占世界陸地面積30%的荒漠是怎么形成的

荒漠是氣候干旱、雨量稀少、年降雨量小于250mm或蒸發(fā)量大于降雨量的地區(qū)。這里土地貧瘠、植被匱乏，主要植物是耐鹽堿和富根系的品種。全世界荒漠面積約占陸地面積的30%。在荒漠地區(qū)，如基巖裸露，或基巖上僅覆蓋一層很薄的巖石碎屑，稱為巖漠；如地表被礫石廣泛覆蓋，地面平坦，稱為礫漠，或者戈壁，戈壁是蒙古語，意為石質(zhì)荒漠；如地表被砂、粉砂等廣泛覆蓋，是為沙漠，沙漠是荒漠的主體。

荒漠地區(qū)的晝夜溫差特別大，中國新疆北部日溫差可達(dá)到35℃～50℃，非常刺激。白天高溫膨脹，夜間內(nèi)部冷卻收縮，物理風(fēng)化作用強(qiáng)烈，巖石表面會(huì)出現(xiàn)裂隙，逐漸剝落，形成大量碎屑，碎屑就是荒漠的主要成分。由于荒漠大部分時(shí)間空氣相對(duì)濕度小于10%，荒漠也就成為一個(gè)看星星的好地方，世界自然條件和觀測設(shè)備最好的光學(xué)天文臺(tái)就建在智利的荒漠里。

荒漠的主要成因有兩個(gè)：第一個(gè)是因?yàn)樯罹哟箨憙?nèi)部，遠(yuǎn)離海洋，山地阻擋，地形閉塞，海洋氣流吹不進(jìn)來。中亞和中國西北的荒漠、蒙古大戈壁和美國西部荒漠都是這種類型。第二個(gè)成因是副熱帶高壓，南北緯15?～35?之間，副熱帶高壓使氣流下沉，空氣增溫減濕。非洲北部、阿拉伯半島、澳大利亞中部和南美洲的荒漠都是這種類型。

全球的大氣環(huán)流在南北緯30°地帶出現(xiàn)兩個(gè)明顯的下降帶，全球大部分沙漠都位于南北緯30°上、下10?～15?，赤道帶的空氣因受太陽強(qiáng)烈輻射膨脹，從而上升。氣流在其上空一分為二，分別向南北兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，然后在南北緯30°帶，轉(zhuǎn)而向下流動(dòng)，形成氣流的下降帶，此帶下部的空氣受其上部空氣重量壓力的影響，發(fā)生收縮并變暖，提高了自身保持水分的能力。同時(shí)下降帶下面的地表水會(huì)因強(qiáng)烈蒸發(fā)而進(jìn)入下降帶的空氣之中。結(jié)果，下降的空氣中所含的水分便難以呈降雨的形式返回地面，該地帶氣候晴朗少雨，以及強(qiáng)烈蒸發(fā)為特征。與南北緯30°地區(qū)的情況相反，赤道帶空氣易于上升變冷，以降雨形式發(fā)生失水。由此出現(xiàn)沿著赤道帶的多雨地帶，它分隔著南北兩個(gè)主要的沙漠帶，然而，并非所有荒漠皆沿30?帶分布。地形條件對(duì)荒漠的形成也有顯著影響，這就是所謂山脈的降雨陰影效應(yīng)。其原因是來自海洋的潮濕氣流，通過山脈時(shí)被迫上升變冷而降雨，以致失水，氣流變得干燥。翻過山脈后氣流保持向前并向下運(yùn)動(dòng)，其下部的空氣受到壓縮而增溫，提高了保持水分的能力，難以發(fā)生降雨過程。故在山脈的順風(fēng)一側(cè)少雨或無雨，成為降雨的陰影帶。美國西部部分荒漠的形成便具有這種背景。

內(nèi)陸地區(qū)因離海洋遠(yuǎn)，來自海洋的潮濕氣流，在長途跋涉中丟失了所含水分，變得干燥，內(nèi)陸荒漠得以形成。我國荒漠的形成都具有這一背景，同時(shí)喜馬拉雅山脈的降雨陰影效應(yīng)也起了重要作用。有冷洋流經(jīng)過的熱帶大陸西海岸，也是荒漠形成的有利地帶。冷洋流使這里的空氣變冷，冷空氣在陸上運(yùn)行中不斷增溫，提高其保持水分的能力而少雨。這一效應(yīng)在南美洲的太平洋沿岸和非洲的大西洋沿岸表現(xiàn)特別明顯。在南北兩極的極地，因受寒冷干燥的下降氣流影響，形成了大規(guī)模的極地荒漠。見于整個(gè)南極大陸、格林蘭的大部、阿拉斯加、加拿大和西伯利亞北部。

在荒漠地區(qū)，如基巖裸露，或基巖上僅覆蓋一層很薄的巖石碎屑，稱為巖漠；如地表被礫石廣泛覆蓋，地面平坦，稱為礫漠，或者戈壁，戈壁是蒙古語，意為石質(zhì)荒漠；如地表被砂、粉砂等廣泛覆蓋，是為沙漠，沙漠是荒漠的主體。

對(duì)于荒漠來說，大風(fēng)永遠(yuǎn)是勤勤懇懇，終年不休的勞動(dòng)模范。我們所看到的大部分地貌都是風(fēng)成地貌，比如風(fēng)蝕蘑菇、風(fēng)蝕柱、雅丹地貌。在沙漠里，根據(jù)大風(fēng)的方向還能吹出不同的堆積地貌。如果風(fēng)從同一個(gè)方向吹，會(huì)出現(xiàn)最常見新月形沙丘，而且新月形沙丘會(huì)不斷沿著風(fēng)向延伸，形成一條條的沙壟。世界上最高的沙丘是納米比亞沙漠的7號(hào)沙丘，有388米高。

荒漠惡劣的生活環(huán)境，動(dòng)植物自然少得可憐，單位密度非常低。基本沒有喬木，連草本植物都很少，大部分都是灌木。為了適應(yīng)干旱的氣候，減少水分散失，沙漠里的植物都縮小了葉片，或者根本不長葉子，一了百了。因?yàn)榛锸成伲液芤话悖哪畡?dòng)物體型都很小，大型的食草和食肉動(dòng)物更少。

另外，荒漠里儲(chǔ)藏著豐富的礦產(chǎn)資源。波斯灣沿岸荒漠里的石油和天然氣，讓一部分阿拉伯人直接從帳篷邁進(jìn)了奔馳；中亞的卡拉庫姆沙漠中也埋藏著石油和天然氣，1971年蘇聯(lián)科學(xué)家在勘探的時(shí)候意外坍塌形成一個(gè)坑洞，擔(dān)心有毒氣體泄漏，科學(xué)家們把洞點(diǎn)著了。本以為燒幾天就完了，沒想到這么多年過去了還在燒，直接燒出了土庫曼斯坦的一個(gè)景點(diǎn)——地獄之門。

在油氣資源逐漸枯竭的今天，荒漠太陽能是世界能源的未來。歐洲還計(jì)劃利用撒哈拉的太陽能供給全歐洲電力。作為人世間惡劣的土地，荒漠依然有著人類文明的星光閃耀。

◎ 來源| 中科院地質(zhì)地球所