ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ВЕТРА
На земной поверхности постоянно дуют ветры. Скорость, сила и направление ветров бывают различны. Нередко они носят ураганный характер. Так, у Новороссийска на Мархотском перевале были зарегистрированы во время бури норд-оста скорости ветра, превышающие 50—60 м/с. Известны случаи, когда ураганные ветры достигали скорости свыше 60—70 м/с. Чтобы представить себе последствия таких ураганов, достаточно сказать, что уже при 16—18 м/с ветер может сорвать кирпичи с дымовых труб, черепицу с крыш, а при 19—21 м/с вырвать с корнями деревья.
Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности (выдувание, или дефляция, обтачивание, или корразия), перенос продуктов разрушения и отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде скоплений различной формы.
Все эти процессы носят общее название эоловых. Наиболее ярко эоловые процессы проявляются в пределах пустынь, полупустынь, долин рек и морских побережий. В наши дни наглядное представление об этих процессах дают пыльные бури в степных районах. Примером могут служить пыльные бури на Северном Кавказе, в Ростовской области и соседних территориях. В отдельные дни пыль закрывала небосвод, повисала в воздухе желто-серыми тучами. В г. Ростове-на-Дону в дневные часы стоял полумрак. Пыль в ряде случаев полностью засыпала оросительные каналы, на дорогах образовывались заносы из пыли со снегом высотой 3—4 м. Многие лесные полосы превращались в холмы из пыли и снега.
Выдувание (дефляция) возникает в результате воздействия механической силы ветра. Наиболее ярко этот процесс проявляется в районах, сложенных рыхлыми или мягкими породами. От пород отрываются и уносятся частицы. Ветер выдувает котловины, борозды и траншеи в солончаках, суглинках, песках. Котловины выдувания могут иметь значительные размеры (рис. 99), например, длину до 140 км, ширину от 2 до 10 км, глубину 100—150 м.
Весьма интенсивно выдуваются почвенные слои в пределах пахотного слоя. Замечено, что выдувание значительно усиливается после нарушения дернового покрова, вырубки кустарников и деревьев.
Механическая сила ветра существенно влияет на здания и сооружения, которые являются для него препятствием. Создается так называемая ветровая нагрузка, что выражается в дополнительном
Рис. 99. Котловина выдувания ветром
боковом давлении на строительные конструкции. Высотные здания и особенно заводские дымовые трубы под действием ветровой нагрузки постоянно колеблются, создавая вибрацию конструкций.
Корразия. Движение ветра часто сопровождается переносом пыли, песка и даже гравия. Наибольшую разрушительную работу совершают песчаные частицы. Ударяясь о твердые породы, они перетирают, сверлят и обтачивают их поверхность. Появляются борозды, желоба, углубления. Этот процесс обтачивания получил название корразии.
За счет корразии в районах пустынь быстро приходят в негодность телеграфные столбы, провода, разрушаются фасады зданий. Корразия воздействием на поверхность зданий подобна работе пескоструйного аппарата, применяемого в строительном деле.
Совместные действия дефляции и корразии разрушают не только мягкие, но и твердые породы, превращая их в обломки различного размера. Одновременно эти процессы порождают многие формы рельефа. Кроме отрицательных форм, образующихся за счет дефляции, эти процессы формируют причудливые формы положительного рельефа. В этом отношении особенно характерны различные останцы в виде столбов, грибообразных форм, качающихся камней и т. д. (рис. 100). Останцы образуются в пустынных областях, сложенных слоями твердых пород, имеющих различную сопротивляемость истиранию.
Эоловые отложения. Перенос частиц ветром совершается во взвешенном состоянии или путем перекатывания в зависимости от скорости ветра и размера частиц.
Во взвешенном состоянии переносятся глинистые, пылеватые и тонкопесчаные частицы. В зависимости от скорости ветер уносит их на сотни и даже тысячи километров. Песчаные частицы переносятся в основном перекатыванием по земле, иногда они перемещаются на небольшой высоте.
