Біздің планетамыздың беті адамның қатысуынсыз жасалып, қозғалыс пен өзгерудің өз заңдылықтарына бағынатын көптеген жер бедері пішіндерін сақтайды. Олардың ішінде орнында тұрмай, «тіршілік ететін» – баяу қозғалып, пішінін өзгертіп, тіпті дыбыс шығаратын құрылымдар ерекше орын алады. Құм төбелері Жердің шөлейт аумақтарының елеулі бөлігін жауып жатыр және сонымен бірге теңіз жағалауларында, көлдердің жағасында және тіпті басқа планеталарда да кездеседі. Көріністе қарапайым болғанымен – құмнан тұратын төбе – бұл жел, гравитация, ылғалдылық және тірі ағзалар өзара әрекеттесетін таңғажайып күрделі динамикалық жүйе. Бұл мақалада біз сіздерге құм төбелері туралы 25 қызықты әрі танымдық фактіні ұсынамыз.
- Төбе – бұл жай ғана құм үйіндісі емес, нақты ішкі ұйымдастырылған құрылым. Желге қараған беткейі әрқашан жатық болады – жел құм түйіршіктерін төменнен жоғары айдайды, – ал желден қорғалған беткейі тік және үгітілгіш, себебі түйіршіктер жотадан асып, ауырлық күшінің әсерінен төмен құлайды. Дәл осы жақтардың теңсіздігі ғалымдарға метеорологиялық бақылауларсыз-ақ аймақтағы басым желдердің бағытын анықтауға мүмкіндік береді.
- Төбелер қозғалады – бұл метафора емес, буквалды шындық. Қозғалыс механизмі желдің құм түйіршіктерін желге қараған жақтан желден қорғалған жаққа тасымалдауынан тұрады, нәтижесінде төбе біртіндеп жел бағытында «қадамдайды». Қозғалыс жылдамдығы төбенің өлшемі мен желдің күшіне байланысты – ашық шөлейттердегі кішігірім бархандар жылына 30 метрге дейін жылжи алады, ал алып массивтер сол кезең ішінде санаулы сантиметрлерге ғана орын ауыстырады.
- Төбелердің бірнеше негізгі пішіні бар, олардың әрқайсысы белгілі бір қалыптасу жағдайларын бейнелейді. Орақ тәрізді бархандар бір бағытта тұрақты соғатын жел және аз мөлшердегі құм болған жағдайда пайда болады. Жұлдыз тәрізді төбелер жел әртүрлі жақтардан кезектесіп соғатын жерлерде қалыптасып, көпсәулелі пирамидаларға айналады. Бойлық жоталар басым жел ағынына параллель созылып, ұзындығы жүздеген шақырымға жетуі мүмкін.
- Жер бетіндегі ең биік төбелер Африканың оңтүстік-батысындағы Намиб шөлінде орналасқан – Соссусвлей аймағында кейбіреулерінің биіктігі шамамен 380 метрге жетеді. Бұл алыптар ғасырлар бойы қалыптасқан шөгінділерден тұрады және орасан зор массасының арқасында іс жүзінде қозғалмайды. Олардың қызғылт-сары түсі құм түйіршіктерінің құрамындағы темірдің тотығуымен түсіндіріледі – төбе неғұрлым ескі болса, оның түсі соғұрлым қанық болады.
- Ән айтатын немесе «гудайтын» төбелер – құмның қозғалысы төмен гуілдеумен немесе тіпті әуенді дыбыспен сүйемелденетін құбылыс. Мұның себебі – миллиондаған түйіршіктердің беткей бойымен синхронды сырғанауы, нәтижесінде 50-ден 300 герцке дейінгі жиілікте акустикалық тербелістер пайда болады. Бұл дыбыс бірнеше шақырым қашықтықтан естіледі және оның табиғатын білмейтін саяхатшыларды жиі қорқытқан – Орта ғасырларда оны шөл рухтарына жатқызған.
