I deserti

I deserti hanno precipitazioni annue inferiori a 25 cm e coprono circa il 12% dei continenti.

Distribuzione delle precipitazioni

I deserti e l’azione del ventoI deserti e l’azione del vento

  Deserti – zone aride con meno di 250 mm di precipitazioni l’anno o nelle quali l’evaporazione è maggiore della precipitazione. Vegetazione assente. Non necessariamente calde e aride.

Il vento rappresenta il principale agente d’erosione nei deserti

Nelle zone delle medie latitudini, comprese tra 30 e 60° lat. N e 30 e 60° lat. S, soffiano i venti occidentali.

Nelle regioni intertropicali, comprese tra 30° lat N e 30° lat. S soffiano gli alisei

La circolazione dell’atmosfera terrestre

• Nelle zone delle medie latitudini, comprese tra 30 e 60° lat. N e 30 e 60° lat. S, soffiano i venti occidentali.

• Nelle regioni intertropicali, comprese tra 30° lat N e 30° lat. S soffiano gli alisei

A cosa è dovuta la loro esistenza?

Come si generano i venti nell’atmosfera?

La luce solare che colpisce la Terra vicino all’equatore fornisce più calore, per area superficiale unitaria, della luce che colpisce la Terra alla latitudine polare. Questa è la ragione per cui i poli sono più freddi. Es. torcia.

La risposta è: diverso grado di insolazione

Il tutto tende verso un equilibrio

• … quindi, i flussi d’aria calda dall’equatore tendono ad innalzarsi ed a fluire in alto verso i poli.

• Mentre, le masse d’aria polare, fredde e dense, fluiscono in verso opposto lungo la superficie del globo, dirigendosi lungo la superficie del globo, verso l’equatore.

Già nel 1735, il matematico britannico George Hadley si rese conto che questo contrasto di insolazione poteva far sì che l’aria globale circolasse per convezione.

L’ipotesi di Hadley, tuttavia, non teneva conto di un fattore importante, cioè della rotazione della Terra e del conseguente effetto Coriolis.

Circolazione atmosferica

L’effetto Coriolis

Un proiettile sparato dall’equatore al polo nell’Emisfero settentrionale viene deviato ad est, perché, muovendosi verso nord, viaggia ad est più velocemente del terreno sottostante.

Nel 1835 l’ingegnere francese Gaspard Gustave de Coriolis ipotizzò che un effetto simile causasse la deviazione delle correnti e dei venti sulla superficie terrestre.

• Vicino l’equatore l’aria calda va verso l’alto, si raffredda e determina piogge • A ~30° di latitudine, il flusso d’aria di alta quota diretto verso i poli scende facendo aumentare la pressione• L’aria fredda, secca, assorbe umidità e determina la formazione dei deserti

Circolazione atmosferica

Differenze di pressione: la corrente ascensionale di aria calda all’equatore, si lascia dietro un’area di bassa pressione (basso equatoriale).

Es. camion

L’aria di alta quota che si muove verso N nell’emisfero settentrionale, devia ad E quindi alla latitudine di 30°N si è raffreddata e comincia a scendere. Quando raggiunge quote basse, l’aria che scende si divide, parte ritorna verso l’equatore vicino alla superficie e parte va a nord, creando una zona di divergenza.

Nel frattempo l’aria fredda proveniente dalla regione polare si muove verso S vicino alla superficie e devia verso O. Ad una latitudine di circa 60°, l’aria polare vicino alla superficie, si scontra, o converge, con quella delle medie latitudini che si muove verso N vicino alla superficie (zona di convergenza o fronte polare)

Celle di HadleyCelle di FerrelCelle polari

Circolazione atmosferica superficiale e distribuzione dei deserti

Alto polare

Basso subpolare (z. di convergenza)

Venti occidentali

Alto subtropicale (z. di divergenza)

Alisei

Basso equatoriale (z. di convergenza)

Alisei

Alto subtropicale (z. di divergenza)

Venti occidentali

Basso subpolare (z. di convergenza)

Alto polare I principali venti prevalenti superficiali, ovvero la base delle celle convettive

Dove sono i deserti?

