Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

1.1 Геологічна будова

Сахара -- не тільки найбільша пустеля світу, але чудовий геологічний музей. У різних її місцях можна зустріти виходи порід будь-якго віку , а деякі великі геологічні структури типову західно-африканського кратона були стійкими протягом 1500 млн. років. Рухливі піски вкривають лише п'яту частину площі пустелі, а рослинний покрив, за виключенням декількох сприятливих місць всюди бідний або відсутній.

Крім чітко помітних древніх геологічних формацій, нерідко в дуже гарному стані зустрічаються біологічні й археологічні зразки і більш пізніх епох. Наприклад в околицях самотньо стоячої гранітної гори Адрар-Боус, розташованої в північній частині пустелі Тенорі в Нігері, професор Десмонд Кларк і його колеги знайшли зазубрений кістяний накінечник, що належавши якомусь метальнику, що жили наприкінці кам'яного віку більш 7000 років тому. У підніжжя тієї ж гори знайдений майже цілий кістяк корови, прирученої в часи неоліту, тобто приблизно 5000 років тому.

Зустрічаючи з такою багатою викопною доісторичною спадщиною, мимоволі задаєшся питанням, коли ж Сахара вперше стала такою, якові ми її знаємо сьогодні? Народження Сахари не було ні раптовим, ні катастрофічною подією, вона не виникала з небуття, так сказати, ривками. Її наростаюче насування не було викликано доісторичними людьми, хоча місцями місцеві жителі внесли свій внесок у руйнування рослинного покриву, поклавши початок процесові, який триває і донині.

Тектоніка.

Найдавніші породи, що зустрічаються в Сахарі в наші дні, представляють собою усілякі формації докембрію. Найбільш молоді з них пережили порівняно невеликі деформації і зміни.

Докембрійський ландшафт в основному схований під могутньою товщею (в окремих випадках до 10 000 м) більш молодих порід і кристалічні породи виходять на поверхню тільки по окраїнах пустелі.

Однак по поширенню цих древніх порід фундаменті в наші дні важко судити про їхнє значення в геологічній історії Північної Африки. Фактично в картині субекваторіальних скидів, вулканізму й інших магматичних явищ відбитий вплив теологічних структур, що виникли приблизно 550 млн. років тому під час панафрикапскої орогенії, а в цілому ряді випадків протягом ще більш ранніх фаз горотворення.

Спроби датувати різні орогенні події, що привели до появи структур, що визначали картину осадконакопичення в Сахарі протягом 570 млн. років палеозою й у наступні періоди, нерідко виявляються невдалими. Порушення ж, викликані пізніми орогенічними рухами, часто приводять до того, що вік порід, що встановлюється способом радіометричного датування або палеомагнітного випробування, фактично говорить лише про те, коли в останній раз радіометричний годинник знову запускалися в хід від нуля. У цьому складається основна причина, що змушує об'єднувати великі ділянки магматичнних й метаморфічних порід в Північній Африці, що охоплюють часовий інтервал 3000 млн. років у комплекс порід фундаменту .

На початку фанерозою, після докембрію, тобто 570 млн. років тому, Сахара на більшій частині своєї площі складалася з широких ерозійних рівнин й вцілому мала нахил з півдня на північ. По розповсюдженню, залишених річками кембрію -- початку палеозою, можна установити, що в ландшафті Сахари були відсутні ізольовані області нагромадження опадів з пологими схилами й низьким рельєфом .

Коли 350--200 млн. років тому почалися герценські коливання земної кори, палеозойський покрив був зім'ятий й виник характерний горбистий рельєф. Розчленування кори на ділянці Єфіопсько-Аравійського куполу, що відмічалося на прикінці крейдового періоду, супроводжувалося загальним підняттям Східної Африки, розвитком тут вулканічної діяльності й рифтоутворенням. Інші рухи земної кори в мезозої й третинному періоді привели до появи височин Ахаггар, Аїр, Тібесті і Джебель-Мара, що супроводжувалося вигином вверх підстилаючи порід докембрійського фундаменту. У останні два мільйони років підняття земної кори, складкоутворення й вулканічна діяльність продовжувалися, а в ряді випадків посилювалась. Однак до кінця третинного періоду основні елементи ландшафту Сахари остаточно сформувалися, і четвертинний період характеризується загальним осушенням місцевості й швидкими змінами клімату.

Стратиграфія і осадконакопичення

На початку палеозою Сахара мала самий низький рельєф й незначну висоту над рівнем моря, й у результаті навіть порівняно слабкі рухи земної кори викликали суттєві зміни в процесі накопичення опадів. Слідуючи підняття суші, що почалося 450 млн. років тому, ознаменувало період зледеніння в Сахарі наприкінці ордовику . На породах з околиць сьогоднішніх гір Ахагар дотепер збереглися ще сліди льодовикового штрихування, зустрічаються іратичні валуни й морени, що з'явилися в цей драматичний період геологічної історії Північної Африки. Танення льодовикового покриву Сахари і супроводжувалося рядом наступів й відступів моря. Швидкий підйом рівня моря на початку силуру було глобальною подією, порівняним з післяльодовиковим підйомом рівня за останні 17 000 років. Наступ моря, викликані тектонічним прогином кори, були більше локалізованними в просторі й охоплювали більш довгі відрізки часу. Силурійське море у черговий раз відступило, й у девоні велика частина Сахари знову стала сушею. В карбоні продовжувалося нагромадження морських й континентальних відкладів, що покрили Північну Африку вапняками, аргелітами й пісковиками.

