Пустыни Земли: тропический пояс

    В южной части Африки, на востоке которой действует  влажный юго-восточный пассат  со стороны Индийского океана, пустыня (Намиб) выражена только  на западной окраине, находящейся  под действием сухого пассата, приходящего со стороны материка.

    В Южной Америке пустыни  по западному побережью тянутся  почти до самого экватора, тогда  как в Африке они не достигают  и 15 градусов как в северном, так  и в южном полушариях, а в  Северной Америке они даже  не доходят до северного тропика.

    Такое различие в протяженности  пустынь с севера на юг на  западных окраинах материков  объясняется различиями в протяженности  зон действия сухих пассатов, а вместе с ними холодных  течений, проходящих вдоль западных  берегов материков (над этими течениями испарение невелико, что и обуславливает небольшие здесь количества осадков). Холодное Перуанское течение у западных берегов Южной Америки самое протяженное из них, не только достигающее экватора, но и заходящее в северное полушарие, а вместе с ним оказываются и протяженными здесь береговые пустыни.

    В Австралии в расположении  пустынь наблюдается нечто подобное  Сахаре, то есть здесь пустыни  пролегли почти от берега и  до берега (рис.1) благодаря действию  на подавляющей части материка  в тропических широтах сухих пассатов. Только на восточной окраине Австралии юго-восточные влажные. Поступая со стороны тихого океана, где проходит вдоль берега теплое Восточно-Австралийское течение, они отдают свои осадки на склонах прибрежных гор.

    В Северной Америке пустыни занимают наименьшее место, ограничиваясь, по существу, полуостровом Калифорния и районом нижнего течения реки Колорадо, что связано с полуостровным характером западной окраины этого материка в тропических широтах (полуостров Калифорния) и общим его выклиниванием на юге как раз в тех широтах, в которых на других материках пустыни имеют наибольшее распространение. Поэтому климат здесь не столь сухой, как, например, в Сахаре, расположенной в аналогичных широтах.

    В Евразии, на самом  большом материке с обширными замкнутыми горами и равнинами, пустыни занимают самые большие территории и проникают далее всего на север – до 50-го градуса северной широты (в западной части Монголии). К тому же по соседству с Евразией находится Африка, которая отгораживает прилегающие к ней части Евразии (Аравию) от действия влажных ветров (6).

2.2. Климат и внутренние воды.

     Зональное распределение  температур и атмосферного давления  определяет специфику ветров, общую  циркуляцию атмосферы. Над экватором, где происходит наибольший нагрев суши и водной поверхности, господствуют восходящие движения воздуха. Здесь образуется область штилей и слабых переменных ветров. Теплый воздух, поднявшийся над экватором, несколько охлаждаясь, теряет большое количество влаги, выпадающей в виде тропических ливней. Затем в верхних слоях атмосферы воздух стекает на север и юг, в сторону тропиков. Эти воздушные потоки называют антипассатами. Под действием вращения земли в северном полушарии антипассаты откланяются вправо, в южном – влево. Примерно над широтами 30-40°С (у субтропиков) угол их отклонения составляет около 90°С, и они начинают перемещаться уже по параллелям. На этих широтах воздушные массы опускаются к нагретой поверхности, где еще больше нагреваются, и удаляются от критической точки насыщения. В связи с тем что в тропиках круглый год высокое атмосферное давление, а у экватора, наоборот, пониженное, у поверхности земли возникает постоянное движение воздушных масс (пассатов) от субтропиков к экватору. Под воздействием того же отклоняющего влияния Земли в северном полушарии пассаты движутся с северо-востока на юго-запад, в южном – с юго-востока на северо-запад. Пассаты захватывают только нижнюю толщу тропосферы – 1,5-2,5 км. Господствующие в экваториально-тропических широтах пассаты определяют устойчивую стратификацию атмосферы, препятствуют вертикальным движениям и связанному с ними развитию облаков, выпадению осадков. Поэтому облачность в этих поясах не значительна, а приток солнечной радиации наибольший. Вследствие этого здесь наблюдается крайняя сухость воздуха (относительная влажность в летние месяцы составляет в среднем около 30%) и исключительно высокие летние температуры. Средняя температура воздуха на материках в тропическом поясе летом превышает 30-35°С; здесь зафиксирована самая высокая на земном шаре температура воздуха – плюс 58°С (недалеко от города Триполи). Средняя годовая амплитуда температуры воздуха – около 20°С, а суточная может доходить до 50°С, поверхности почвы – порой превышает 80°С. Осадки выпадают очень редко, в виде ливней. В субтропических широтах (между 30 и 45°С северных и южных широт) величина суммарной радиации уменьшается, а циклоническая деятельность способствует увлажнению и выпадению осадков, приуроченных главным образом к холодному периоду года. Однако на материках развиваются малоподвижные депрессии термического происхождения, вызывающие резкую засушливость. Здесь средняя температура летних месяцев 30°С и более, максимальная же может достигнуть 50°С. В субтропических широтах наибольшей сухостью отличаются межгорные впадины, где годовое количество осадков не превышает 100-200 мм (5)