Tipi di deserti:Tipi di deserti:

1. Deserti subtropicali: quelli associati alle fasce climatiche subtropicali tra 20 e 30° a N e a S dell’equatore (Sahara, Kalahari, Great Australian)

2. Zona d’ombra: deserti che si formano in aree riparate dalle precipitazioni (Sonoran).

3. Deserti all’interno dei continenti: a basse precipitazioni (Gobi, Takla Makan in Asia) perchè difficilmente vengono raggiunti dai venti umidi dagli oceani

4. Deserti costieri che si formano in zone esposte a correnti oceaniche fredde (Peru, Chile, SW Africa)

5. Deserti delle regioni polari (N. Greenland, aree senza ghiaccio in Antartide)

 

Clima desertico e vegetazioneClima desertico e vegetazione

1. Alte temperature (+54 °C)

2. Basse precipitazioni (20-50 mm)

3. Alto tasso di evaporazione (fino a 250 mm/yr)

4. Forti venti frequenti

14.9 Caravan Leaving Selima Oasis, Sahara Desert, Northern Sudan, AfricaPhotograph by C. Vance Haynes. Press & Siever, Understanding Earth.Questa è una regione molto arida nel cuore del deserto del Sahara orientale. La pioggia può battere sul terreno una volta ogni 30-40 anni. Il 20% dell’area è ricoperta da sabbia. La parte restante è roccia, pianure salate e montagne. Il Sahara è il deserto più grande e più caldo del mondo (57°C or 134.6°F) ed è determinato dalla presenza degli alisei, in un’area dove la circolazione atmosferica porta aria calda e secca che tiene lontane le precipitazioni.

Condizioni che contribuiscono alla formazione dei deserti

Zona d’ombra

L’aria umida, costretta a salire sulle montagne, si raffredda, l’umidità condensa e cade la pioggia, così che, quando raggiunge il lato verso l’interno delle montagne, l’aria non contiene più umidità sufficiente a produrre la pioggia. Perciò, i deserti si formano nella zona protetta dalle precipitazioni dalle montagne.

Esempio:

• Versante orientale dell’Etna

 l’ Etna fa da barriera ai fronti, consentendo ad essi di scaricare enormi quantità di pioggia. Molto frequenti sono le piogge alluvionali proprio in questa zona: Zafferana Etnea raggiunge i 1306 mm annui, il giarrese i 1200 mm annui, 1111 mm Linguaglossa. 

Distribuzione delle correnti

Condizioni che contribuiscono alla formazione dei deserti:

Correnti oceaniche freddeLe correnti marine che portano verso l’equatore acqua fredda dall’Antartide raffreddano l’aria lungo le coste sud occidentali del Sud America e dell’Africa. L’aria fredda e asciutta assorbe umidità dalle terre costiere adiacenti, mantenendole asciutte, quindi vi si formano i deserti costieri (es. Atacama in Sud America)

14.5 Sonoran Desert, Kofa Mountains, Western ArizonaPhotograph by Peter L. Kresan, Press & Siever, Understanding Earth.Che i deserti siano sempre ricoperti di sabbia è errato. Anche il Sahara è per lo più un deserto di roccia, la sabbia lo ricopre per non più del 20% dell’area totale. Quindi, questa foto mostra il più tipico paesaggio desertico. Il Sonoran Desert è una conseguenza della circolazione atmosferica e dell’effetto della zona d’ombra.

L’erosione eolicaL’erosione eolica

•Deflazione

•Pavimento del deserto

•Ventifatti – rocce sfaccettate dal vento ad opera della sabbia (sandblasting)

 

Azione del ventoAzione del vento• Muove grandi quantità di materiale • Ottima classazione• Carico sospeso

Quantità di sabbia trasportata giornalmente attraverso ogni metro di ampiezza della superficie di una duna, in funzione della velocità del vento. I venti ad alta velocità che soffiano per parecchi giorni possono spostare enormi quantità di sabbia.