Герцинські рухи земної кори, особливо сильні в Західній Сахарі й Атласі, збіглися з утворенням Північної Атлантики, коли сформувалася нинішня континентальна окраїна Західної Сахари. Одним з результатів цих подій була складкоутворення і наступна ерозія палеозойських осадових порід, що залягали раніше більш-менш горизонтально. Уламковий матеріал був винесений ріками тріасу і більш молодими водостоками на північ. Збережені в піщаниках і аргіллітах мезозою скам'янілі стовбури дерев нерідко зустрічаються в тому положенні, в якому вони росли, що свідчить про швидкість поховання лісових ділянок Північної Сахари під наносами, які ріки енергійно переміщували з південних і східних районів.

Слідом за утворенням Південної Атлантики і поділом Африканської і Південно-Американської плит наприкінці мезозою пішов ряд нових наступів моря. При одному з них значна частина Центральної Сахари була затоплена дрібним екваторіальним морем, з якого виступали гори Ахаггар і стабільний західно-африканський кратон. У наші дні горизонтальні шари пісковиків і вапняків, що відповідають цим морським і неморським мезозойським формаціям, утворять великі, покритим гравієм рівні поверхні, що називаються хамадами; за віком і зовнішнім виглядом вони нагадують кам'янисті плато сучасної Австралійської пустелі.

Підняття земної поверхні в середині третинного періоду ознаменувало настання чергової фази повсюдної ерозії на великих нагір'ях і в їх околицях. Велика частина сильно вивітреної мантії була знесена з пагорбів Південної Сахари. Піщаний уламковий матеріал з гір, розташованих у Сахарі і на її окраїнах, був перенесений великими ріками в замкнуті осадові басейни, створені рухами кори в третинному періоді. До кінця третинного періоду в басейні озера Чад уперше з'явилися рухливі пустельні піски. А наприкінці третинного періоду рослинність у Сахарі вже скрізь цілком пристосувалася до посушливих умов . Сахара перетворилась у пустелю.

Вулканізм і інші магматичні процеси.

Підйом поверхні в третинному і четвертинному періодах у місцях, де нині розташовуються великі гірські масиви Ахаггар, Тібесті і Джебель-Марра, супроводжувався великими виливами лави. Радіометричне визначення віку кільцевих комплексів або молодих гранітів Нігерії і Нігеру показує, що на півночі плато Лепеха ці комплекси з'явилися в середині палеозою і вони набагато древніше, чим їхні південні еквіваленти. Таке розходження у віках можна пояснити рухами Африканської плити в північному напрямку над одним або декількома гарячими вогнищами .

Третинні граніти Камеруну розташовані на лінії найменшого супротиву в земній корі, що видно також з ефузійних, або поверхневих, проявів вулканічної діяльності, що мали місце в третинному періоді. Це вулкани, що простягнулися від вулканічних островів Гвінейської затоки на північний схід через Судан. Інший ланцюг вулканів проходить з північно-заходу Лівії до Тібесті і перетинає камерунсько-суданський розлом приблизно на ділянці розташування вулкана Джебель-Марра в Західному Судані. Згідно Франсісу (1973), при утворенні Джебель-Марра на поверхню було вивержено приблизно 8000 куб. км матеріалу в порівнянні з приблизно 3000 куб. км на Тібесті. На ділянці масивів Ахаггар, Тібесті і Джебель-Марра вулканічна діяльність із третинного періоду до голоцену супроводжувалася (і, імовірно, випереджалася) значним підняттям порід фундаменту: на 500 м у районі Джебель-Марра і на 1000 м на нагір'ях Тібесті й Ахаггар. Безпосереднім результатом останнього підняття в кайнозої було утворення великих нагірних водозборів в умовах наростаючої посушливості. Саме про ріки, що колись текли з названих сахарських масивів, і треба сказати.

1.2 Клімат

Сахара -- найбільша з жарких пустель земної кулі. Її площа, відповідна область із середньорічною кількістю опадів від 100 мм і менше, приблизно дорівнює території США. Це "мертве серце" Сахари простягається приблизно на 5150 км від берегів Атлантичного океану до узбережжя Червоного моря в Єгипті і Судані. Місцями в Лівії і Єгипті пустеля виходить до узбережжя Середземного моря. З півночі на південь Сахара простягнулася на 970-1300 км, причому найбільш вузька вона на атлантичному узбережжі. У кліматичному відношенні -- по сполученню максимальної тривалості сонячного сяйва у відсотках від можливого, високої температури, низької вологості повітря і відсутності дощів -- Сахара являє собою самий класичний приклад жарких пустель світу.

Влітку, коли сонце стоїть високо, температура повітря може досягати в них дуже високих значень, але зими холодні або дуже холодні Пустелі третього типу, називані прохолодними прибережними пустелями, знаходяться на західних берегах континентів у тропічних широтах. Найбільш яскраві приклади -- пустеля Наміб у південно-західній Африці й Атакама на узбережжя Перу і Чілі. Приатлантичну окраїну Сахари можна віднести до третього типу пустель, але, віддаляючись від узбережжя, Сахара набуває рис типової тропічної континентальної жаркої пустелі. Прохолодні прибережні пустелі тропічних широт відрізняються від типових жарких пустель типу Сахари як особливостями їхнього клімату, так і частково причинами появи. Один з факторів, що визначають характер і розміри прохолодних пустель, полягає в появі біля берега холодної води, все одно чи в вигляді спрямованого до екватора течії або апвелінгу холодних вод із глибин океану. Холодна вода в прибережній зоні сприяє утворенню хмарності і морських туманів, а також посиленню морських бризів, що дують убік берега, і помітному зниженню температури повітря в порівнянні з температурами пустель, що знаходяться в глибині континенту. При цьому і Наміб, і Атакама не менш сухі пустелі, чим центральна і східна частини Сахари. Але тільки в межах Сахари можна знайти приклади і жарких тропічних внутрішньоконтинентальних, і прохолодних прибережних пустель.

