Пустыня – это «колония строгого режима» Земли. Температура здесь может измениться на 50 °С за сутки, дождь и снег – как манна небесная, а растения и животные обходятся минимумом ресурсов. В таком месте даже законы физики «включают правое полушарие» и создают дивные природные явления. Зачастую – разрушительные.
Песчаная пурга
Тем, кто хоть раз попадал в пургу, есть о чем рассказать. Сильный ветер локомотивом несет снежную стену, и каждая снежинка впивается в кожу, как злобный комар. Видимость стремится к нулю, и лучше всего наблюдать за такой погодой из окна, завернувшись в теплый плед. В пустыне – своя «пурга». Только опаснее и страшнее.
Песчаную бурю еще называют самум. Это бич «пустынных» государств и проблема для окружающей среды – в лесных и лесостепных зонах он провоцирует эрозию почвы, способствуя возникновению и расширению «мини-пустынь».
Для «запуска» самума солнцу нужно высушить поверхность земли, на которой появляются незакрепленные частицы песка. Под воздействием растущего потока ветра они начинают вибрировать и «подпрыгивать», а потом взмывают. Предполагается, что сальтация, то есть скачкообразное перемещение частиц в потоке, приводит к возникновению электростатического поля, под действием которого пыльная масса движется «организованной толпой».
ВО ВРЕМЯ БУРИ в воздух поднимается огромное количество песка и частичек почвы и переносится на большие расстояния. Порывы ветра, как правило, возникают из-за сухого холодного фронта или охлаждения воздуха в зоне грозы с дождем. В пустыне «двигателем» пыльных бурь становятся грозовые нисходящие потоки, которые увеличивают скорость ветра.
Размер бури зависит от веса частиц и стабильности атмосферы – крупнейшая достигала 1,5 км в высоту. При слабом ветре (6–9 м/с) буря похожа на пыльный поземок высотой до 2 м. Он не приводит к серьезному ухудшению видимости, и горизонт виден на 4–10 км. При низовой пыли это расстояние сокращается до 1–4 км. И только при видимости до 1 км считается, что надвигается пыльная буря.
Пыльная мгла – сплошное, практически однородное помутнение атмосферы с дальностью видимости от 2 м до 9 км – может служить предвестником песчаной бури или ее «постскриптумом». Если появилась пыльная мгла, то через какое-то время начнется буря, а после нее мгла может на несколько дней висеть в воздухе, как густой туман.
НАЗВАНИЙ ПУСТЫННЫХ ВЕТРОВ существует множество на разных языках. Сирокко – сильный обжигающий ветер (около 35 °C), достигающий скорости 100 км/ч. В результате движения внетропических циклонов из Северной Африки на юг Европы переносятся тонны пыли и песка. Максимальную мощь сирокко набирает в мае и ноябре, дует, как правило, по 2–3 дня, но может продолжаться и до двух недель.
Жарче сирокко только сильный изнуряющий ветер хамсин, набирающий силу в феврале и утихающий в июне. При штормовой силе ветра температура воздуха может превышать 40 °C. Этот ветер южных направлений дует в странах Ближнего Востока и на северо-востоке Африки. Аналогичные ветры, дующие в межсезонье (весной и осенью), называются шарав.
Но и на этом многообразие пустынных ветров не заканчивается: калима – северо-восточные, переносящие пыль на Канарские острова; шамаль – северо-западные, дующие в Ираке и государствах Персидского залива; харматан – сухие и пыльные западноафриканские пассаты, дующие из Сахары в сторону Гвинейского залива. Последние особенно опасны тем, что могут спровоцировать смерчи при взаимодействии с муссонами, а понижение влажности до 15 % часто вызывает у людей носовые кровотечения.
Главный «поставщик» пыльной мглы и бурь в мире – пустыни Аравийского полуострова и Сахара. Облака пыли способны мигрировать на соседние континенты – в 2001 году такое облако перелетело через Атлантический океан, из Африки к Карибским островам, всего за восемь дней.
Отделение рая в аду
Один из переводов слова оазис – «место обитания». Раньше они были стратегическими точками для караванов, в том числе на Великом шелковом пути. Вот почему еще в Древнем Египте о них заботились не меньше, чем о крупных городах. Оазисы – райские уголки растительности среди бескрайних песков – появляются благодаря подземным водоемам и рекам, которым хватает силы доставить воду на поверхность с помощью источников. Есть и оазисы, которые подпитываются ливнями, сохраняя влагу от осадков (область Туат в центральном Алжире). Горные породы не дают воде уходить вглубь, удерживая ее в подземных разломах, водных карманах и дайках – трещинах, заполненных магматическим расплавом. Семена деревьев и растений сюда заносят мигрирующие птицы или высаживает в определенной последовательности человек: например, финиковую пальму – по контуру оазиса и в шахматном порядке, чтобы создать тень для деревьев меньшей высоты и сельскохозяйственных культур.
Оазисы различаются по величине и характеру. Они могут быть миниатюрными, с несколькими пальмами и мелким прудом, или средними, с небольшими хозяйствами. Лишь некоторые разрастаются до городов с промышленностью и сельским хозяйством.
Основа многих оазисов – земледелие. Среди пустыни растут пшеница, просо, ячмень, а также оливки, абрикосы и инжир. Из-за своей засухоустойчивости финиковая пальма считается «королевой оазиса», так как создает необходимую тень деревьям среднего уровня, например, персиковым. Для подпитки «королевы» придуманы десятки интересных способов. Один из них – углубления в песке диаметром 0,8–2 м на уровне водоносного слоя. Корни финиковых пальм прорастают в этих углублениях, что позволяет исключить полив деревьев сверху.
