Экстремальный холод и нехватка осадков сделали Антарктиду крупнейшей пустыней 

Фото из открытых источников

Покрытая льдом Антарктида с научной точки зрения классифицируется как крупнейшая пустыня на Земле. В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, объясняется, как экстремальный холод и низкий уровень осадков определяют полярную пустыню.

Пустыня определяется не песком и не жарой. Она определяется отсутствием воды. Любой регион, получающий менее примерно 250 миллиметров осадков в год, соответствует этому критерию. Замерзшие внутренние районы Антарктиды соответствуют этому критерию. То же самое относится и к дюнам Северной Африки.

За этим единственным измерением скрывается множество механизмов. Четыре механизма выполняют большую часть работы. Опускающийся воздух подавляет образование облаков, а горы удаляют влагу из штормов до того, как они пересекут гребень. Холодная океанская вода останавливает испарение. Некоторые внутренние районы просто расположены слишком далеко от моря.

Теплый, влажный воздух поднимается вблизи экватора. По мере подъема он охлаждается, выделяет влагу в виде тропических дождей, а затем на большой высоте дрейфует к полюсам. Вблизи 30 градусов северной и южной широты этот воздух достаточно охлаждается, чтобы опуститься обратно к поверхности.

Нисходящий воздух сжимается и нагревается. Нагретый воздух удерживает больше водяного пара, а не меньше, поэтому облака испаряются, а не утолщаются. Эта опрокидывающая циркуляция называется циркуляцией Хэдли. Она создает пояс высокого давления над субтропиками и препятствует выпадению осадков в течение нескольких месяцев подряд.

Результат виден на любом глобусе. Сахара, Аравийская пустыня, Калахари, Тар и большая часть засушливой Австралии находятся внутри этих двух полос. Одна только Сахара занимает площадь около 9,2 миллиона квадратных километров.

Рельеф местности тоже способствует образованию пустынь. Воздух, поднимающийся по наветренному склону горного хребта, охлаждается и конденсируется. Затем он выпадает в виде дождя или снега, прежде чем преодолеть вершину. Всё, что спускается с противоположной стороны, оказывается тёплым и выжатым.

Долина Смерти расположена за несколькими горными хребтами, отделяющими её от Тихого океана. Дно котловины Бадвотер находится на глубине 86 метров ниже уровня моря. Гоби в Центральной Азии существует отчасти потому, что Гималаи перехватывают летний муссон.

Некоторые из самых засушливых участков на планете находятся в непосредственной близости от океана. Причина тому – холодная вода у берегов. Течение Гумбольдта переносит охлажденную субантарктическую воду вдоль побережья Чили и Перу. То же самое делает Бенгельское течение вдоль побережья Намибии.

Холодная вода испаряется медленно, охлаждая воздух непосредственно над собой и создавая температурную инверсию, которая задерживает любую образующуюся влагу в виде неглубокого слоя тумана у поверхности земли. Туман сгущается вглубь материка и покрывает землю. Дожди после этого почти никогда не следуют.

В Атакаме этот эффект проявляется в наиболее экстремальной форме. На некоторых метеостанциях в центре пустыни зафиксировано годовое количество осадков около 0,5 миллиметра. Тем не менее, почва не стерильна; исследователи продолжают находить микроскопическую жизнь под поверхностью.

Четвертый механизм не требует ни гор, ни океанских течений. Ему нужно лишь расстояние. Воздушные массы постоянно теряют влагу, двигаясь над сушей. Внутренние слои континентов высыхают, потому что штормовые системы достигают их истощенными.

Такла-Макан и засушливые районы Казахстана и западного Китая расположены за тысячи километров от любых значительных водоемов. Это холодные пустыни с суровыми зимами и короткими жаркими летами. Засушливость не имеет ничего общего с температурой.

Антарктида еще больше подтверждает это. Континент занимает площадь примерно в 14,2 миллиона квадратных километров. Большая часть его внутренней территории получает очень мало снега, что делает его крупнейшей пустыней на Земле с большим отрывом.

В холодном воздухе практически нет водяного пара, поэтому ему нечем оседать в виде осадков. В сухих долинах Мак-Мердо катабатические ветры спускаются с полярного плато и сносят остатки льда, оставляя голые скалы и гравий.

Вопрос о том, как возникают пустыни, отличается от вопроса об их сохранении, и недавнее исследование пустыни Атакама заставило пересмотреть эту точку зрения. В учебниках её крайняя засушливость объяснялась двумя событиями, произошедшими около 15-20 миллионов лет назад: поднятием Анд и притоком холодных вод Тихого океана к побережью.

Группа исследователей под руководством Бенедикта Риттер-Принца из Кёльнского университета измерила содержание космогенного неона-21 в 135 кварцевых гальках. Камни были взяты с поверхностей с низким рельефом в центральной части пустыни. Тридцать две из них оставались нетронутыми с олигоцена или даже раньше.

Данные свидетельствуют о том, что примерно 45 миллионов лет назад, во время глобального похолодания, последовавшего за раннеэоценовым климатическим оптимумом, установилась крайняя засуха. Риттер-Принц описала состояние поверхности как «чрезвычайно низкую поверхностную активность» в течение этого периода.

Возможно, первоначальным фактором стало изменение глобального климата. Затем тектонические процессы и океанические течения усугубили существовавшую ранее засушливость.

Когда местность высыхает, ветер становится главным формирователем рельефа. Песчинки отскакивают от поверхности в процессе, называемом сальтацией, сталкиваясь с другими песчинками и выбивая их. Небольшие неровности нарушают воздушный поток, захватывают больше песка и увеличиваются в размерах.

Там, где ветры дуют с разных направлений над глубоким слоем песка, образуется звездчатая дюна. Один из примеров в Марокко, Лала-Лалия, возвышается примерно на 100 метров. Радиолокационное сканирование выявило слои, возраст которых составляет около 13 000 лет. Примерно 8000 из этих лет прошли в состоянии почти полной неподвижности дюны.

Пустыни также выносят свой материал, а штормы поднимают сахарскую пыль достаточно высоко, чтобы пересечь Атлантический океан, где спутники теперь регулярно отслеживают эти шлейфы. По широко цитируемой оценке НАСА, ежегодное количество осадков над бассейном Амазонки составляет около 27,7 миллионов тонн. Один из шлейфов в мае 2025 года покрыл площадь около 150 000 квадратных километров.

Эти границы не являются фиксированными. Климатические модели и спутниковые данные показывают расширение циркуляции Хэдли. Это смещает субтропические пояса высокого давления к полюсам и увлекает за собой их сухие зоны. НАСА задокументировало синхронное смещение высотных облаков к полюсам.

В Конвенции ООН по борьбе с опустыниванием отмечены резкие изменения. За три десятилетия до 2020 года засушливые районы стали занимать около 77,6% территории страны по сравнению с предыдущими 30 годами. Сейчас засушливые земли занимают 40,6% территории суши, за исключением Антарктиды, и на них проживает около 2,3 миллиарда человек.

При наихудшем сценарии выбросов эта цифра может вырасти до пяти миллиардов к 2100 году. Силы, создавшие Сахару и Атакаму, всё ещё действуют. Карта, которую они создают, меняется в масштабах человеческой жизни.