Клімат Сахари винятково простий у своїй сталості протягом року і навіть з дня в день. Лише до деяких інших районів світу настільки мало підходить поняття "погода" у тім значенні, у якому воно розуміється для помірних широт. Велику частину часу погода в Сахарі не міняється. Майже безупинно стоять сонячні дні і ясні ночі, коли місяць і зірки світять яскраво і чисто. Час від часу з'являються високі хмари або окремі купчасті хмари. Але тільки в рідких випадках хмарність підсилюється настільки, що йде слабкий дощ або вибухає злива. Трапляється, сильний вітер може підняти стільки пилу і навіть піску, що небо стає мутним і видимість різко погіршується.

Опади у виді дощу, граду, у деяких піднесених районах у виді рідких снігопадів, настільки епізодичні в часі і просторі, що стають великою подією, що запам'ятовується. З травня по вересень, коли сонце стоїть високо, триває жаркий сезон, а при більш низькому сонцестоянні настає відносно прохолодний сезон. Але навіть у період низького сонцестояння дні бувають теплі, а те і просто жаркі, так що такої зими, як у середніх широтах, тут не буває. Якоюсь мірою про зиму нагадують ночі і ранній ранок у холодний сезон, коли приблизно за годину температура може понизитися до нуля і навіть стати негативною. Навіть у самі жаркі місяці добова амплітуда температури досить велика, щоб ночі приносили бажаний відпочинок від спеки, що стояла протягом дня. Вкрай низька відносна вологість і частий вітер, що підсилюється, у денний час доби -- теж дуже важливі особливості погоди і клімату Сахари. Вони знижують "фізіологічну температуру" настільки, що денна температура в 40°С в Сахарі стає більш терпимою, чим температури 30--35°С у вологих тропіках.

Спека і сухість Сахари впливають на погоду і клімат у сусідніх районах. Гарячі сухі вітри, що дують з пустелі у визначені періоди року або поза сезоном по декілька днів, "експортують" спеку і сухість Сахари в райони Середземномор'я, на острови Атлантичного океану -- Канарські, Мадейру, Острови Зеленого Мису, а також у райони Гвінеї, розміщені по південній окраїні пустелі. Сухі вітри левече, сірокко, гіблі і хамсин можуть служити прикладами вищезгаданої погоди, що відзначається на півдні Іспанії, Італії і по всьому південному узбережжі Середземного моря . У країнах Західної Африки, розташованих на південь від Сахари, дує північно-східний пасат, іменований по-місцевому харматан. Він не припиняється більшу частину року і приносить із Сахари пил, високі температури і низьку вологість. Пил може випадати за сотні миль від Сахари в Атлантичному океані, а іноді, при сприятливих вітрах на висоті, досягати Англії і ФРН. У таких випадках тут спостерігалися "червоні дощі", що вимивали пил з хмар, або з'являвся тонкий наліт із дрібного червоного пилу пустелі.

Приземний тиск, вітри і повітряні маси над Сахарою.

Своєю посушливістю Сахара зобов'язана своєму місцю розташування протягом всього року з південної сторони висотної субтропічної струминної течії або безпосередньо під ним. Подібно системам приземного тиску і вітру, цей елемент циркуляції верхньої атмосфери мігрує із середньої зими приблизно на 30° п. ш. до середини літа над узбережжям північно-західної Африки, східним Середземномор'ям і потім, далі до півночі, над Туреччиною і Іраном. Більш північне положення течії над районами Близького Сходу пояснюється сильним спотворенням полів тиску і вітрів у верхніх шарах над Гімалайсько-Тібетським регіоном, що багато в чому визначає механізм індійського мусону.

У січні приземний тиск над Сахарою вище, ніж в прибережних районах Західної Африки, де ВТЗК проходить біля берега, і вище, аніж тиск в країнах, розміщених на узбережжі Середземного моря, над якими в цей період з заходу на схід переміщується серія циклонічних депресій. В липні ВТЗК і екваторіальна область низького тиску зміщуються на північ і середнє розміщення приблизно на 18 ? п. ш., на область Кахель, що лежить на південь від Сахари. В центральній і східній Сахарі розміщується область низького тиску з стійкими вітрами, що дують під деяким кутом до градієнту тиску між приземним субтропічним антициклоном, що є помітним в цей час тільки над Північною Атлантикою, і двома окремими центрами низького тиску над південно-західною Африкою і південно-центральною Сахарою. Обидві ці області низького тиску є "тепловими мінімумами", що розвиваються тільки в нижньому шарі атмосфери в результаті сильного нагрівання майже безхмарних в даний сезон названих районів Стійкість і сухість північно-східного пасату, що дує поперек Сахари значно зростають внаслідок величезної протяжності масивів суші Північної Африки і Євразії. Літом, коли пасат починає дути з північних районів Середземного моря і Близького Сходу, захоплене вітром повітря не має можливості набрати вологу, як це відбувалося б, якщо б пасат дув над океаном. Крім того значна частина повітря з'являється з верхніх рівнів ділянки осередку Гадлея. В даний сезон прибережні райони Північної Африки і значна частина Близького Сходу також потерпають від засухи, як і Сахара. Зимою, коли повітряна течія розміщується над Північною Сахарою далі на південь, ці прикордонні райони Сахари опиняються на північній стороні повітряної течії, і тому час від часу в них відмічається більш нестійка погода з циклонічними штормами, характерних для поясу західних вітрів помірних широт.

