Eyðimerkur

Skilgreining jarðfræðinga á eyðimörk veltur með öðrum orðum á því hve þurrt svæðið er en er algjörlega óháð hitastigi að öðru leyti. Jarðfræðingar gera því greinarmun á köldum eyðimörkum og heitum eyðimörkum.

Kaldar eyðimerkur eru á þeim stöðum á jörðinni þar sem hitastigið er venjulega undir 20°C allt árið. Slík svæði eru gjarnan mjög norðarlega eða sunnarlega á hnettinum (þar sem sólarljósið kemur inn frá bröttu horni og gefur þar af leiðandi ekki mikla orku), á mjög hálendum stöðum þar sem loftið er of þurrt til að viðhalda hærra hitastigi, eða inni í landi andspænis svölu úthafi þar sem kalt vatn dregur í sig hlýrra loft að ofan. Lægsta hitastig sem mælst hefur á jörðinni var -89°C við Vostok-rannsóknarstöðina í Suðurheimskautseyðimörkinni þann 21. júlí árið 1983.

Heitar eyðimerkur eru nær miðbaug jarðar þar sem hitastigið er venjulega yfir 35°C; á láglendi þar sem þétt loft viðheldur háum hita og á svæðum sem eru fjarri kælandi hafstraumum. Hæsta hitastig sem mælst hefur á jörðinni var á láglendi í El Azizi í Lýbíu í Saharaeyðimörkinni þar sem hitastigið mældist +58°C þann 13. september 1922 og í Dauðadal í Kaliforníu þar sem hitastigið mældist +57°C þann 10. júlí 1913.

Í heitum eyðimörkum dregur yfirborðið í sig svo mikinn hita að lag af heitu lofti (allt að 77°C) myndast rétt fyrir ofan yfirborðið. Þetta lag beygir sólarljósið svo hillingar (mirage) myndast. Hillingar valda því að þurr eyðimerkursandur tekur á sig mynd sjóðandi vatns svo fjarlæg fjöll líta út fyrir að vera eyjur. Hiti eykur ennfremur á þurk með því að auka uppgufunarhraða. Í heitum eyðimörkum getur uppgufunarhraðinn verið svo mikill að þegar loks rignir helst jarðvegurinn þurr því regndroparnir gufa upp í miðju lofti. Þrátt fyrir það verður mjög kalt á næturnar í heitustu eyðimörkum vegna þess hve loftið er þurrt og skorti á skýjum. Eyðimerkur endurvarpa hitanum aftur út í geiminn sem veldur því að hitastigið fer undir frostmark á næturnar. Lofthiti í eyðimörkum getur því sveiflast um 80°C á einum sólarhring.

Tegundir eyðimarka

Allar eyðimerkur á jörðinni hafa einstök landslagseinkenni og gróðurfar, þótt lítið sé, sem greinir eina frá annarri. Jarðfræðingar skipta eyðimörkum í fimm flokka eftir umhverfinu sem þær eru í:

• Heittempraðar eyðimerkur: Heittempraðar eyðimerkur myndast af völdum hringrásarferla í lofthjúpi jarðar. Við miðbaug, þar sem sólarljósið er sterkt og vatn gufar hratt upp úr sjónum, er loftið hlýtt og rakt. Þetta hlýja og raka loft rís upp í mikla hæð yfir miðbauginn og þenst við það út og kólnar. Þá getur loftið ekki lengur viðhaldið svo miklum raka að hann þéttist og fellur í helliregni sem fæðir þykka regnskóga jarðar. Þurra loftið hátt í veðrahvolfinu streymir norður eða suður. Þegar þetta loft er milli 20. og 30. breiddargráðu – á svæði á jarðkringlunni sem kallast heittempraða eða hlýtempraða beltið – er það orðið nógu svalt og þétt til þess að falla niður að yfirborðinu. Þar sem loftið er þurrt myndast sárafá eða engin ský og sterkt sólarljósið kemst óhindrað niður að yfirborðinu. Loftið sem sekkur er þurrt og þéttist og hitnar og dregur í leiðinni í sig allan raka sem er til staðar. Á svæðum þar sem þetta loft leitar til baka að miðbaugnum er uppgufunin umtalsvert meiri en regnmagnið. Dæmi: Sahara, Arabíueyðimörkin, Kalaharí og Ástralska eyðimörkin.

