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沙漠被沙层覆盖,那么沙层下面隐藏着什么呢?

2020-01-14     来源:新浪学术

 

当人们提及“沙漠”概念时,多数人就会联想到撒哈拉沙漠跌宕起伏的沙丘,不断流动的沙丘尽收眼底。这是电影、电视节目和大众文化所描述的沙漠概念,但事实并非如此。

  新浪学术讯 北京时间1月14日消息,据国外媒体报道,当人们提及“沙漠”概念时,多数人就会联想到撒哈拉沙漠跌宕起伏的沙丘,不断流动的沙丘尽收眼底。这是电影、电视节目和大众文化所描述的沙漠概念,但事实并非如此。的确,世界上的沙漠存在大量沙子,但这引出一个问题:在金色沙丘地毯之下是什么?

  事实上,地球上大多数的沙漠并不是由沙子覆盖,而是由裸露的基岩和沙漠岩石覆盖,这主要取决于周围的地形、地质构造和气候模式。

  沙漠构造

  按照正式的定义,沙漠的典型特征是极度缺乏降水,降水量极少地区的主要原因是位于“山脉的反面”,要理解这一点,必须要考虑空气和水汽遇到障碍物时的变化。例如:一个从西部方向吹来的气流,被南北走向山脉阻挡,潮湿、温暖的空气会卷向山脉底部,形成逐渐上升形成云层,当空气上升时,就开始冷却,以降水的形式释放水分。

  当空气移动到山脉顶部时,基本上没有水分,除了形成几片云层之外,并不会形成太多降水,山脉东侧被称为“雨影区”,空气会下沉和温暖起来,但不会有任何水分形成。这情况通常会导致干热风,可能加剧数千年或者数百万年的沙漠形成。

  这意味着一些沙漠并不位于山脉附近,而是山脉区域范围内独特气候模式的结果,高压系统下充满了温暖、沉重的空气,在亚热带和半永久性高压系统中,例如:撒哈拉地区,空气不能上升、冷却、形成云层产生降水。此外,如果一个高压系统非常强大稳定,会使低压系统很难移动、产生气候模式的变化,最终,该区域很少降雨,并且受到干燥风的冲击,也没有从冷锋移动中受益。

  虽然大多数沙漠的特点是炎热,但也有气候寒冷的沙漠,例如:戈壁沙漠、整个南极洲、秘鲁和智利北部的沿海沙漠,这些地区空气寒冷,不能保持水分,可产生降水,虽然南极沙漠表面是冰雪,但是冰晶和干燥风创造了类似的条件,白色风暴取代了传统沙漠沙尘暴。

  在数百万年的时间里,这些特殊的气候模式和地形因素导致土地上基本上没有任何植被覆盖,因为往往有很少的水维持生命存活,而且不断变化的地形使植物根系很难扎根生长。这些沙漠地区也容易受到温度变化的影响,因为它们很容易获得和失去热量,与城市、丛林和草原不同,沙漠中的沙子无法有效地保持热量,因此尽管白天可能非常炎热,但地面无法将热量保持到夜晚,导致温度剧烈波动,这是生命繁荣生长的另一个障碍。

在数百万年的时间里,这些特殊的气候模式和地形因素导致土地上基本上没有任何植被覆盖,因为往往有很少的水维持生命存活,而且不断变化的地形使植物根系很难扎根生长。

  沙子从何而来?

  虽然我们在一定程度上反驳上沙漠完全被沙子覆盖的观点,但问题是沙子最初从何而来?正如之前所提及的,昼夜温差急剧变化会对某地区岩石产生应力,从而使其发生开裂导致破碎。

  结合干燥的阵风很容易造成侵蚀,在数千年时间里就会形成大量的沙子,沙子基本上是按颗粒直径大小分类的,位于沙漠底部的沙粒直径更大、更重,是碎沙结构,位于沙漠表层的是细沙,沙粒直径较小,类似于淤泥,可以被吹成沙丘,进而有助于对沙漠基岩的风蚀过程。

  实际上,沙子是一种具有较强磨蚀性的物质,随着风将细沙吹到岩石上,一些独特结构的基岩和裸露岩石会遭受沙子风蚀塑形,沙海是处于不断变化的地貌,被风塑造成各种可识别的形状和结构,它们可以在几年时间里起伏变化。

  总而言之,沙漠并非完全是由沙子构成,其中还包括:沙子为主的沙漠、卵石为主的沙漠、岩石沙漠,每种类型的沙漠都有独特的侵蚀模式和气候特征。一些沙漠的特征是沙子和沙丘,而一些沙漠地区是一片贫瘠荒芜。

  沙层下面是什么?

  既然人们已知道沙子从何而来,以及沙漠是如何形成的,那么人们可能会猜出沙层之下是什么了。大约80%的沙漠并没有被沙子覆盖,而是露出了下面的裸露土地——干涸生态系统的基岩和开裂粘土,没有任何土壤覆盖,也没有植被保持土壤的区域,沙漠岩石处于完全裸露状态,饱受风沙侵蚀。

  沙漠并一定是平坦的,山丘和岩层要么被风化成沙漠底层的平地,要么被侵蚀成残留的石块,沙漠表层岩石的类型、颜色和硬度取决于该地区的地质特征。此外,随着沙漠不断“成长”,沙层并非向外逐渐扩张,而是沙漠边缘的生态系统逐渐沙漠化,原有土壤被风沙吹走,植被减少无法固定土壤,水分大量流失,地质结构遭受风沙侵蚀。

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