северной Африке. Тропические азиатские пустыни вместе с Сахарой образуют непрерывный засушливый пояс, протянувшийся на 7200 км от атлантического побережья Африки на восток, с осью, приблизительно совпадающей с Северным тропиком; в некоторых районах внутри этого пояса практически никогда не бывает дождей. Закономерности общей циркуляции атмосферы приводят к тому, что в этих местах преобладают нисходящие движения воздушных масс, что и объясняет исключительную засушливость климата. В отличие от пустынь Америки, в азиатских пустынях и в Сахаре издавна обитает человек, приспособившийся к этим условиям, однако плотность населения здесь очень низка.
Пустыня Сахара простирается от Атлантического океана на западе до Красного моря на востоке, и от подножий Атласа и Средиземноморского побережья на севере примерно до 15? с.ш. на юге, где граничит с зоной саванн. Ее площадь ок. 7700 тыс. км2. Средние июльские температуры на большей части пустыни превышают 32? С, средние январские колеблются в интервале от 16 до 27? С. Дневные температуры высоки, например, в Эль-Азизии (Ливия) была зарегистрирована дневная температура 58? С; ночи бывают довольно холодными. Часты сильные ветры, которые могут выносить пыль и даже песок далеко за пределы Африки, в Атлантический океан или в Европу. Пыльные ветры, зарождающиеся в Сахаре, известны под местными названиями сирокко, хамсин и харматтан. Осадков повсюду, за исключением ряда горных районов, выпадает менее 250 мм в год, и происходит это крайне нерегулярно. Существует несколько пунктов, где дожди вообще ни разу не были зарегистрированы. Во время дождей, как правило ливневых, сухие русла (вади) быстро превращаются в бурные потоки.
В рельефе Сахары выделяется ряд низких и средневысотных столовых возвышенностей, над которыми поднимаются изолированные горные массивы, такие, как Ахаггар (Алжир) или Тибести (Чад). К северу от них расположены замкнутые солончаковые впадины, наиболее крупные из которых в период зимних дождей превращаются в мелководные соленые озера (например, Мельгир в Алжире и Джерид в Тунисе). Поверхность Сахары довольно разнообразна; обширные пространства покрыты незакрепленными песчаными дюнами (такие участки называются эргами), широко распространены каменистые поверхности, выработанные в коренных породах и покрытые щебнем (хамада) и гравием или галькой (реги).
В северной части пустыни глубокие колодцы или источники обеспечивают водой оазисы, благодаря чему выращиваются финиковые пальмы, оливковые деревья, виноград, пшеница и ячмень. Предполагают, что грунтовые воды, питающие водой эти оазисы, поступают со склонов Атласа, расположенного на 300-500 км севернее. Во многих районах Сахары древние города были погребены слоем песка; возможно, это свидетельствует о сравнительно недавнем иссушении климата. На востоке пустыня прорезана долиной Нила; издавна эта река давала жителям воду для орошения и создавала плодородную почву, отлагая ил во время ежегодных паводков; режим реки изменился после сооружения Асуанской плотины.
В 1960-х годах в Алжирском и Тунисском секторах Сахары началась добыча нефти и природного газа. Основные залежи сосредоточены в районе Хасси-Месауд (в Алжире). В конце 1960-х годов еще более богатые нефтяные месторождения были обнаружены в Ливийском секторе Сахары. Транспортная система на территории пустыни подверглась существенным усовершенствованиям. Несколько шоссейных дорог пересекли Сахару с севера на юг, не вытеснив, однако, освященных временем верблюжьих караванов.
Аравийские пустыни считаются самыми типичными на Земле. Их обширные пространства заняты движущимися барханами и песчаными массивами, а в центральной части наблюдаются выходы коренных пород. Количество осадков незначительно, температуры высокие, с обычными для пустынь большими суточными амплитудами. Часты сильные ветры, песчаные и пыльные бури. Бльшая часть территории совершенно необитаема.
Пустыня Атакама расположена на севере Чили у подножия Анд на побережье Тихого океана. Это одна из самых засушливых областей на Земле; в среднем за год здесь выпадает лишь 75 мм осадков. По данным многолетних метеонаблюдений, на некоторых участках дождей не было на протяжении 13 лет. Большинство рек, стекающих с гор, теряется в песках, и только три из них (Лоа, Копьяпо и Саладо) пересекают пустыню и впадают в океан. В пустыне Атакама находится крупнейшее в мире месторождение натриевой селитры протяженностью 640 км и шириной 65-95 км.
Пустыни Австралии. Хотя единой "Австралийской пустыни" как таковой не существует, центральная и западная части этого материка общей площадью более 3 млн. км2 получают менее 250 мм осадков в год. Несмотря на столь скудные и нерегулярно выпадающие дожди, на большей части этой территории имеется растительный покров, в котором преобладают очень колючие злаки рода Triodia и акация плосколистная, или мульга (Acacia aneura). Местами, как, например, в районе Алис-Спрингс, возможен выпас скота, хотя кормовая продуктивность пастбищ очень низкая и на каждую голову крупного рогатого скота требуется от 20 до 150 га пастбищных угодий.
Обширные территории, покрытые параллельными песчаными грядами, имеющими протяженность до нескольких километров, представляют собой настоящие пустыни. Они включают Большую Песчаную пустыню, Большую пустыню Виктория, пустыни Гибсона, Танами и Симпсон. Даже в этих районах бльшая часть поверхности покрыта разреженной растительностью, однако их хозяйственному использованию мешает недостаток воды. Имеются также большие пространства каменистых пустынь, которые почти полностью лишены растительности. Сколько-нибудь значительные площади, занятые движущимися песчаными барханами, встречаются редко. Большинство рек заполняется водой эпизодически, и бльшая часть территории не имеет развитой системы стока.