• Eyðimerkur í vari (regnskugga): Þegar loft flyst yfir sjó í átt að fjallgarði við strandlengju rís loftið upp yfir fjöllin. Þegar loftið rís, þenst það út og kólnar. Vatnið sem það inniheldur þá þéttist og fellur sem regn hafmeginn á fjöllin og nærir strandregnskóga. Þegar loftið nær innar í landið er svo til allur raki horfinn úr loftinu. Afleiðing þess er sú að var (regnskuggi) myndast og landið þar undir verður eyðimörk.
  
  Á Spáni á þetta sér t.d. stað. Kantabríafjöllin skipta Spáni í raun gróinn hluta og þurrkasvæði. Á norðurhlíðar Kantabríafjallanna fellur talsvert regn frá Biscayflóa á meðan suðurhlíðarnar eru í vari. Á Íberíuskaga eru áhrifin mest á Almeria, Murcia og Alicante-svæðin þar sem meðalregn er 30 cm á ári og vinsælir sumardvalastaðir Íslendinga. Eru þetta meðal þurrustu staða í Evrópu. Önnur dæmi: Mojave og Dauðadalur í Bandaríkjunum.

• Strandeyðimerkur: Þegar kaldur hafstraumur kælir yfirliggjandi loft með því að draga í sig hita, minnkar geta loftsins til að viðhalda raka og strandeyðimörk myndast. Sem dæmi ber kaldi Humboldt hafstraumurinn með sér kalt vatn í norðurátt frá Suðurheimskautinu að vesturströnd Suður-Ameríku og dregur í leiðinni í sig vatn frá golu sem blæs austur yfir ströndina. Þar af leiðandi fellur regn sjaldan inn í landi í Chile og Perú þótt alskýjað og rigning geti verið við sjávarsíðuna. Regn fellur svo til aldrei inni í landinu og veldur því að þetta svæði, Atacama eyðimörkin, er eitt þurrasta svæði veraldar og raunar þurrasta eyðimörk jarðar. Á hluta þessarar mjóu eyðimerkur (innan við 200 km breið), sem liggur milli Kyrrhafsstrandarinnar í vestri og Andesfjallana í austri, féll ekkert regn í 400 ár eða milli 1570 og 1971. Þar sem Atacama eyðimörkin er mjög þurr og þar mjög oft heiðríkja byggja stjörnufræðingar stærstu stjörnusjónauka heims þar.

• Eyðimerkur inn af meginlöndum: Þegar loftmassi færist yfir meginland glatar hann raka með regni, jafnvel þótt engin strandfjöll séu til staðar. Þar af leiðandi hefur loftmassinn þornað ærlega upp þegar loftmassinn nær inn í sérstaklega stórt meginland eins og Asíu svo að landið fyrir neðan verður þurrt. Stærsta dæmið um slíka meginlandseyðimörk er Góbíeyðimörkin í mið-Asíu sem er í yfir 2000 km fjarlægð frá næsta úthafi.

• Heimskautaeyðimerkur: Á heimskautasvæði jarðar fellur svo lítið regn að þessi svæði eru í raun þurrkasvæði. Heimskautasvæðin eru að hluta til þurr af sömu ástæðu og heittempruðu svæðin eru þurr (hringrás loftsins þýðir að loft sem flæðir yfir þessi svæði er þurrt) og einnig að hluta af sömu ástæðu og strandsvæði við kalda hafstrauma eru þurr (kalt loft heldur illa raka). Suðurheimskautið er stærsta eyðimörk jarðar því þar fellur aldrei regn og er það meðal þurrustu staða veraldar.

Dreifing eyðimarka um jörðina í gegnum jarðsöguna endurspeglar flekahreyfingar á jörðinni. Flekahreyfingar færa landmassa á mismunandi breiddargráður, staðsetur landmassa miðað við strönd og nálægð við fjallgarða. Vegna landreks eru sum svæði sem eitt sinn voru þurrar og ógrónar eyðimerkur í dag rök og gróin svæði og öfugt vitaskuld. Í dag þekja eyðimerkur tæplega 30% af þurrlendi jarðar.