З півдня в літні місяці в Центральну Сахару можуть проникати самі різні маси повітря. Тепле вологе тропічне морське повітря південно-атлантичного походження тече на північ у вигляді південно-західного потоку в тилу ВТЗК і заповнює країни, що виходять до узбережжя Гвінейської затоки. Вітер, фактично південно-східний пасат, що змінив напрямок, часто називають гвінейським мусоном. Поблизу північної межі його поширення він являє собою досить малопотужний потік повітря, поверх якого розташовується гарячий і дуже сухе повітря харматану або північно-східного пасату. При цьому виникає інверсія температури, свого роду ковпак, що перешкоджає підйомові повітря і, відповідно, конденсації, утворенню хмарності і випаданню опадів на значній відстані на південь від ВТЗК, де дві конфронтуючі маси конвергують на поверхні. Випадкові і непостійні опади випадають улітку на південній окраїні Сахари тільки в тих випадках, коли ВТЗК переміщується особливо далеко на північ або коли тропічне погодне утворення такого типу, з котрим приноситься більшість опадів у райони західної Африки, створює нестійкість у верхній атмосфері, руйнуючи шар інверсії між нижніми південно-західними і верхнім північно-східним потоками повітря.

Температура повітря в Сахарі.

З деяких наявних тривалих рядів метеорологічних даних і з розрізнених спостережень мандрівників ясно, що на величезних просторах Сахари і на її семиаридних окраїнах максимальні температури повітря досягають украй високих значень -- більш 50°С. Відповідно до прийнятої практикою метеорологічних спостережень виміру температур виконуються в "тіні", що відкидається жалюзійним захистом вимірювальних приладів. У Сахарі взагалі рідко можна знайти укриття від сонця, і тому подібні виміри не настільки показові для фактичних температур, випробовуваних у самий жаркий час дня, як в інших місцях. Точно так само унаслідок відсутності рослинності і ґрунтової вологи значно вище виявляється температура поверхні землі.

З іншого боку, у більшості районів Сахари температура повітря по крайній мірі раз у році опускається нижче нуля. У табл. 1 приведені середні добові максимуми і мінімуми температури повітря для кожного місяця в п'ятьох показових пунктах, а також найвищі і найменші температури, що відзначалися коли-небудь, у кожнім місяці. Майже для всіх районів Сахари характерний виразний сезонний хід температури з найбільш високими значеннями в період з червня по серпень і найменші значення в грудні-лютому. Виключенням є прибережні райони Марокко, Західної Сахари і Мавританії, у яких найвищі середні добові температури й абсолютні максимуми відзначаються пізніше, у серпні-жовтні. Це типово приморська особливість ходу температури, посилена, однак, через спільний вплив холодної морської течії в середині літа і часто повторюваних жарких вітрів, що дують із суші восени. Сказане ілюструється значеннями температури для Вілья-Сіснероса в табл. 1.

Дані таблиці дозволяють помітити також стримуючу дія висоти, що виявляється в зниженні середніх добових і абсолютних максимумів температури в літні місяці в Таманрассете, розташованому на південно-західному схилі нагір'я Ахаггар у західно-центральній Сахарі. Відповідні значення температури тут істотно нижче, ніж у Більме і Дахле. Що стосується середніх добових і абсолютних мінімумів температури, то різниця між Таманрассете і цими двома більш низько розташованими пунктами виявляється набагато менше. Стримуючий вплив моря на кліматичні умови в районах Сахари, вихідних на береги Середземного моря, ілюструються значеннями температури для Ес-Саллума в Єгипті. Тут добові амплітуди температури в усі місяці менше, ніж в інших місцях, відокремлених від узбережжя, і негативні температури повітря не відзначалися. Такі умови характерні тільки для дуже вузької прибережної смуги. Абсолютні максимуми температури на цьому узбережжі виявляються дуже високими: в Ес-Саллуме всі місяці з березня по жовтень максимальна температура складає 40°С і більше. У цей період дує жаркий вітер хамсин, що несе сухе нагріте повітря з Центральної Сахари до Середземного моря.

Вологість повітря і випаровування.

В Сахарі, крім атлантичного і середземноморського узбережжя, відносна й абсолютна вологість повітря усюди низька, особливо на тлі звичайних тут високих температур. При відаленні від узбережжя відносна вологість рідко досягає 100% і буває такий лише в тих районах, де є яке-небудь місцеве джерело вологи, як, наприклад, в оазисах або в дельті і долині Нілу. У таких районах у зимовий період може спостерігатися ранковий серпанок або туман, що вказує на те, що відносна вологість досягла 100% або близьких значень. У самі теплі місяці відносна вологість у полуденні години звичайно буває нижче 20% і нерідко доходить до 5%. У табл. 2 приведені середньомісячні значення відносної вологості в ранкові і полуденні годинник у п'ятьох показових пунктах у Сахарі.

Табл. 2 Середньомісячні значення відносної вологості повітря (%)

Більш високі полуденні значення вологості в Дахле, порівняно з Таманрассетом і Більмою, імовірно, відбивають наявність місцевого джерела вологи -- зрошуваних земель. Набагато більш високі значення відносної вологості у Вілья-Сіснеросе і Ес-Саллуме свідчать про "подвійний" вплив моря, що служить джерелом атмосферної вологи і забезпечує зниження температури повітря. Відносна вологість є функцією як температури повітря, так і фактичного змісту водяної пари. Тому звичайно між значеннями відносної вологості і температури має місце зворотна залежність. Відповідно в дуже спекотні дні в Сахарі, коли відносна вологість може ставати нижче 20%, абсолютна вологість повітря, яку можна характеризувати по крапці роси або тискові водяної пари, може досягати таких же великих значень, як у звичайний сирий день у середині літа у Великобританії. Значення добового випаровування в Сахарі складають у середньому 5--8 мм, тобто порядку 1,8--2,9 м/рік. По максимальній оцінці діапазон сезонних змін складає від 4 мм/добу у прохолодні місяці до 11 мм/добу в жаркий період. При погоді, що сприяє випаровуваності, із сильним вітром, високою температурою і низкою відносною вологістю добові значення випаровування можуть перевищувати 20 мм.