- Ән айтатын төбелер Антарктидадан басқа барлық құрлықтарда кездеседі – оларды Орталық Азияда Марко Поло, Араб түбегінің зерттеушілері және Америка Батысының саяхатшылары сипаттаған. Феномен кез келген құмда емес, тек түйіршіктері белгілі бір өлшемге, пішінге және құрғақлыққа ие болған жерлерде ғана пайда болады. Ең кіші ылғалдану дыбысты толығымен басады – дәл осы себептен ән айтатын беткейлер ылғалды ауа райында «үнсіз» қалады.
- Төбелерді құрайтын құм түйіршіктері көбінесе кварц дәндерінен тұрады – бұл ең қатты және химиялық тұрақты минералдардың бірі. Дәннің пішіні оның тарихына байланысты – өзен құмдары бұрышты болса, ал желмен қайта-қайта домалатылған шөл түйіршіктері өзара соқтығысулардың нәтижесінде дерлік идеалды дөңгелек пішінге және матовый бетке ие болады. Дәл осы айырмашылық геологтарға эолдық – желдік – шөгінділерді өзендік шөгінділерден ажыратуға мүмкіндік береді.
- Төбелер тек шөлдерде ғана емес – жағалаулық төбелер жел құмды жағажайлардан құрлық ішіне тасымалдайтын барлық жерде қалыптасады. Жағалауларда олар жиі толқындар мен дауылды су тасқындарынан табиғи қорғаныс қызметін атқарады – оларды құрылыс үшін жою жиі жағалау сызығының апатты бұзылуына әкеледі. Балтық теңізінің Польша жағалауы, Франциядағы Ланды және Австралия жағалаулары – қуатты жағалаулық төбе жүйелерінің классикалық мысалдары болып табылады.
- Еуропаның ең биік жағалаулық төбесі – Францияның Атлант жағалауындағы «Дюна Пила» – биіктігі шамамен 110 метрге жетеді және өсуін жалғастыруда. Ол жыл сайын құрлық ішіне бірнеше метрге жылжып, орман мен жолдарды жұтып жатыр. Оны өсімдіктер отырғызу арқылы тұрақтандыру әрекеттеріне қарамастан, қозғалыс жалғасуда – табиғи күш әзірге инженерлік күш-жігерден басым түсуде.
- Өсімдіктер төбелерді тұрақтандыруда шешуші рөл атқарады – олардың тамырлары борпылдақ субстратты бекітеді, ал жер үсті бөліктері беткейдегі жел жылдамдығын төмендетеді. Арнайы төбе өсімдіктері – құмдық өлеңшөп, элимус, теңіз қышасы – көмілуге төзімді және көміле бастаған сайын сабақтарын тез өсіре алады. Өсімдік жамылғысы өрт немесе таптау салдарынан жойылған жерлерде төбе дереу «оянып», қозғалысын жаңартады.
- Төбелер бетінің астында жиі ылғал жиналады – түнгі шық және кездейсоқ жауын-шашын құмның тереңіне еніп, күтілгеннен әлдеқайда ұзағырақ сақталады. Дәл осы бет асты резервуары көріністе толық құрғақ болып көрінетін жағдайда өсімдіктер мен жануарларға өмір сүруге мүмкіндік береді. Кейбір шөлдерде төбелер астындағы ылғал беткейлердің түбінде бетке шыққан кезде шағын оазистер пайда болады.
- Төбе экожүйелері түрлер жағынан ойлағаннан әлдеқайда бай – құмның ішінде қоңыздар, өрмекшілер, кесірткелер, жыландар және тіпті борпылдақ тұрақсыз субстратқа бейімделген кейбір сүтқоректілер түрлері тіршілік етеді. Олардың көпшілігінің денесі жалпақ пішінді немесе борпылдақ бетте қозғалуға көмектесетін жалпақ табандары болады. Бірқатар түрлер секундтың үлесі ішінде құмға толығымен көміле алады – бұл бір мезгілде жыртқыштардан жасырыну және қызып кетуден құтылу әдісі болып табылады.