   В климатических особенностях  умеренных, тропических и субтропических пустынь есть различия. В пустынях умеренного пояса на протяжении всего года господствуют умеренные воздушные массы. В умеренном поясе условия для формирования пустынь возникают во внутриконтинентальных районах, таких как Центральная Азия, где осадков выпадает не более 200 мм. В связи с тем что Центральная Азия отгорожена от циклонов и муссонов горными поднятиями, здесь летом образуется барическая депрессия. Воздух отличается большой сухостью, высокой температурой (до 40°С и более) и сильной запыленностью. Редко проникающие сюда с циклонами воздушные массы с океанов и из Арктики быстро прогреваются и иссушаются.

Таким образом, характер общей циркуляции атмосферы, обусловленный планетарными особенностями, и местные географические условия создают своеобразную климатическую обстановку, формирующую к северу и югу от экватора, между 15 и 45°С широты, зону пустынь. К этому добавляется влияние холодных течений тропических широт (Перуанское, Бенгальское, Западно-Австралийское, Канарское и Калифорнийское). Создавая температурную инверсию, прохладные, насыщенные влагой морские воздушные массы, восточных постоянных ветров барических максимумов приводят к образованию прибрежных прохладных и туманных пустынь с еще меньшим выпадением осадков в виде дождя.

    По степени аридности – засушливости многие территории неодинаковы. Это дало основание делить аридные земли на экстрааридные, аридные и полуаридные, или чрезвычайно засушливые, засушливые и полузасушливые. При этом к экстрааридным относят области, где вероятность постоянных засух – 75-100%, к аридным – 50-75% и полуаридные – 20-40%. К последним относят саваны, пампы, пушты , прерии, где органическая жизнь протекает в природной обстановке, при которой, кроме отдельных лет, засуха не является определяющим условием развития. Редкие засухи с вероятностью 10-15% свойственны и степной зоне. Следовательно, к аридной зоне относятся не все области суши, где бывают засухи, а лишь те, где органическая жизнь в значительной степени находится под их влиянием длительное время (6).

    К пустыням относятся территории с предельно засушливым климатом. Осадков выпадает менее 250 мм в год, испаряемость превышает осадки во много раз, земледелие без искусственного орошения невозможно, преобладает перемещение водорастворимых солей и концентрация их на поверхности, в почве мало органических веществ.

    Большое значение для  пустынь имеет также подземный и подрусловой сток, питающий их подземные воды. Горы – области, откуда выносятся продукты разрушения, для которых пустыни служат местом аккумуляции. Реки поставляют на равнину массу рыхлого материала. Здесь он отсортировывается, перетирается в еще более мелких частицы и выстилает поверхность пустынь. В результате многовековой работы рек равнины покрываются многометровым слоем аллювиальных отложений. Реки сточных областей выносят огромную массу перевеянного и обломочного материала в Мировой океан. Поэтому пустыни сточных областей отличаются незначительным распространением древнеаллювиальных и озерных отложений (Сахара и др.). Наоборот, бессточные области (Туранская низменность, Иранское нагорье и др.) отличаются мощными толщами отложений.