Хмарність і опади.

Як уже говорилося, повітря над Сахарою велику частину року дуже сухе. По цій причині небо зазвичай безхмарне, якщо не вважати появи високих хмар перистої форми, часто зв'язаної із субтропічною течією, що є помітною на супутникових зображеннях. Здебільшого над Центральною Сахарою хмарний покрив займає в середньому не більш однієї восьмої частини неба, але на північній і південній окраїнах пустелі протягом місяців з більш високою імовірністю дощів хмари можуть покривати від однієї чверті до трьох восьмих частин неба. Виключенням є атлантичне узбережжя з його більш вологим повітрям: хмарний покрив тут протягом усього року займає в середньому від трьох восьмих до половини неба.

Хоча опади в Сахарі випадають рідко й у дуже незначній кількості, дощ являє собою один з деяких проявів погоди, якщо відрізняти її від клімату. Дощі і випадкові зливи надзвичайно цікаві з точки зору метеорології, вони -- благо, а іноді і лихо для жителів пустелі. Такі показники, як середньомісячні і середньорічні кількості опадів у настільки посушливому районі мало про що говорять. Кендрю відзначає, що в Ін-Салахе, розташованому в центрі Алжирської Сахари, велика злива трапляється в середньому один раз у 10 років. З такою же імовірністю сильні зливи випадають на більшій частині Лівійської і Єгипетської пустель, що навіть ще більш посушливі, чим Західна Сахара.

Рідкі, але сильні зливи зазвичай супроводжуються блискавками і громом, а також нетривалими шквалами вітру. Вітри штормової сили (понад 60 м/с) у Сахарі трапляються рідко, але зрідка можуть спостерігатися в будь-якому її районі. При такому вітрі починається потужна піщана буря, особливо неприємна і часто небезпечна, у випадку дуже високої температури повітря. Пил і піщинки, що змітаються з гарячої поверхні пустелі, сприяють ще більшому підвищенню температури повітря. Вони проникають під одяг, у багаж і намети, що додає людям, крім безпосереднього шкідливого впливу пилу на шкіру, очі і дихальні шляхи, додаткові муки.

Коливання клімату.

Осушення Сахари наприкінці кайнозою з'явилося кінцевим результатом змін в циркуляції атмосфери, викликаних цілим поруч незалежних, але приблизно синхронних геологічних подій.

Повільне просування Африканської плити на північ у попередні сотні мільйонів років означало переміщення Північної Африки з вологоекваторіальних широт у сухі тропічні.

Підняття Тібетського нагір'я наприкінці третинного і четвертинного періодів сприяло виникненню струминної течії, що несе тепер у східному напрямку сухий, спадний з верхніх шарів повітря в пустелі Эфиопії і Сомалі.

Інший важливий фактор, на перший погляд не зв'язаний з розширенням кордонів Сахари наприкінці третинного і четвертинного періодів, -- поступове накопичення материкового льоду, спочатку в Антарктиці, а потім у північній півкулі. У результаті збільшення градієнта температури між екватором і полюсами зросла і швидкість пасатів, і їхня здатність переміщати алювіальні піски Сахари у вигляді дюн.

Охолодження поверхні океану, особливо у внутрішньотропічній зоні, де випадає дві третини всіх опадів, теж могло стати могутнім фактором в зменшенні опадів в тропіках, оскільки кількість опадів залежить від швидкості випаровування в екваторіальних районах океанів.

Приблизно 2,5 млн. років тому почалося висихання величезних озер, що розміщувалися в глибині Сахари. Тропічна фауна і флора добре обводнених нагір'їв Сахари стала зубожіти, а колись велика мережа великих рік зникати під наносами піску, перевіюваного вітром. Тут сформувалась визначений режим коливань клімату з циклами тривалістю близько 100 000 років кожний. Протягом 9/10 циклу відбувалося поступове наростання посушливості до певного максимуму, з вітряною і холодною погодою, після чого ці умови швидко змінювалися, правда на короткий час, більш м'якими і вологими.

Останній аридний цикл закінчився приблизно 12 000 років тому. Про це свідчать покриті рослинністю дюни, межа яких проходить на значному віддаленні на південь від сучасної південної границі рухливих дюн. У наступному 6000 років, приблизно в проміжку часу від 12 000 до 6000років тому, Сахара ще раз перетворилася в край озер. Мертві ріки знову наповнились водою. Це був той час, коли озера, що оточували Ахаггар, Лепеха і інші сахарські гірські масиви, кишіли рибою і крокодилами. Повернення потім аридних умов, що стло помітним приблизно 4000 років тому, викликало велике переселення скотарів епохи неоліту з пустелі. Така передісторія недавніх трагічних подій у Сахарі.

1.3 Грунтовий покрив

Поширення основних типів ґрунтів.

Результати вивчення ґрунтів у різних районах дані в наступної послідовності: від більш високих до низьких рівнів у рельєфі, з урахуванням збільшення вологості ґрунтів і зміни їхнього механічного складу від грубого до тонкого. Сміт на основі досліджень древніх насаджень у Судані показав, що на деякому видаленні від проточних водойм на ділянках зі слабким засоленням ґрунтів самим критичним фактором є наявність вологи в кореневій зоні, що залежить від швидкості інфільтрації опадів, що випадають тут зрідка. Послідовність місць по їхній придатності для виростання рослин виявляється такою: скелясті і кам'янисті рівнини і схили пагорбів, піщані улоговини, дюни і піщані рівнини, глинисті рівнини і найбільш високі і похилі водонепроникні ділянки. Таким чином, у відкритій пустелі більш грубий механічний склад ґрунту часто означає збільшення її придатності для розвитку рослин

Скелі і хамади.

