Pustinja

mini|250px|desno|Dina u Sahari mini|250px|desno|Pustinja Mohave

Pustinja je suho područje koje nastaje na mjestima u nedostatku vlage i vegetacije pri izraženom zagrijavanju i hlađenju tla, pa je ono podložno mehaničkom (fizičkom) trošenju čime nastaje sitni, rastresiti i suhi materijal na površini, koji se zatim oblikuje egzogenim eolskim procesima. Iako su pustinje poznate po slaboj prisutnosti života, one zapravo pružaju utočište mnogim živim bićima koja obično ostaju sakrivena (posebice tijekom dnevnog svjetla) kako bi sačuvala vlagu. Približno jednu trećinu Zemljinog kopna čine pustinje.

Pustinjski krajolici imaju neka zajednička obilježja. Pustinjsko je tlo često sastavljeno većinom od pijeska, pa mogu biti prisutne i pješčane dine. Izgledi stjenovitog terena su tipični i odražavaju minimalan razvoj tla te razasutost vegetacije. Najniži dijelovi zemlje mogu biti ravnice pokrivene solju. Eolski (djelovanjem vjetra) procesi su glavni čimbenici u oblikovanju pustinjskih krajolika.

Pustinje ponekad sadrže vrijedna ležišta minerala koja su se oblikovala u aridnoj okolini ili su bila izložena eroziji. Budući da su pustinje suha područja, one su idealna mjesta za očuvanje fosila i ljudskih rukotvorina. Nalazi se u suhoj klimi.

U Köppenovoj klasifikaciji klime pustinjska klima označena je kao BW.

Tipovi pustinja

Većina se klasifikacija pustinja temelji na kombinaciji broja kišovitih dana, ukupne količine godišnjih padalina, temperature, vlažnosti ili ostalih faktora. Peveril Meigs je 1953. godine podijelio pustinjska područja na Zemlji u tri kategorije prema količini primljenih oborina. U tom sada široko prihvaćenom sustavu ekstremno aridne zemlje imaju najmanje 12 uzastopnih mjeseci bez padalina, aridne zemlje imaju manje od 250 milimetara godišnje, a semiaridne zemlje imaju srednju godišnju količinu padalina između 250 i 500 milimetara. Aridne i ekstremno aridne zemlje čine pustinje, dok se semiaridni travnjaci općenito odnose na stepe.

Ipak sama aridnost ne može omogućiti pouzdan opis što je to pustinja. Primjerice Phoenix u Arizoni primi manje od 250 milimetara padalina godišnje te se odmah vidi da je smješten u pustinji. Gorje Brooks na Aljaski također primi manje od 250 milimetara padalina godišnje, ali se ipak ne prepoznaje kao pustinjsko područje.

Razlika leži u nečemu nazvanom "potencijalna evapotranspiracija." Evapotranspiracija je složen proces sastavljen od gubitka vode kroz atmosfersko isparavanje i isparivog gubitka vode kroz životne procese biljaka. Potencijalna evapotranspiracija je dakle količina vode koja bi mogla ispariti u bilo kojem području. Tucson u Arizoni prima oko 300 milimetara kiše godišnje, a ipak bi godišnje moglo ispariti oko 2500 milimetara vode. Drugim riječima, oko 8 puta više vode moglo bi ispariti iz područja nego što je stvarno padne. Stope evapotranspiracije u područjima poput Aljaske su mnogo niže, pa dok ta područja primaju minimalnu količinu padalina, ona bi trebala biti označena kao posebnost u jednostavnoj definiciji pustinje: mjesto gdje isparavanje prelazi količinu padalina.

Stoga postoje različiti oblici pustinja. Hladne pustinje mogu biti pokrivene snijegom; takva mjesta ne primaju mnogo oborina, a ono što padne ostaje smrznuto u snježnom pokrivaču; takve se pustinje obično odnose na područja prekrivena tundrom ako postoji kratko razdoblje s temperaturama iznad smrzavanja, ili na ledenu kapu ako temperatura ostaje ispod točke smrzavanja tijekom cijele godine ostavljajući tako zemlju gotovo potpuno beživotnu.

Većina nepolarnih pustinja su vruća područja zbog malenih količina vode. Voda ima rashlađujući ili barem ublažavajući učinak u okolinama gdje je ima u izobilju. U nekim dijelovima svijeta pustinje su nastale efektom kišne sjene u kojoj zračne mase gube većinu svoje vlage dok se kreću preko planinskog lanca. Ostala su područja aridna zbog vrlo velikih udaljenosti od najbližih dostupnih izvora vlage (u nekim dijelovima u unutrašnjosti kontinenata na umjerenim širinama, posebice u Aziji).