Р и с. 100. Останцы скальных пород
При меньшей скорости ветра и других благоприятных условиях происходит отложение переносимого материала (аккумуляция). Так образуются ветровые (эоловые) отложения. Современные эоловые отложения на картах обозначают ео(}|у. В большинстве случаев это накопления песка и пыли. Для строительства большое значение имеет закрепленность песков. По этому признаку песчаные накопления делят на подвижные (дюны, барханы) и закрепленные (грядовые, бугристые) пески. Подвижные пески не закреплены корневой системой растений и под действием ветра легко перемещаются.
Дюны образуются по берегам рек и морей в результате навевания песка ветром возле какого-нибудь препятствия (кустарников, неровностей рельефа, зданий и т. д.). Это холмовидные накопления песка высотой до 20—40 м и более. Характерной особенностью дюн является движение за счет перекатывания песчинок ветром с одной стороны холма на другую. Скорость движения дюн определяется силой господствующих в данной местности ветров и колеблется от 0,5—1 до 20—22 м в год. Дюны обычно образуют цепь холмов.
На Куршской косе (Литва) располагается самая высокая в Европе дюна до 280 м высотой и протяженностью до 3 — 4 км от Балтийского моря до Куршского залива.
Барханы возникают в пустынях, где постоянно дуют сильные ветры преимущественно одного направления. Это песчаные холмы серповидной формы. Поперечный профиль барханов асимметричен, наветренный склон пологий, его угол откоса не превышает 12°; подветренная сторона более крутая — угол откоса достигает 30—40°. Крутой склон всегда приурочен к вогнутой, а пологий — к выпуклой стороне (рис. 101). Высота барханов в пустынях достигает 60—70 м при ширине крыльев в десятки и даже сотни метров. В пустыне Сахаре барханы имеют высоту до 200 м.
Барханы сложены весьма подвижным песком. Скорость их передвижения зависит от силы ветра, длительности его действия и величины бархана. Наиболее подвижны отдельно стоящие барханы. Они могут перемещаться со скоростью от 5—6 до 10—70 м/год. Известны случаи, когда скорость движения небольших барханов составляла несколько метров в сутки.
Подвижные пески опасны именно своим движением. Перемещаясь, они заносят поля, оазисы, каналы, дороги (рис. 102), здания, селения и даже города, например на побережье Франции, где под песками погребены деревни и города.
Подвижные пески часто появляются вследствие уничтожения травянистого покрова при выпасе скота. Оживлению перемещения песков способствует движение транспорта и работа землеройных машин.
Строительство и эксплуатация зданий и сооружений требует постоянной борьбы с подвижными песками. Для этой цели используют следующие методы:
• установку на пути движения песков деревянных щитов подобно тем, которые ставят зимой против снежных заносов; этот метод не всегда эффективен в районах, где ветер часто меняет свое направление; против выдувания песка щиты можно укладывать на землю;
а
б
Рис. 101. Бархан: а — план; б — продольный разрез
Рис. 102. Железная дорога в пустынной области, засыпанная подвижными песками
- • посадку растительности, прививающейся на песках (кустарники, травы) и закрепляющей своей корневой системой верхние слои песка;
- • обработку песков различными растворами и веществами — битумом, цементом, жидким стеклом, глинистыми суспензиями и т. д.; эти методы дорогостоящие, к тому же защитные корки оказываются недолговечными и сравнительно легко разрушаются при скорости ветра более 20 м/с;
- • применение геосинтетических материалов (сеток, пленок, ячеистых каркасов и т. п.);
- • проектирование «безаккумуляционных» форм сооружений, которые облегчают пропуск движущегося песка, не давая ему возможности накапливаться в пределах сооружения (например, на дорогах).
Закрепленные пески распространены достаточно широко, особенно в районах полупустынь. Грядовые пески представляют собой вытянутые формы высотой 10—20 м; бугристые пески — неподвижные холмы (редко высотой более 10 м) с пологими склонами. Их движение остановлено растительным покровом.
Пылеватые накопления встречаются обычно за пределами пустынь. Такие накопления древнего возраста приняли участие в формировании лессовых образований, широко распространенных на земной поверхности.