    Для пустынь Южной Америки характерно небольшое количество воды, которая обеспечивается подземными водами различного качества и реками, которые начинаются в Андах и образовывают глубокие каньоны. Часто эти водотоки, не достигая океана, образуют небольшие оазисы. Здесь же отмечаются (иногда раз в 10 лет) кратковременные паводки, называемые «авенидас де аква». Они вызываются ливнями в Андах в период летних месяцев.

    Как и в большинстве пустынь других континентов, географическая сеть пустынь Австралии представлена временными пересыхающими водотоками, называемыми здесь криками. Сток рек пустынь Австралии принадлежит частично бассейну Индийского океана и бассейну озера Эйр. Значительня часть озер Австралии расположена в пустынях. Самые крупные из них озера – Эйр, Торренс, Гэрднер, Амадиес, Маккай, Карнеги и другие – представляют собой солончаковые болота или высохшие котловины, покрытые мощным слоем солей, в составе которых преобладает гипс.

    В континентальных пустынях  Азии крупных озер мало. Они  образуются лишь там, где реки с большим стоком выносят свои воды в глубокие котловины. Важное значение здесь имеют подземные воды, большая часть их минерализована, притом соленость меняется. Пресные воды залегают под барханными песками, где скапливаются атмосферные осадки, и около такыров, имеющих сток, уходящий в пески. Исследования подземных вод дают следующую картину их залегания. Верхний слой песков – зона аэрации. Через эту зону осадки и конденсационная влага проникают в нижележащие слои почвы. На глубине 10-15 метров и ниже залегают грунтовые воды.

    Для пустынь Северной Америки также характерны временные водотоки, которые образуются при выпадении осадков. Днища сухих озер, сильно засоленные  и лишь изредка наполняющиеся водой, практически лишены растительности. Самое крупное из таких древних сухих озер – озеро Бонвилл. Подземные воды достигают высокой минерализации за счет растворяющихся под воздействием скудных осадков солей. Затем влага из почвы испаряется, а соли опять кристаллизуются.

    Пустыни сахаро-аравийского типа в целом слабо обеспечены водой, но посравнению с другими пустынями мира наиболее богаты подземными водами. Обедненность водой сложилась прежде всего из-за отсутствия поверхностных источников. Кроме Нила, который от места слияния Белого и Голубого Нила и до устья пересекает Сахару, не имея притоков, а также небольшого широтного участка реки Нигер (от Томбукту до Бурем), в этих пустынях нет ни одного поверхностного постоянного источника.

    В Сахаре в районах  с преобладанием песчаной поверхности, как правило, сток образуется при выпадении осадков более 30 мм., а на каменистых и щебнистых территориях – и при меньшем количестве (2).    

2.3. Почвенно-растительный покров.

    Факторы почвообразования в пустынях имеют много общих черт, даже несмотря на разницу в продолжительности периода с положительными температурами на протяжении года в границах географических поясов. Поэтому между пустынями разных климатических поясов практически отсутствует разница в образовании зональных и азональных почв.

    Серо-бурые почвы занимают  внутриконтинентальные области  в Центральной Азии; в Африке  встречаются на территории пустыни  Сахары; в Северной Америке эти  почвы встречаются в пустынях  Калифорнийского полуострова; в  Австралии распространены на  продуктах размыва древней красноцветной коры выветривания на элювии осадочных карбонатных пород. Испаряемость этих почв высокая и составляет 2500-3000 мм. Количество гумуса в серо-бурых почвах составляет около 1%, в составе которого фульвокислоты преобладают по сравнению с гуминовыми кислотами. На поверхности этих почв образуется карбонатная корка мощностью 3-6 сантиметров, с повышенным количеством кремнезема, который уменьшается вниз по профилю.

    Такыры – типичные  почвы пустынь. Общая площадь  глинистых пустынь, на которых формируются такыры, составляет 268 тысяч километров квадратных. Почвообразующие породы карбонатные и засоленные. Профиль такыров слабо выраженный, но отличают глинистую поверхность и плотную палево-серую корку мощностью 2-3 сантиметра. В этой корке повышенное количество оксида кремния. Во всех случаях в такырах магний преобладает над кальцием. Количество гумуса в пределах 0,3-1,0%, преобладают фульвокислоты. Поглотительная способность такыров высокая. Реакция почвенного раствора слабощелочная. Водные и физические свойства такыров не удовлетворительны росту растений, поэтому при использовании этих почв их необходимо промывать осенью или зимой от легкорастворимых солей.   