Tíu stærstu eyðimerkur jarðar

Stærstu eyðimerkur jarðar eru:

Veðrun og rof í eyðimörkum

Veðrun, rof og setmyndun í eyðimörkum er gerólík þessum ferlum á tempruðum og hitabeltissvæðum jarðar. Þótt ótrúlegt megi virðast er regn aðalveðrunarafl eyðimarka.

Án verndarvængs gróðurs, plantna og annars sem bindur eyðimerkurjarðveginn, grípur regn og hægir á vindi, getur regn og vindur veðrað landslag eyðimarka á hraðan hátt. Við miklar rigningar, þá sjaldan að það gerist, getur vatn safnast saman og myndað öflug skyndiflóð. Efnaveðrun bergs og sets er ekki hröð og lífræn efni safnast ekki saman á yfirborðinu. Þar af leiðandi samanstanda eyðimerkir gjarnan af lítt veðruðu seti, berggrunni, saltútfellingum og vindbornum sandi.

Aflræn veðrun í eyðimörk á sér aðallega stað þegar berg brotnar í mola, rennur niður hlíðar og brotnar í enn smærri mola við fallið. Í tempruðu loftslagi myndast þykkur jarðvegur yfir berglag svo það liggur grafið undir yfirborðinu en í eyðimörk haldast berglogin opin á yfirborðinu í hlíðum og myndar skarpa kletta.

Í eyðimörkum gerist efnaveðrun mun hægar en á öðrum svæðum vegna þess að þar er minna vatn til að vinna á berginu. Regn og raki veita engu að síður nægan raka til þess að einhver veðrun eigi sér stað. Þegar vatn seytlar inn í gropið berg, leysir þar upp kalk, kvars og önnur sölt. Með tímanum brotnar bergið og myndar safn af ólóðgreindu seti sem vatn eða vindur getur hæglega flutt. Ef vatn sem seytlar inn í bergið inniheldur uppleyst sölt gætu saltkristallar vaxið í bergið þegar vatnið þornar upp. Vöxtur slíkra kristalla þrýstir nærliggjandi kristöllum í sundur og veikir bergið.

Vatnsrof og setmyndun vatns

Úrkoma getur umbreytt landslagi eyðimerkur umtalsvert á örskömmum tíma, þá sjaldan að það rignir. Í eyðimörkum er set nefnilega oftast frekar laust í sér og auðvelt að brjóta upp og flytja.

Vatnsrofið hefst þegar regn skellur á yfirborðið. Þegar það gerist binst set vatninu og kastast upp í loftið. Ef þetta gerist í hlíð færist setið neðar í hlíðina. Við hellidembu mettast yfirborðið fljótt af vatninu og byrjar að flæða um yfirborðið þar sem það ber laust set með sér. Fáeinum mínútum eftir að úrkoman hefst hafa þurrir árfarvegir fyllst af seigfljótandi blöndu vatns og sets sem streymir hratt niður árfarveginn sem skyndiflóð. Skyndiflóð af þessu tagi geta valdið miklu rofi á skömmum tíma því það brýtur undan bergi og ber með sér stóra hnullunga. Þegar hnullungarnir streyma með flóðvatninu rekast þeir á hver annan og brotna í smærri hluta sem berast enn lengra. Þegar rigningunni loks lýkur gufar vatnið upp eða smýgur ofan í jarðveginn og hverfur. Þessar ár eru því tímabundin fljót í eyðimörkunum. Eftir flóðvatni situr eftir árfarvegur sem einkennist af möl og hnullungum en einnig fínni kornum; sandi, silt og leir.

Skyndiflóðin geta sorfið brattar rásir í stórbrotið eyðimerkurlandslagið. Í Bandaríkjunum kallast þurrir árfarvegir af þessu tagi dry washes eða arroyo (fljót á spænsku), en í Miðausturlöndum og norðanverðri Afríku kallast þeir wadis.  Árlega valda skyndiflóð í eyðimörkum fjölda dauðsfalla í Sádi-Arabíu og öðrum löndum í kring.