Pustinje se također svrstavaju po svojem geografskom položaju i prevladavajućem vremenskom podneblju na pustinje pasatnih vjetrova, pustinje umjerenih širina, pustinje kišne sjene, obalne, monsunske i polarne pustinje. Nekadašnje pustinje koje se danas nalaze u nearidnim okolinama nazivaju se paleopustinje, dok se ekstraterestričke pustinje nalaze na drugim planetima.

Pustinje pasatnih vjetrova

Pustinje pasatnih vjetrova ili pustinje suptropskih širina nalaze se u dva pojasa s obje strane ekvatora. U tom području pušu pasati koji se zagriju dok se kreću od konjskih širina prema ekvatoru. Ti suhi vjetrovi raspršuju oblačni pokrivač dopuštajući sve većoj količini sunčevog svijetla da zagrije zemlju. Većina glavnih svjetskih pustinja leži upravo u područjima koje prelaze pasati. Najveća i najvruća (57 °C) pustinja na svijetu, Sahara u sjevernoj Africi, tipična je pustinja pasatnih vjetrova.

Pustinje umjerenih širina

Pustinje umjerenih širina nalaze se između 30° i 50° s.z.š. i j.z.š u smjeru polova suptropskih područja višeg tlaka zraka. Te su pustinje u unutrašnjim razvođima daleko od oceana pa imaju širok raspon godišnjih temperatura. Sonorska pustinja na jugozapadu Sjeverne Amerike tipična je pustinja umjerenih širina. Još je jedan primjer Pustinja Tengger u Kini.

Pustinje kišne sjene mini|250px|desno|Judejska pustinja. Pustinje kišne sjene nastaju zbog visokih planinskih lanaca koji sprječavaju vlagom bogate oblake da dosegnu područja u zavjetrini ili zaštićenu stranu planinskog lanca. Dok se zrak diže uz planinu, voda se iz oblaka naglo obori pa zrak gubi svoj sadržaj vlage. Pustinja nastaje u zavjetrinskoj "sjeni" planinskog lanca. Primjeri takvih pustinja su Judejska pustinja u Izraelu i Palestini, Velika zavala na zapadu Sjedinjenih Država i dio doline Antelope u pustinji Mojave, poznatoj i pod imenom Visoka pustinja, na jugu Kalifornije.

Obalne pustinje

Obalne pustinje općenito su smještene na zapadnim krajevima kontinenata blizu Rakove i Jarčeve obratnice. One su pod utjecajem hladnih morskih struja koje se kreću paralelno uz obalu. Budući da pasati prevladavaju u sustavima lokalnih vjetrova, te su pustinje manje stabilne od ostalih pustinja. Zimske magle, koje nastaju zbog hladnih morskih struja, često prekriju obalne pustinje sprječavajući sunčevo zračenje. Obalne su pustinje relativno kompleksne jer su pod utjecajem terestričkih, oceanskih i atmosferskih sustava. Jedna od obalnih pustinja, Atacama u Južnoj Americi, najsuša je pustinja na Zemlji. U Atacami se rijetko može izmjeriti 1 milimetar ili više oborina jednom u svakih 5-20 godina. Ostale obalne pustinje čine Sechura u Južnoj Americi, pustinja Baja California u Sjevernoj Americi, Atlantska obalna pustinja i Namib u Africi.

Srpaste su dine uobičajene u obalnim pustinjama kao što je Namib s prevladavajućim kopnenim vjetrovima.

Monsunske pustinje

"Monsun," potječe od arapske riječi za "godišnje doba", a označava sustav vjetrova s izraženom periodičkom promjenom smjera. Monsuni nastaju kao posljedica temperaturne razlike između kontinenata i oceana. Jugoistočni pasati u Indijskom oceanu, primjerice, stvaraju teške ljetne kiše u Indiji dok se kreću prema obali. Dok monsun prelazi Indiju, gubi vlagu na istočnim obroncima gorja Aravalli. Pustinja Thar (Velika indijska pustinja) i pustinja Cholistan u Pakistanu dijelovi su monsunske pustinje koja se nalazi zapadno od tog lanca.