    Солончаки – это почвы, в которых с самой поверхности  содержится 0,6-3% легкорастворимых солей. Они могут образовываться при близком от поверхности залегании высокоминерализованных вод, при наличии засоленных почвообразующих пород, при переносе солей ветром. Морфологическое строение этих почв следующее: на поверхности залегает рыхлая землистая масса (до 2 сантиметров), ниже – засоленная почвообразующая порода без деления на горизонты. Наличие гумуса в верхнем горизонте меняется от 0,5 до 2%.

    Солонцы – это засоленные почвы, которые в поглотительном состоянии имеют большое количество натрия, иногда большое количество в иллювиальном горизонте. Наличие гумуса в перегнойном солонцов может достигать 6-8%. Важной особенностью этих почв является резкая дифференциация на профили илистой фракции. Они имеют слабощелочную (засоленные нейтральными солями реакцию) или высокощелочную (засоленные содой) реакцию. Физико-механические свойства солонцов характеризуются плохими показателями. Водопроницаемость у них очень низкая.

    Солоди – самостоятельный  тип почвы полугидроморфного  ряда. Распространены в умеренно-сухих  областей географических поясов  Земли. В Евразии распространены  в пустынях умеренного пояса. Для солодей характерно наличие гумуса 3-4%, в составе гумуса преобладают фульво кислоты. Солоди имеют низкое природное плодородие. Это связано с плохими водно-физическими  свойствами, часто высокой кислотностью.

    Сероземы – почвы, сформировавшиеся  на лессах. Наиболее типичные  для предгорных районов Средней  Азии. На других материках сероземы формируются на плотных осадочных массивнокристаллических породах. Они имеют супесчаный, суглинистый и глинистый состав. Содержание гумуса – 1-1,8%, редко гумуса накапливается до 4%. Реакция этой почвы щелочная. При орошении на сероземах выращивают хлопчатник, ри, бахчевые культуры.   

    Также выделяются так называемые неразвитые почвы пустынь, которые занимают площадь 3494,7 тысяч километров квадратных. Поверхностные горизонты возникли в результате физических, физико-химических и современных геологических процессов (эрозия, дефляция). Неразвитые почвы пустынь малогумусные, карбонатные, сиалитные или феролитные по химическому составу. Поглотительная способность этих почв низкая и реакция их меняется в широком диапазоне: от кислой в местах скопления самородной серы до нейтральной при наличии легкорастворимых солей с натрием (1).

    У растений пустынь  есть целый ряд характерных  приспособлений. Один из них (юкка  коротколистная) могут сохнуть без  всякого вреда для себя. Старые  листья высыхают полностью и отмирают, но молодые, хотя они тоже высыхают и буреют, продолжают расти при очередном выпадении осадков.

Другие растения умеют уклонятся от воздействия засухи. Цикл развития, например калифорнийского мака, завершается в течение очень короткого промежутка времени, так что засушливые периоды (иногда несколько лет) растение переживает в виде семени. Интересно, что семена пустынных растений после первого дождя прорастают не все или частично. Это помогает выживанию вида.

    Засухоустойчивость – самый распространенный способ защиты. Одни растения сбрасывают листья, у других развивается очень длинные корни, достающие влагу из глубин. У мескитового дерева, саксаулов и акаций корни уходят до 15 и даже 21 м. У некоторых пустынных растений, наоборот, развиваются обширная поверхностная корневая система, быстро усваивающая влагу кратковременных дождей и предутренней росы. У австралийской еж-травы очень длинные корни и листья покрыты препятствующей испарению жесткой кутикулой. У многих растений (амариллисовые тюльпаны и другие) отмирают наземные части и остаются лишь клубни и луковицы. Многие растения запасают избыток влаги в листьях, как элоэ, или в стеблях – кактусы. У кактусов и форма растения (цилиндрическая или шаровая) и редуцирование листьев в шипы, комочки и ворсинки предохраняют от травоядных животных и уменьшают испарение. На засоленных землях растут соляросы и солянки.