НЕКОТОРЫЕ ОАЗИСЫ стали национальной достопримечательностью. Дуньхуан в пустыне Гоби – место паломничества туристов, приезжающих посмотреть на озеро Юэяцюань в форме полумесяца. Это место известно со времен правления династии Цин, а сейчас включено в список объектов мирового наследия ЮНЕСКО.
Озеро Юэяцюань – рай среди дюн, бережно укрывающих оазис от разрушительных ветров и песчаных бурь. К сожалению, озеро измельчало на 3/4 из-за строительства плотины на реке Данг, в 8 км от Дуньхуана. Оазис подпитывался из Данга, а плотина нарушила процесс природного восполнения воды в озере. Местным властям удалось остановить обмеление, а заодно и немного восстановить экосистему пустыни Гоби.
Здесь есть все необходимое для жизни, как физической, так и духовной: вода, еда, храм, небольшое кафе и сувенирные лавки. Но наибольшую ценность представляет само место, ведь оно, словно высокогорная сосна, выросшая на камне, – дарит жизнь там, где ее, кажется, быть не может.
Еще один оазис – курортный городок Уакачина в Перу, «Оазис Америки». Здесь можно отдохнуть от цивилизации и заняться сэндбордингом – катанием на сноуборде по песчаным дюнам, которые достигают 100 м и более. Уакачина настолько важен для перуанцев, что изображен даже на банкноте в 50 солей (один соль равняется $0,3).
Оптический обман жизни
Миражи сгубили немало путников, дерзнувших отправиться через пустыню. Кажущиеся близкими оазис, река, горы или даже деревня увлекали людей глубже в безжизненные пески, а сами были лишь иллюзией, которая растворялась, как утренний туман. И когда люди осознавали, что увидели мираж, силы покидали их. Так погиб один из караванов в североафриканской пустыне Эрг-эр-Рави. Опытный проводник совершил ошибку, приняв мираж за оазис, и свернул с пути к колодцу на 60 км. Итог печальный: 60 людей и 90 верблюдов погибли.
Миражи бывают разных видов, но самые распространенные из них – нижние (озерные), верхние (небесные, или миражи дальнего видения) и боковые. Более сложные и менее изученные – фата-моргана, миражи-призраки, миражи-оборотни, «Летучий голландец».
ОЗЕРНЫЕ МИРАЖИ появляются при сильном разогреве почвы, которая нагревает нижние слои воздуха, движущегося вверх. Лучи света искривляются от теплых слоев в сторону холодных (рефракция) и, описав дугу, направляются снизу вверх. Таким образом, мы видим перед собой отражение далеких предметов или ландшафтов, которые «зеркалятся» по принципу воды в озере.
Есть разные способы определить мираж. Сколько бы вы ни шли в его сторону, он всегда останется на том же расстоянии от вас. Еще один признак – отсутствие четких деталей. Если присмотреться к озеру, деревьям, горам или любой другой «картинке», вы поймете, что видите лишь общие очертания. Исключение – фата-моргана, где изображение может быть представлено с высокой точностью.
ВЕРХНИЕ МИРАЖИ более разнообразны и детализированы. Они также возникают при сильном нагреве воздуха, но с некоторой разницей. Чем выше мы поднимаемся, тем воздух холоднее. Но бывает, что над слоем прохладного воздуха возникает более теплый и сильно разреженный воздушный слой. Из-за резкого перехода усиливается рефракция, и лучи света, отраженные от предметов, описав дугу, отзеркаливают за десятки, а то и сотни километров от своего реального источника. Еще Аристотель писал о том, что жители Сиракуз в течение нескольких часов наблюдали берег континентальной Италии, находившийся в 150 км от них.
Арктические пустыни (такие тоже есть) создают немало миражей, в основном миражи-призраки, но к ним никто не пытается добраться. В Арктике огромный страшный медведь может на деле оказаться лаской, а страшное чудище – пингвином, «изображение» которого преломилось в лучах света. Причудливых явлений так много, что еще в советские годы о них написали книгу «Миражи Арктики», где собраны всевозможные типы световых искривлений.
БОКОВЫЕ МИРАЖИ создаются, когда слои воздуха одинаковой плотности располагаются вертикально или под наклоном, словно перед вами стоит невидимая стена, которую нужно обогнуть. Так бывает около моря или озера после восхода солнца, когда земля уже освещена, а поверхность воды и воздух над ней – еще нет.
В пустынях из-за отсутствия воды боковые миражи бывают крайне редко и лишь возле оазисов. Зато их часто можно увидеть на скалистых морских побережьях или у крупных водоемов. Астроном Марсель Миннарт из Голландии изобрел способ искусственно создать боковой мираж с помощью оптической иллюзии. Нужно встать на расстоянии вытянутой руки у стены длиной не менее 10 м. Одновременно ваш помощник, стоящий у другого конца стены, должен медленно приближаться к вам с блестящим металлическим предметом. Глядя на предмет, вы заметите, что на стене появится его отражение, а в жаркий день в пустыне отражений может быть два.
А вот природу фата-морганы, состоящей из нескольких форм миражей, все еще не удалось «раскусить». При наблюдении этого природного явления отражаемые предметы видны многократно и с разными искажениями. Самый редкий вид фата-морганы – движущийся. Есть предположение, что сложный мираж появляется при нелинейной зависимости температуры от высоты (при возрастании высоты температура сначала поднимается, а через определенный промежуток уменьшается скорость ее роста). Может, ученые смогут разгадать тайну не только фата-морганы, но и «Летучего голландца» – корабля, который видят по всему миру и достаточно точно описывают. Но пока секреты ни того, ни другого не раскрыты.
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.