Da Press et al., Understanding the Earth

Immagine da satellite di una tempesta di polvere originatasi nel deserto del Namib nel settembre 2002. Le polveri e la sabbia vengono mosse da est verso ovest. Tali materiali possono essere trasportati attraverso l’oceano per centinaia o migliaia di Km.

Pavimentodel deserto

14.14 Lag Deposit of Limestone Concretions, Sahara Desert, EgyptPhotograph by E. Tad Nichols, Press & Siever, Understanding EarthPavimento del deserto in Egitto. Queste grosse forme arrotondate sono concrezioni derivanti dall’alterazione di livelli di calcari o sabbie. Il vento non riesce a rimuovere i grossi blocchi ma porta via solo le particelle fini. La rimozione di queste, crea una superficie di deflazione nella quale i massi più grandi restano in posto. In questo modo, i grossi massi si concentrano sulla superficie e proteggono la superficie dall’erosione.

14.7 Ventifact, Namib Desert, Southwestern Africa. Photograph by E. Tad Nichols, Press & Siever, Understanding Earth.I ventifatti sono rocce levigate e sfaccettate dall’azione abrasiva del vento, che solleva sabbia e polvere. Questo masso viene dal Namib Desert in Africa sudoccidentale. I ventifatti non sono molto comuni e la loro presenza suggerisce un’età considerevole della superficie.  

Ventifatti

Il vento come agente modellatore

L’erosione eolica

Spettacolari erosioni a fungo nel parco geologico di Yehliu a Taiwan, a nord di Taipei

Geoitalia, 29, Dicembre 2009

Il vento come agente di Il vento come agente di deposizionedeposizione

Le forme e le disposizioni generali delle dune dipendono da vari fattori, specialmente dalla quantità di sabbia e dalla direzione, dalla durata e dalla forza del vento.

• 1. Ripples di sabbia• 2. Dune• a. Barcane – decrescenti lungo la direzione del vento, concavità

verso la direzione del vento; molta sabbia• b. trasversali – perpendicolari al vento; molta sabbia• c. Lineari (longitudinali) -- parallele al vento; sabbia limitata• d. Paraboliche -- crescenti lungo la direzione del vento;

convessità verso la direzione del vento, molta sabbia; vegetazione presente

• e. A stella – direzione del vento variabile; molta sabbia

14.2 Star Dunes, Gran Desierto, Northwestern Sonora, Mexico (Aerial)Photograph by Peter L. Kresan, Press & Siever, Understanding Earth.

14.3 Linear Dunes, Simpson Desert, Australia (Aerial)Photograph by E. Tad Nichols, Press & Siever, Understanding Earth.Questa foto aerea mostra la cresta arrotondata e l’aspetto delle dune lineari. Queste profonde, lunghe e simmetriche dune, alte20 30 m, sono orientate parallelamente ai venti prevalenti in aree dove la sabbia è abbondante e il vento forte. Le dune lineari possono raggiungere una lunghezza di 100 km. La sabbia ferruginosa del Simpson Desert conferisce il colore rossastro.

14.4 Barchan Dunes, Algondones, Near Yuma, Arizona (Aerial)Photograph by Peter L. KresanQueste dune barcane in Arizona, si muovono verso sinistra su una zona pianeggiante, in un’area con limitato apporto sabbioso e vento moderato a direzione costante. Le dune sono ortogonali alla direzione del vento. Le barcane del Nord Africa si muovono in media 7.5 m per anno, ma il movimento dipende dalle tempeste di vento ed è sporadico.  

14.1 Gran Desierto, Northwestern Sonora, Mexico (Aerial)Photograph by Peter L. KresanIl Gran Deserto è la più grande distesa di sabbia in Nord America. Circa il 60% of dell’area totale (20,200 km2) è ricoperta di sabbia. Le aree sorgenti dei sedimenti eolici sono il Colorado River delta, la costa del Golfo di California e gli affioramenti rocciosi, come le montagne mostrate nella foto. Il rilievo del complesso di dune stellate alla base delle montagne (centro della foto) è alto 180 m. Le forme di deposito sono dune stellate e a mezzaluna (crescentic).