Aurkeilur

Skyndiflóð bera með sér talsvert set í tímabundnum árfarvegum. Þegar vatn flæðir út á sléttu við gljúfur- eða giljaenda dreifist það yfir stærra svæði og hægir á sér. Við það fellur setið úr vatninu og myndar aurkeilu (alluvial fan); keilulaga svuntu úr seti. Aurkeilur sem sameinast öðrum árkeilum og safnast saman í eina frammi fyrir hæð eða fjall kallast bajada eða blönduð aurkeila.

Saltsléttur

Ef vatn í skyndiflóðum er fremur lítið sekkur það ofan í yfirborðið án þess að safnast saman og mynda stöðuvatn. Við meiri úrkomu getur vatn safnast tímabundið í lægðum og dældum í eyðimörkum og myndað tímabundin stöðuvötn. Þegar regninu slotrar gufa vötnin upp og skilja eftir sig þurran og sléttan vatnsbotn (playa). Með tímanum myndast slétt en mjög þurr og hörð skorpa úr leir og söltum á vatnsbotninn. Þegar rignir aftur verður þessi vatnsbotn mjög blautur, mjúkur og sérlega sleipur, raunar svo sleipur að vindhviður geta blásið stórum steinum þvert yfir yfirborðið og skilið eftir slóð.

Þar sem nægt vatn flæðir inn í eyðimerkurdæld myndast stöðuvatn. Ef dældin er lokuð berst ekkert vatn úr henni. Þegar vatnið svo gufar upp situr saltið eftir og þá myndast stórar saltsléttur. Stærsta saltslétta heims er saltsléttan í Uyuni (Salar de Uyuni) nærri Potosí í Bólivíu en hún þekur 10.582 ferkílómetra svæði.

Vindrof og setmyndun vinds

Í eyðimörkum getur vindur bæði borði set svífandi en einnig veltandi og skoppandi líkt og vatn. Svif (suspended load) svífur í loftinu og ferðast með því líkt og nafnið bendir til. Svifrykið getur borist afar hátt upp í lofthjúpinn og ferðast yfir langar vegalengdir. Þannig flyst sandur frá Sahara eyðimörkinni oft yfir hafið til Kanaríeyja og veldur stundum sandstormum. Í sumum tilvikum geta litlir vindþyrlar þreytt ryki upp í loftið, jafnvel yfir 100 metra. Þá líkjast þeir helst litlum skýstrókum og kallast þá sandstrókar (dust devils). Bílar sem aka með þurrum malarvegum rífa á sama hátt upp ryk og skilja eftir sig rykslóð.

Hvassari vindar flytja stærri sandkorn skoppandi og veltandi með jörðinni. Kallast það stökk eða skrykkur (saltation) í íslensku veðurfræðimáli. Stökk verður þegar vindur blæs meðfram jörðinni og lyftir upp sandkornum í leiðinni. Kornin svífa undan vindi eftir bogalaga slóð og falla að lokum aftur til jarðar, þar sem þau rekast á önnur korn. Við árekstrana skoppa önnur korn upp og ferlið heldur áfram.

Stærð sandkornanna sem flytjast með vindi veltur á vindhraðanum. Því öflugri sem vindurinn er, því stærri sandkorn getur hann flutt. Vindur aðgreinir því vel fínt efni sem flyst burt en grófara situr eftir og verður þá einkorna sandur.

Áreksturinn milli kornanna sverfur undirlag sitt og það sem í vegi þess verður, jafnt steina, gróður sem og mannvirki. Með tímanum sléttir vindsvörfunin bergið á svipaðan hátt og vatn.

Mestur hluti ryksins sem færist út úr eyðimörk og safnast saman annars staðar, þar sem það myndar setlag úr afar fínu efni sem kallast löss (loess). Sandur ferðast hins vegar ekki yfir eins langar vegalengdir og safnast saman í sandöldur.

