2.111. Песчаные дюны

Почему образуются песчаные дюны? Как они могут двигаться? Когда сталкиваются две песчаные дюны, как могут они сначала объединиться, а потом разделиться? Как песчаная дюна может заставить другую дюну расступиться, чтобы освободить ей проход? На фотографиях со спутников видно, что в некоторых пустынях, например в Ливийской, дюны выстраиваются почти параллельно друг другу. Почему так происходит?

ОТВЕТ • Продольные дюны — длинные песчаные валы, ориентированные в направлении господствующих ветров. Барханы — дугообразные дюны, выгнутые в направлении, перпендикулярном ветру, а их «рога» (концы) вытянуты по ветру. Все дюны образуются из простой песчаной ряби и обязаны своим появлением способности ветра перетряхивать песчинки. Многие годы, а может быть и столетия, песчинки сгоняются в растущие холмы. Однажды образовавшийся холмик столь ревностно собирает песок, что рядом с ним другие холмики либо разрушаются, либо вообще не образуются.

Когда речь заходит о дюнах, вы, вероятно, представляете себе бархан (движущуюся дугообразную дюну), хотя они встречаются достаточно редко. Одиночный бархан постепенно движется по пустыне (или вдоль дорог и через небольшие деревушки), поскольку подхваченный ветром песок с наветренной стороны перебрасывается на подветренную сторону. Постепенно подветренная сторона бархана становится слишком крутой, затем происходит обвал, уносящий песок к основанию бархана, уменьшая угол наклона поверхности и так стабилизируя ее. Так год за годом бархан сдвигается в направлении ветра.

Барханы, которые можно видеть на аэрофотоснимках, часто расположены странным образом друг относительно друга: рог одного из барханов находится напротив центральной части другого (рис. 2.35a). Это связано с тем, как дюна, расположенная с наветренной стороны, меняет воздушный поток. По прошествии достаточно долгого времени поменявший направление ветер может изменить форму дюны с подветренной стороны, что и приводит к такой необычной картине.

Рис. 2.35 / Задача 2.111. a) Вид сверху на два бархана. б) Создается впечатление, что маленькая дюна проходит через большую.

За время человеческой жизни практически нельзя увидеть, как одна дюна обгоняет другую. Но если миниатюрные дюны образуются в потоке воды, все это займет считаные минуты. Взаимодействие двух дюн происходит из-за того, что дюна, находящаяся выше по течению, изменяет характер течения воды. Кажется, что вода размывает центр расположенной ниже по течению дюны, чтобы образовался проход. На самом деле маленькая дюна выше по течению сливается с большей дюной ниже по течению, а затем от нее отделяется новая маленькая дюна (рис. 2.35б). Создается впечатление, что маленькая дюна прошла сквозь большую.

Расположенные почти параллельно продольные дюны образуются вследствие возникновения вихрей, или так называемой лэнгмюровской циркуляции. Там, где ветер дует над бескрайними плоскими песчаными пространствами, воздушный поток разбивается на горизонтальные вихревые трубы. Посмотрев вдоль одной из таких труб в направлении ветра, вы увидите, что проходящий через нее воздух медленно циркулирует либо по часовой стрелке, либо против (то, как движется воздух, можно увидеть с помощью дыма). В соседних вихревых трубах воздух циркулирует в разные стороны. Предположим, что мы смотрим в трубу, где воздух движется по часовой стрелке. Тогда по земле воздушный поток движется влево. В соседней слева трубе воздух циркулирует против часовой стрелки, а значит, на земле этот поток движется вправо. Поскольку такие два потока сходятся, они стремятся перенести песок в место «встречи». Именно там происходит образование продольной дюны. С другой стороны вихревой трубы потоки вместе не сходятся, и дюна не образуется. Поскольку вихревые трубы представляют собой почти прямые линии, продольные дюны тоже образуются вдоль прямых линий на расстоянии порядка удвоенной ширины трубы друг от друга.