Planinske pustinje

Planinske su pustinje aridna mjesta na velikim visinama. Najistaknutiji primjer nalazi se sjeverno od Himalaja, u dijelovima kunlunskih planina i Tibetanske visoravni. Mnoga se mjesta u tom području nalaze na visinama koje prelaze 3.000 metara pa im termalni režim može biti hemiborealan ili čak borealan. Takva mjesta svoju ogromnu aridnost (prosječna godišnja količina oborina često je manja od 40 mm) duguju velikoj udaljenosti od najbližih dostupnih izvora vlage.

Polarne pustinje

Polarne pustinje su prostori s godišnjom količinom oborina manjom od 250 milimetara te srednjom temperaturom najtoplijeg mjeseca manjom od 10 °C. Polarne pustinje na Zemlji pokrivaju skoro 5 milijuna kvadratnih kilometara i većinom su ravnice s kamenom ili šljunčanom podlogom. U tim pustinjama istaknuta obilježja nisu pješčane nego snježne dine koje se obično javljaju u područjima gdje su oborine lokalno obilnije. Temperaturne razlike u polarnim pustinjama često prelaze točku ledišta vode. Te "smrzavajuće-otapajuće" alternacije oblikuju modelirane teksture na tlu veličine i do 5 metara u promjeru.

Suhe doline na Antarktici bile su bez leda tisućama godina.

Ekstraterestričke pustinje

Mars je jedini planet na kojem su pronađena vjetrom oblikovana (eolska) obilježja. Iako je atmosferski pritisak na površini Marsa jednak jednoj stotini Zemljinog, globalna cirkulacija na Marsu oblikovala je cirkumpolarno pješčano more površine više od pet milijuna kvadratnih kilometara što odgovara području većem od Rub' al Khali u Saudijskoj Arabiji, najvećem pješčanom moru na našem planetu. Marsovska pješčana mora uglavnom se sastoje od srpastih dina na ravnicama u blizini vječne ledene kape na sjevernom polarnom području.

Definirajući pustinju samo nedostatkom oborina radije nego također zahtijevati i eolska obilježja, svrstava suštinski sva poznata ekstraterestrička tijela kao takva. Jedino poznato tijelo za koje se smatra da ima veliku mogućnost oborina je Titan, Saturnov mjesec. On nema tekuću vodu već je umjesto toga moguće da ima jezera tekućeg metana i ugljikovodika.

Pustinjska obilježja

Pijesak pokriva samo oko 20 posto Zemljinih pustinja. Većina pijeska nalazi se u pješčanim pokrivačima i pješčanim morima—ogromna područja valovitih dina koje nalikuju na morske valove "smrznute" u trenutku vremena.

Skoro 100 posto pustinjskih površina su ravnice gdje je eolska deflacija—odnošenje vjetrom fino zrnatog materijala—izložila slobodan šljunak koji se sastoji od malih oblutaka s povremenim krupnijim šljunkom.

Preostale površine aridnih zemalja sastavljene su od izloženih izbijanja kamene podloge, pustinjskih tla i fluvijalnih taloženja koje uključuju aluvijalne lepeze, slanjače, pustinjska jezera i oaze. Izbijanja kamene podloge obično se javljaju kao malene planine okružene ekstenzivnim erozijskim ravnima.

Oaze su životom bogati prostori u kojima se voda doprema izvorima, bunarima ili navodnjavanjem. Mnoge su oaze umjetne. One su često jedina mjesta u pustinjama koja podržavaju usjeve i stalno nastanjivanje.

Tla

Tla oblikovana u aridnim podnebljima pretežito su mineralna (klasificirana kao aridisoli) s malim organskim sadržajem poput soli. Uzastopna akumulacija vode u nekim tlima uzrokuje stvaranje različitih slanih slojeva. Kalcijev karbonat koji se taloži otapanjem može povezati pijesak i šljunak u tvrde slojeve nazvane "kalcret" koji oblikuju slojeve debele i do 50 metara.

Kališe je sloj crvenkasto-smeđe do bijele boje koji se nalazi u mnogim pustinjskim tlima. Kališe se obično pojavljuje u obliku gruda ili kao prevlaka na mineralnim zrnima oblikovanim složenom interakcijom vode i ugljičnog dioksida kojeg oslobađaju korijenje biljaka ili raspadajući organski materijal.

Vegetacija

Većina pustinjskih biljaka su kserofiti, tj. podnose sušu i slanost. Neke biljke pohranjuju vodu u svojim listovima, korijenju i stabljikama. Druge pustinjske biljke imaju dugo cjevasto korjenje koje prodire kroz vodenu plohu, učvršćuje tlo i kontrolira eroziju. Stabljike i listovi nekih biljaka smanjuju brzinu pješčanih vjetrova te štite tlo od erozije.