- Құм төбелері тек Жерде ғана емес – олар Марста, Титанда және тіпті Плутонда да тіркелген. Марстық төбелер қараңғы базальт түйіршіктерінен тұрады және сирек атмосфераның әсерінен қозғалады. Сатурнның серігі Титанда төбе жоталары органикалық бөлшектерден құралып, мыңдаған шақырымға созылады, бұл оларды Күн жүйесіндегі осыған ұқсас ең ірі құрылымдардың бірі етеді.
- Төбенің қалыптасу процесі кез келген кедергіден – тас, бұта немесе тіпті өлі бұтақтан – басталады, оның айналасына жел құмның алғашқы бөліктерін шөгізеді. Төбенің өсуі барысында ол өзі ауа ағыны үшін кедергіге айналып, өз өсуін жеделдетеді. Бұл өзін-өзі күшейтетін механизм төбелердің беткі қабатында біркелкі емес, нақты нүктелерде пайда болып, көзге көрінетін жер бедері пішіндеріне тез ұлғаятынын түсіндіреді.
- Әлемнің әртүрлі аймақтарындағы төбе құмы түсі жағынан айтарлықтай ерекшеленеді. АҚШ-тың Нью-Мексико штатындағы Уайт-Сэндстің аппақ төбелері гипстен тұрады – кеуіп қалған ежелгі көлде еріп үлгермеген ерекше минерал. Исландия мен Гавайидің қара жанартаулық жағажайлары да сипатты қараңғы төбелерді құрайды. Кейбір жағалаулардың қызғылт реңкі маржан мен теңіз қабыршақтарының бөлшектерінің қоспасымен түсіндіріледі.
- Жеке төбе жүйелері мыңдаған жылдар бойы өмір сүреді – радиоуглеродтық талдау олардың астында көмілген топырақ пен органикалық қабаттарды даталауға мүмкіндік береді. Сахараның кейбір ірі массивтері ондаған мыңдаған жылдар бойы тұрақты өмір сүруде, дегенмен осы уақыт ішінде әрбір жеке құм түйіршігі желмен қайта-қайта тасымалданған. Құрылымның пішіні сақталады, ал оны құрайтын зат үздіксіз жаңартылады – бұл пішін мен материяның тәуелсіз өмір сүре алатынының әдемі иллюстрациясы.
- Шөлдену – қозғалмалы құмдар қалыптасатын аймақтардың кеңеюі – біздің заманымыздың өткір экологиялық мәселелерінің бірі болып табылады. Шектен тыс жаю, орман кесу және дұрыс емес егіншілік әсерінен өсімдік жамылғысының жойылуы бұрын тамырлармен ұсталып тұрған орасан зор құм массаларын босатады. Қытайда, Моңғолияда және Сахель аймағының елдерінде төбелер жыл сайын бұрын өнімді болған мыңдаған гектар жерлерді жұтып жатыр.
- Алға жылжып келе жатқан төбелермен күрес әртүрлі әдістермен жүргізіледі – қамыс пен бұтақтан жасалған механикалық кедергілерден бастап ауқымды орман отырғызуға дейін. Осы тектегі ең танымал жоба – Қытайдағы «Жасыл қабырға», ол Гоби шөлінің ауыл шаруашылығы аймақтарына қарай жылжуын тоқтатуға бағытталған. Бұл күш-жігердің нәтижелері біркелкі емес – егер нақты жағдайларға сәйкес келмейтін түрлер таңдалса, отырғызылған ағаштар жиі қурап қалады.
- Намиб шөлінде Атлантикадан келетін суық теңіз тұмандары құрлық ішіне еніп, қара қоңыздар суды тікелей ауадан қанат қабықшаларының бетінде жинауды үйренген. Олардың арқасындағы ұсақ төмпешіктер мен ойықтар конденсат тамшыларын тікелей жәндіктің аузына бағыттайды. Бұл табиғи технология инженерлерді құрғақ аймақтарда атмосфералық ылғалды жинауға арналған материалдар жасауға шабыттандырды.