Особливості геологічної будови поверхонь, про які говорилося вище, є важливим чинником диференціації ґрунтів. На самих високих ділянках ми зустрічаємо корінні породи або тонкі літосолі при належності малопотужного кам'янистого покриву.

Наступний висотний рівень -- широкі плоскі плато, покриті важкопрохідними скупченнями уламків гірської породи і відомі за назвою хамади. Цією ж назвою називають скелясті хамади структурних плато і валунні хамади нижчерозміщених колювіальних схилів. Хамади складені з матеріалу, зруйнованого і перенесеного лише на невеликі відстані, сконцентрованої на поверхні дефляцією, водного сортування. У результаті поступового ущільнення кам'яної "броні" утвориться порівняно стійка поверхня. Її характер визначається способом руйнування порід, що підстилають. У Лівійській Сахарі з чорних базальтів утворяться круглі валуни до 1 м у поперечному перерізі, а нубійські піщаники покриваються темно-пофарбованими уламками різних розмірів і великою кількістю піску. Грунт цей звичайно малопотужний, але іноді, як, наприклад, на хама де може досягати потужності більш 1 м. Такі ґрунти звичайно відносять до типу нормальних ермосолей, а на ділянках зі значним переносом глини -- до типу лювікових ермосолей.

Дюни.

Еолові піски переміщаються відбірно і відкладаються в районах, розташованих звичайно неподалік від місця їхнього походження, як правило, на алювіальних рівнинах, що виконують, таким чином, і роль аеродинамічних пасток. Однак у деяких районах сильний стійкий вітер може переносити пісок через височини в сусідні улоговини. Прикладом може служити район Іссауен-Ігхаргхар (27° п. ш., 6°30' с. д.). У цій порівняно невеликій улоговині знаходяться, очевидно, найвищі дюни у світі (вище 300 м). Піски відкладаються головним чином в ергах, що поширені на великих територіях і складаються з дотичних комплексів геометрично упорядкованих піщаних гір, називаних дра (витягнутих по вітру і закруглених) і огхруд (гострих піків), однак можна зустріти і невеликі ділянки поширення дюн і піщаних щитів (мал. 4,5). Для рухливих пісків характерне деяке внутрішнє сортування: дрібні частки переносяться переважно до підвітреного кінця й у верхні частини дюн і дра.

Рухливі піски нерідко загрожують сільськогосподарським землям, засипаючи їх. У великих масштабах це відбувається на півночі району Ель-Мінья й в оазисах Харга і Дахла в Єгипті, у великому закруті Нілу біля Ед-Дебба в Судану і на ділянці ваді Саура, що Великий Західний Ерг тіснить до високого урвища хамади Гир в Алжиру (Оашдег, 1935). Щоб зберегти плантації фінікових пальм, жителям оазису Суф приходиться безупинно поглиблювати дно круглих впадин у високих дюнах до водного дзеркала.

Піски дюн не можна розглядати як ґрунт у звичайному змісті, крім випадків, коли опади дозволяють утворитися рослинному покривові, достатьньому, щоб зупинити їхній рух. Великі райони закріплених дюн на південній окраїні Сахари, наприклад піщані гряди на плато Кордофан, сформувались, як вважають, у посушливий період плейстоцену.

Алювіальні і засолені ґрунти.

Самі цінні в практичному відношенні ґрунти Сахари знаходяться в долинах і улоговинах, заповнених дрібним алювієм. Якщо засолення нема, ці ґрунти зазвичай класифікують як флювісолі. Механічний склад ґрунтів залежить від ухилу долини, у якій вони утворяться, і умов їхнього відкладення. У верхніх вузьких ділянках ці долини кам'янисті, а в місцях розвитку алювіальних конусів виносу вони складені гравійним і піщаним матеріалом. В області сезонних водотоків відзначається поперечна диференціація відкладень безпосередньо в руслі, прибережних грядах і уздовж схилів. Постійні ріки, наприклад Ніл і Нігер, відкладають у заплаві на прируслових валах і в руслі дрібний пісок і мул, а в заплавних болотах -- глину. При цьому виникає складна стратифікація алювіальних відкладень різного механічного складу, помітно відрізняються від стратифікації несортованих сумішей різнорозмірних часток, характерних для колювіальних відкладень.

Алювіальні ґрунти Єгипту сформувалися аналогічним чином, і відповідно їх хімічний і мінералогічний склад відбиває їхнє походження з матеріалу, принесеного з Ефіопії й Озерного плато в Центральної Африці. Вони відносяться до класу карбонатних флювісолей. Це чорнувато-коричневий мул, що зазвичай потужністю 8--10 м, м'який, пластичний і липкий у вологому стані, але твердий і порівняно водонепроникний у сухому. Великий пісок і гравій відсутні, механічний склад міняється від майже рівних пропорцій дрібного піску, пили і глини у вади Хальфа (північний Судан) до помітної переважання глини замість дрібнопіщаної фракції в Каїрі.