Sandöldur

Sandöldur eru oft eitt helsta kennileiti eyðimarka. Sandöldurnar myndast af völdum vinds þar sem sandur byrjar að safnast saman við áveðurshlið einhverrar fyrirstöðu, svo sem steins. Hallameiri hlið sandöldunnar, varhlið hennar, snýr undan vindátt. Með vaxandi vindhraða upp eftir áveðurshlið sandöldunnar verður rof og flytur vindurinn efni upp eftir og fram á brún sandöldunnar. Þar fer setið að hrynja niður eftir varhlið sandöldunnar og myndar hallandi lög. Með tímanum verður sandaldan skálögótt.

Sandöldur eru misstórar og hafa einnig misjafna lögun. Hæð og lengd þeirra ræðst af vindhraðanum, stöðugleika vindáttar og grófleika efnsisins. Þannig myndar fallegar sigðarlaga sandöldur þar sem sandur er af tiltölulega skornum skammti og vindur blæs stöðug í eina átt. Breytist vindáttin ört verður til hópur af sigðarlaga sandöldum sem taka á sig stjörnulögun. Sé nægur sandur til staðar og sterkur stöðugur vindur myndast ílangar sandöldur sem liggja samsíða vindáttinni.

Skriðusvuntur

Með tímanum brotna stórir hnullungar af klettabeltum. Þyngdarkrafturinn togar í bergið sem brotnar svo það fellur niður hlíð og myndar skriðusvuntu (talus apron) undir klettabeltinu.

Helstu landform

Í kvikmyndum er gjarnan dregin upp mynd af eyðimörkum sem sýnir sand svo langt sem augað eygir. Á stöku stað eru vatnsuppsprettur með pálmatrjám í kring. Staðreyndin er hins vegar sú að í eyðimörkum er fjölbreytt landslag sem inniheldur klettaveggi, hryggi, stapa og sléttur svo fátt eitt sé nefnt.

Plöntur og dýralíf

Í eyðimörkum virðist sem líf sé af afar skornum skammti. Þrátt fyrir þurrk og steikjandi hita (eða nístingskulda) hefur fjölbreytt plöntu- og dýralíf þróast í eyðimörkum jarðar sem þola þessar erfiðu aðstæður.

Í eyðimörkum finnast plöntur sem hafa oft stórar og miklar rætur sem annað hvort ná djúp ofan í yfirborðið, þar sem grunnvatn leynist, eða dreifa sér um stórt svæði svo þær geti safnað mestu vatni í vætutíð. Margar eyðimerkurplöntur hafa þykkan stofn og þykk lauf sem gera þeim kleift að geyma vatnsforða í langan tíma. Slíkar plöntur geta verið eina uppspretta vatns í þurrkatíð en geta varist ágangi þyrstra dýra með þyrnum eða nálum. Kaktusar eru líklega þekktasta dæmið en þeir geta náð djúpt ofan í jörðina en sumar tegundir þeirra geta orðið allt að 200 ára. Plöntulíf er fjölbreyttara við vatnsuppsprettur, þar sem grunnvatn seytlar upp á yfirborðið og nærir annars konar plöntur eins og pálmatré árið um kring.

Dýrin standa frammi fyrir sömu vandamálum og plönturnar. Þær þurfa einnig að viðhalda vatni og þola mikla hitabreytingar. Sum dýr grafa sig ofan í yfirborðið til að skýla sér frá heitu sólskininu en fara á stjá í fæðuleit að nóttu til. Þannig geta t.d. froskar grafið sig undir yfirborðið, lagst þar í dvala í nokkra mánuði og bíða eftir úrkomu. Skriðdýr eins og snákar og eðlur flýja hitann með því að skríða ofan í sprungur í bergi. Önnur dýr, eins og kameldýr, geta viðhaldið nægum líkamsvökva með því að svitna ekki.

Mönnum er ekki ætlað að lifa af í eyðimörkum. Í miklum hita getur vökvatap verið svo mikið að maður gæti dáið innan sólarhrings, ef hann er ekki í skjóli frá sólinni og drekki að minnsta kosti átta lítra af vatni á dag.

Heimildir:

1. Marshak, Stephen. 2005. Earth: Portrait of a Planet, second edition. W. W. Norton & Company, Inc. New York.