Come si formano le dune?

E se la corrente si inverte?

Stratificazione a festoni

LoessIl loess è una coltre di sedimenti a

granulometria fine, lasciata cadere da nubi di polvere.

Confortevoli grotte abitate nelle ripide pareti di loess della Cina centrale. Da Press et al., Capire la Terra

14.15 Pleistocene Loess Deposit, South of Lanzhou, Gansu Province, ChinaPhotograph by Peter L. Kresan, Press & Siever, Understanding Earth.Questi depositi eolici si estendono per circa 440,000 kmq in Cina. Alcuni dei più spessi depositi di loess (50-100 m) affiorano nel Loess Plateau (300,000 Kmq). Nella Provincia di Gansu, lo spessore del loess può superare 300 m ed il record di spessore è 335 m a nord di Lanzhou.

1. Alterazione e movimenti in massa

2. Prevalentemente disgregazione meccanica

3. Sottili spessori di regolite (materiale derivante dalla disgregazione della roccia in posto)

4. Vernice del deserto – rivestimento delle superfici rocciose costituita da ossidi di ferro e manganese legata probabilmente all’alterazione prodotta dalla rugiada

5. Corsi d’acqua intermittenti ed effimeri: piene, debris flows

6. Laghi del deserto, lago di playa, pedimenti, conoidi alluvionali, bajadas, inselbergs (montagne a isola)

7. Acqua di sottosuolo

8. Vento

 

Processi geologici nei desertiProcessi geologici nei deserti

L’erosione dell’acqua

Basin and range

14.12 Racetrack Playa, Death Valley National Park, California (aerial)Photograph by Peter L. Kresan, Press & Siever, Understanding Earth.Questa playa si trova ad un’elevazione di 1,130 m nell’angolo nord-occidentale del Death Valley National Park all’interno del Mojave Desert. Le playas si formano in bacini a drenaggio isolato. L’acqua si raccoglie nel bacino ma la bassa piovosità e l’alto tasso di evaporazione lo tengono asciutto e determinano la precipitazione di Sali, che costituiscono il deposito biancastro.

14.11 White Sands National Monument, New MexicoPhotograph by Peter L. Kresan, Press & Siever, Understanding Earth.Queste dune non sono ricoperte di neve. La sabbia è composta da gesso proveniente dal Tularosa basin in New Mexico. Il Tularosa basin è un graben lungo il fianco orientale del Rio Grande Rift. A sud-ovest delle dune di gesso è presente un’ampia playa.

1. Conoidi alluvionali e bajadas

2. Pedimenti o conopiani

3. Inselbergs o montagne a isola

 

Ambienti deposizionali e paesaggi desertici

Come si formano i pediment

I pediment sono piani ampi e debolmente inclinati che si estendono progressivamente come grembiuli intorno alla base dei rilievi, via via che si accumulano depositi di sabbie e ghiaie alluvionali.

Uluru (Ayers Rock) in Australia, costituisce il fianco di un’enorme sinclinale, che l’erosione ha messo a nudo rispetto alla pianura desertica, sulla quale si eleva di 360 m

Inselbergs o montagne a isola

The inselberg of Mirabib (840 m a.s.l.) is located in the south-eastern part of the Central Namib plain, where it rises up to 100 m above its level. It is built by a few granite stocks of Precambrian age, which cut through gneiss and schist. The general morphology of Mirabib is characterised by closely spaced domes separated by depressions developed on densely jointed granite compartments (Dome slopes are smooth and approach verticality, and the piedmont angle is very sharp; otherwise the slopes are littered with boulders of various size and shape. Vegetation is virtually absent, except for a few isolated trees.

Il rischio di desertificazione