Оскільки алювіальні ґрунти звичайно мають тонкий механічний склад, водонепроникні і розташовані в низьких місцях, вони накопичують і поверхневу і підземну воду, при випаровуванні якої відбувається відкладення розчинних солей і утворяться солончаки (араб. себкха). Осадження з мінералізованих вод відбувається відповідно збільшенню розчинності в такій послідовності: магній--кальцій--натрій і карбонат--сульфат--хлорид, так що в найбільш засолених горизонтах переважає NaCl, а на більш глибоких ділянках профілю у великих кількостях звичайно присутній сульфат кальцію. Дрібні, сезонно затоплювані улоговини, у яких часто з'являються ці з'єднання, відомі за назвою плайя. У напрямку до їх центра може спостерігатися сортування солей у порядку збільшення розчинності

Стан поверхневого шару ґрунту в плайя визначається в основному сучасними гідрологічними умовами і насамперед балансом між поверхневими і підземними водами. Там, де переважають поверхневі води, поверхня стає рівною і здобуває полігональну мозаїку з дрібних тріщин, це -- такир. Його кірка майже незасолена, але відразу під нею знаходиться сильно засолений горизонт з пухких грудок. На рис. 8 приведено приклад для Лівії. При дуже високому вмісті солі поверхня може відшаровуватися, і тоді підстилає дрібнозем оголюється і стає доступним дефляції. Тривале щорічне затоплення поверхні, вилугування, може приводити до утворення грубо порізаного горбистого мікрорельєфу, відомого за назвою гільгай, як, наприклад, в околицях Себхи в Лівії.

Якщо переважають підземні води, то на поверхні може з'явитися соляна кірка, а іноді утворяться невеликі подушкоподібні здуття, так звана " земля, що здулася" . Коли вода постійно знаходиться на невеликій глибині і часом виступає на поверхню, може сформуватись товста соляна кірка. Вона часто розтріскується на полігональні плити з загнутими нагору краями, і виникає мікрорельєф, що забезпечує подальший розвиток соляних форм уздовж тріщин і захоплювання матеріалу, що переноситься вітром Найбільш відомі приклади цього типу поверхні -- великі сухі озера, так називані шоти, розповсюджені по південній окраїні Атлаських гір у Тунісу і на сході Алжиру. Ці райони одержують воду головним чином з розташованих південніше артезіанських шарів через численні джерела, що виливаються в межах шотів і у їх околицях. Деякі з перерахованих особливостей характерні для шоту Джерід. Відразу до сходу від шота артезіанський тиск створює джерела на горбах. Вода в них малосольона і придатна для зрошення групи оазисів, розташованих навколо Кебілі і Тозера.

2. Життя в Сахарі

2.1 Особливості поширення рослинності

Сахара -- географічна область, яку на картах зображують у північній частині Африки. З екологічної і ботанічної точок зору Сахара своїми північними окраїнами примикає до прибережної смуги Середземного моря, що включає в себе Серединно-Середземноморський регіон західної частини Північної Африки (у Марокко, Алжирі і Тунісі). На південних окраїнах Сахара межує з Судано-Сахельскою зоною опустеленої савани. Визначення точних меж Сахари по ботанічним даним важко. Це пояснюється двома причинами. По-перше, відбувається помітна зміна природи пустелі під впливом місцевих особливостей рельєфу, наприклад, через наявність ваді й інших ділянок суші, у яких накопичується поверхневий стік, а також гірських масивів. По-друге, позначаються наслідки надмірної експлуатації природного рослинного покриву. Особливо помітно це в прикордонних районах, де опустелювання найбільш виражено і, таким чином, Сахара виходить за межі своїх природних кордонів. Сахара з її вкрай посушливим серединним районом являє собою найкращу і найбільш однорідну модель широтної зональності для жаркої пустелі. Зональність виникає в результаті зміни кількості і сезонного режиму опадів. На розвиток рослинності сильно впливають зимові опади на півночі, нерегулярні і дуже малі опади в центрі і переважно літні опади на півдні пустелі. Тому легко розрізнити три основні пустельні зони: Північно-Сахарська, Центральна екстрааридна і Південно-Сахарська.

Північно-Сахарська зона починається від ізолінії 150 мм зимових опадів. З точки зору фітогеографії це частина Сахаро-Аравійської пустельної області, флористично вона відноситься до голарктичного регіону. Для її рослинного покриву характерна відсутність дерев, зустрічаються тільки карликові розсіяні кущі і чагарники. В ваді й улоговинах рослинність стає більш густою.

Центральна екстрааридна зона займає великі простори з кількістю опадів менше 10 мм. Таких опадів дуже мало для існування постійного рослинного покриву, і тільки однорічники можуть з'являтися на короткий період після рідких, але досить рясних дощів. Поза тим що опади рідкі, вони дуже нерегулярно випадають-- в окремих місцях один-два рази в сторіччя. Склад рослинності в цій зоні вказує на її приналежність до Південної Сахари. Озенда вважає, що 47% видів рослин Центральної Сахари є сахаро-синдськими. Відповідно до Стокера у цій зоні, де кількість опадів досягає 30--50 мм, знаходиться перехідна смуга, у якій представлені види і життєві форми голарктичного і палеотропічних регіонів і з якої окремі види можуть проникати в інші більш далекі регіони.

Рослинність Південної Сахари, що належить з погляду фітогеографії до Суданської області, включає елементи саванної флори. Рослинність зосереджена в основному у ваді й у їхніх заплавах, тут переважають дерева і великі кущі.

Водні ресурси і типи рослинності

Водні ресурси Сахари бідні і до того ж мінливі. Оскільки їх мінливість підсилюється разом з аридністю, особливо вона виражена в Центральній Сахарі. Нестача води обумовлює едафічну (ґрунтову) аридність Сахари. Поверхневі шари ґрунту пустелі залишаються сухими майже цілий рік, за винятком декількох днів у вологий сезон. Однак у нижних шарах грунту й в ущелинах скель нерідко присутня постійно зволожений шар, що доступний для глибоко проникаючих коренів багаторічних рослин.