- Төбе жүйелері климаттық өзгерістердің маңызды мұрағаттары болып табылады – топырақ қабаттарымен алмасатын көмілген төбе қабаттары өткендегі ылғалды және құрғақ кезеңдердің алмасуын бейнелейді. Осы қабатты жазбаларды зерттей отырып, ғалымдар мыңдаған жылдар бұрынғы климат тарихын қалпына келтіреді. Австралияда мұндай зерттеулер қазіргі шөл аймақтары бұрын әлдеқайда ылғалды және өсімдіктермен жабылған болғанын көрсетті.
- Құм түйіршіктерінің қозғала бастауы үшін қажетті жел жылдамдығы олардың өлшемі мен ылғалдылығына байланысты. Құрғақ ұсақ дәнді құм жел жылдамдығы сағатына шамамен 16 шақырым болған кезде қозғала бастайды. Ылғалды немесе ірі түйіршіктер ауа ағынының әлдеқайда көп күшін талап етеді. Дәл осы себептен жаңбырдан кейін шөл қысқа уақытқа тынышталады – ылғалданған құм келесі кебуіне дейін желге бағынбайды.
- Төбенің өсуі қабаттармен жүреді – желдің әрбір соққысы көлденеңге белгілі бір бұрышпен өте жұқа құм қабатын шөгізеді. Жарылымдар мен кесінділерде көрінетін осы көлбеу қабаттар көлбеу қабаттылық деп аталады, және олар бойынша геологтар өткен желдер тарихын оқиды. Миллиондаған жылдар бұрын қатты тасқа айналған ежелгі қазба төбелер бұл көлбеу қабаттылықты жартастардағы әдемі өрнектер түрінде сақтап қалған – мысалы, Американың оңтүстік-батысындағы каньондарда.
- Төбе аймақтарын туристік игеру жиі нәзік экожүйелерге елеулі зиян келтіреді – таптау өсімдік жамылғысын бұзып, бұл құмның жаңа қозғалысын іске қосады. Жағажай төбелері бойымен жол талғамайтын көліктермен және квадроциклдермен жүру ұя салатын құстар мен ін қазатын жәндіктердің жойылуына әкеледі. Төбе ландшафттары бар көптеген қорғалатын аумақтарға кіруге шектеулер енгізеді немесе адам ағынын ең аз осал жерлерге бағыттау үшін арнайы соқпақтар салады.
- Бархан тізбектері жақындаған кезде бір-бірімен өзара әрекеттесе алады – кездескенде, екі бархан бір ірірек барханға бірігеді. Бұл процесс коалесценция деп аталады және ол үлкен шөл жүйелерінің орталықтарында төбелердің әдетте периферияларына қарағанда әлдеқайда ірі болуын түсіндіреді. Уақыт өте келе кішігірім пішіндер өсіп келе жатқан алыптармен жұтылады – бұл желмен басқарылатын жер бедерінің ерекше «эволюциясы».
- Адамзат ежелден төбе құмын құрылыста пайдаланған, дегенмен парадоксальды түрде шөл материалы бетон өндірісі үшін нашар жарамды. Желмен жылтырату түйіршіктерді тым тегіс және дөңгелек етеді – олар цемент ерітіндісінде бір-бірімен нашар байланысады. Сондықтан құрылыс индустриясы бұрышты түйіршіктері бар өзен және карьер құмын пайдаланады, ал шөл елдері бетон үшін шикізатты импорттауға мәжбүр, аяқтарының астында буквалды түрде мыңдаған шақырым жарамсыз материал жатса да.
Құм төбелері – жер бедерінің тірі қозғалысын адамның қабылдауына қолжетімді уақыт масштабында көрсететін табиғи объектілердің саны аз. Олардың механикасын зерттеу ғылымға тек Жерде ғана емес, Күн жүйесінің басқа денелерінде де жүріп жатқан процестерді түсіну құралдарын берді. Төбе жүйелеріне табиғи мұра ретінде, жай ғана борпылдақ материал қоры емес, ұтымды қарым-қатынас климаттың өзгеруі орасан зор аумақтардың шөлденуін жеделдеткен сайын барынша өзекті болып келеді. Бұл қозғалмалы төбелерде желдердің, климаттардың және ландшафттардың тарихы кодталған, оны біз тек шешуді үйреніп жатырмыз.