Як правило, тип рослинності відповідає розподілові цих запасів води. Кассас розрізняє три типи рослинності: а) випадковий тип у бездоріжних районах, де опади випадають не щороку; б) обмежений , стиснутий, або стоково-пустельний у посушливих районах, де опади, хоча б незначні і мінливі, випадають щороку, а багаторічна рослинність присвячена до обмежених ділянок (улоговинам, западинам і ваді) з відносно рясними запасами води; в) дифузійний тип, або тип, розповсюджений у дощовій пустелі у не настільки посушливих районах, де більш-менш широко поширена багаторічна рослинність.

Форми рельєфу і розподіл рослинності.

У пустелях між формами рельєфу і розвитком рослинності відзначається особливо тісна залежність. Значення форм рельєфу визначається в першу чергу їхнім контролюючим впливом на режим вологості. Фізико-географічні особливості поверхні контролюють стік і процеси, що визначають дренаж поверхні, від якого залежить накопичення і перерозподіл води, що є в наявності. З іншого боку, припідняті ділянки мають обмежені запаси води і малопотужний грунт, що відзначається звичайно більш грубим механічним складом, чим на низьких ділянках. Якщо з висоти пташиного польоту глянути на яку-небудь ділянку пустелі, то можна знайти, що розподіл, багаторічних рослин повторює малюнок мережі поверхневого стоку.

Рельєф, геологічна будова, літологічні особливості материнської породи, геоморфологічні структури й утворення, характер поверхневих наносів та інше визначають не тільки рослинний і тваринний світ пустелі, але і весь комплекс її екологічних взаємозв'язків. Прямо або опосередковано впливаючи на запаси води в тому або іншому місцеперебуванні, форми земної поверхні впливають і на рослинний покрив пустелі. Невеликий нахил поверхні землі, тріщина в скелі або кам'яній брилі можуть створити особливий екологічний стан і стати придатним для певного набору рослин.

Висота над рівнем моря, експозиція і кут нахилу поверхні можуть збільшувати або зменшувати ефективність використання обмежених водних ресурсів. Форми рельєфу визначають появу різних мікромісцеперебувань, що відрізняються по їхніх водних ресурсах, особливостям ґрунтів, мікроклімату і, як наслідок, по їхньому рослинному покриву.

Поверхневі відкладення і життя рослин

Особливості поверхневого матеріалу помітно позначаються на житті рослин. Щільна кам'яниста поверхня практично виключає розвиток будь-якої рослинності, крім деяких видів літофітів, у тому числі лишайників. Покрита тріщинами скельна поверхня допускає розвиток хемофітів, що проникають коренями в тріщини. Кам'яниста поверхня, засіяна уламками корінних порід (хамада), служить місцеперебуванням зі своєрідними умовами, зовсім відмінними від умов на голій скельній поверхні. На кам'яних уламках насіння рости не можуть, але іноді вони попадають у невеликі виїмки серед уламків, заповнені пухким матеріалом. Кам'яна поверхня, покрита твердою кіркою (продукти руйнування скель, зцементовані солями, що томляться по капілярах,), звичайно зовсім стерильна. Ерозійна бруківка являє собою кам'яну поверхню, покриту пухким шаром уламків від руйнування гірських порід з поверхневим покривом з твердого матеріалу. Рослинний покрив приурочений тут до неглибоких дренажних канавок. Поверхневий покрив з м'якого матеріалу являє собою гарний субстрат для розвитку рослинності. Це може бути алювій або еолові піщані покриви і дюни або ґрунтовий елювій, що утворилася на скелі.

Від особливостей ґрунту в першу чергу і залежить характер рослинності. Значення фізичних характеристик поверхні визначається тим, що від них будуть залежати запаси вологи. Товщина ґрунтового шару сильно впливає на режим вологості. Тонкі поверхневі відкладення будуть зволожуватися протягом нетривалого сезону дощів, але зрештою висохнуть і значний шар грунту дозволяють воді накопичуватись в глибоких шарах і в такий спосіб забезечують безперервне надходження вологи до глибоко проникаючих коренів багатолітніх, рослин. Рослинність на тонких шарах ґрунту звичайно складається з однорічних рослин з короткими коренями, а потужна коренева система ґрунту дає простір для проростання багаторічників. Відомо, що рослинний покрив більш розвитий у районах з могутніми ґрунтами, чим у районах з тонким ґрунтовим шаром.

Головним джерелом води для багаторічних рослин пустель є волога, що затримується в ґрунті на тій глибині, до якої проникають їхні корені. Витрата води з глибоких шарів відбувається в основному в результаті її поглинання коренями рослин і транспірації; пряме випаровування із ґрунту мінімальне через наявність верхнього сухого шару, що діє як захисний шар.

Розподіл різних рослин багато в чому залежить від проникності ґрунтів; Батануні і Закі в 1974 прийшли до висновку, що, за виключенням ділянок солоних маршів, зміни в проникності і потужності ґрунтів впливають на розподіл груп рослин, а також на їхній ріст, глибину проникнення коренів і зовнішній вигляд. Ті ж автори відзначали, що кореневі системи рослин тих самих видів, що виростають у різних місцях, відрізняються різним числом бічних коренів і довжиною коренів у горизонтальному і вертикальному напрямках.

2.2 Тваринний світ Сахари

Видовий склад фауни Сахари 2000--3000 років тому, імовірно, мало відрізнявся від теперішнього. Безсумнівним є те, що деякі менш вимогливі види зуміли втриматися на ізольованих ділянках, але поступово їхні популяції зменшувалися через що підсилюється опустелювання і неконтрольованого полювання. Великі хижаки начебто лева і леопарда зосереджувалися в районах, що мали постійні джерела води. За їхніми межами на рівнинах, де у рослинності стали переважати швидко зростаючі однорічники і тверді ксерофіти, невелике число добре пристосованих рослинних тварин зуміли освоїти великі і практично вільні від хижаків простори.