Çöl kaldırımı

Çöl kaldırımı, kırılmış ince çakıl ya da irice taş parçalarının birbirine açısal bir şekilde yüzeyi kaplayıp, sıkışmasıyla oluşan yüzey şekline denir.^[1] Kısaca bölgedeki iri taşların kırılmış ufak taşlar ile birleşerek açısal bir şekilde bir alanı sıkıştırıp doldurması ile oluşan kaldırımlardır.^[2]

Yüzey erozyonunun şiddetli ve sürekli olduğu sahalarda en çok kum ve toz gibi ince unsurlar havalanır ve uzaklaşır. Sadece iri ve ağır taşlar, çakıllar ve bloklar oldukları yerde kalır. Bu unsurlar zemin üzerinde sanki Arnavut Kaldırımını hatırlatan bir taş kaplama oluştururlar ve bu nedenden dolayı da çöl kaldırımı terimi ile açıklanırlar. Taş kaplama, üzerinde yayıldığı zemini yüzey erozyonuna karşı korur; hatta bu nedenden dolayı çöl kaldırımına çöl zırhı adı verilir.^[3]

Çöl kaldırımı kurak bölgelerde çok yaygın olan bir şekildir. Bunların hepsinin oluşum mekanizmaları aslında aynıdır; yani rüzgârın seçici olarak yaptığı yüzey erozyonundan dolayı oluşmaktadır. Bununla birlikte, yüzey erozyonuna uğrayan malzemenin yapısına bağlı olarak dünyanın farklı kurak bölgelerinde değişik terimlerle açıklanan ve bazı özellikler sonucunda çöl kaldırımı tipleri meydana gelmiştir.

Çöl kaldırımlarının oluşumu için birkaç teori öne sürülmüştür.Yaygın bir teori, rüzgâr ve aralıklı yağmur tarafından kum, toz ve diğer ince taneli malzemelerin kademeli olarak uzaklaştırılmasıyla oluştuğunu ve daha büyük parçaları geride bıraktığını öne sürüyor.Daha büyük parçalar, yağmur, akan su, rüzgar, yerçekimi, sürünme, ısıl genleşme ve büzülme, ıslanma ve kuruma, donma, hayvan trafiği ve Dünya'nın sabit mikrosismik titreşimleriyle yerlerine sallanıyor. Küçük parçacıkların rüzgarla uzaklaştırılması sonsuza kadar devam etmez, çünkü kaplama bir kez oluştuğunda, daha fazla erozyona direnmek için bir bariyer görevi görür. Küçük parçacıklar kaplama yüzeyinin altında toplanarak bir veziküler A toprak horizonu oluşturur.

İkinci bir teori, çöl kaplamalarının, kaplamanın altındaki kilin büzülme / şişme özelliklerinden oluştuğunu varsayar; yağış kil tarafından emildiğinde genişlemesine neden olur ve kuruduğunda zayıflık düzlemleri boyunca çatlar.Zamanla, bu jeomorfik hareket, küçük çakılları yüzeye taşır; aksi takdirde, çökeltilerin taşınması veya aşırı bitkisel büyüme ile kaldırımı tahrip edecek olan yağış eksikliği nedeniyle orada kalırlar.

Daha yeni bir teori olan kaldırım oluşumu teorisi; Stephen Wells ve meslektaşları tarafından Kaliforniya'nın Mojave Çölü'ndeki Cima Dome gibi yerlerde yapılan çalışmalardan geliyor.Cima Dome'da, jeolojik olarak yeni lav akıntıları, aynı lavın molozlarından yapılmış, üstlerinde çöl döşemesi bulunan daha genç toprak katmanlarıyla kaplıdır. Toprak inşa edilir, uçup gitmez, ancak taşlar tepede kalır. Toprakta taşı bile yoktur.

Araştırmacılar, bir taşın zeminde kaç yıldır açığa çıktığını belirleyebilir. Wells, yer yüzeyinde kozmik ışın bombardımanıyla oluşan kozmojenik helyum-3'e dayalı bir yöntem kullandı. Helyum-3, lav akıntılarındaki olivin ve piroksen taneleri içinde tutulur ve maruz kalma süresi ile artar. Helyum-3 tarihleri, Cima Dome'daki çöl döşemesindeki lav taşlarının hepsinin, yanlarında katı lav akarken aynı süre boyunca yüzeyde olduğunu gösteriyor.

Jeoloji dergisinde Temmuz 1995 tarihli bir makalesinde, "taş kaldırımlar yüzeyde doğar" sonucuna vardı. Taşlar, kabarma nedeniyle yüzeyde kalırken, rüzgârdan savrulan toz birikmesi, bu kaldırımın altındaki toprağı oluşturmalıdır. Jeolog için bu keşif, bazı çöl kaldırımlarının altlarında uzun bir toz birikimi geçmişini koruduğu anlamına geliyor. Toz, tıpkı derin deniz tabanında ve dünyanın buzullarında olduğu gibi eski iklimin bir kaydıdır.

Çöl kaldırım yüzeyleri genellikle koyu kahverengi, bazen kil mineralleri içeren parlak bir kaplama olan çöl verniği ile kaplanır. ABD'de, Utah'ın güneydoğusundaki Newspaper Rock'ta ünlü bir örnek bulunabilir. Çöl verniği, güneşte pişmiş kayaların yüzeyinde ince bir kil, demir ve manganez kaplamasıdır (patine). Mikro organizmalar da oluşumlarında rol oynayabilir. Çöl verniği, Mojave çölünde ve Büyük Havza jeomorfik eyaletinde de yaygındır.^[4]

Altta yatan veziküler bir ufuk çizgisine sahip çöl kaldırımlarının oluşumu, çeşitli faktörlerden etkilenen karmaşık bir süreçtir. Aşağıda, etkileyen faktörlerin Çöl kaldırımı ile etkileşimleri ve birbirleriyle olan bağlantıları gösterilmektedir.

Veziküler ufuk oluşumunun temeli, ince materyalin birikmesidir. Aşındırma, taşıma ve lös birikimi yalnızca kurak koşullarda ve bununla ilişkili düşük bitki örtüsü yoğunluğu ve yeterince yüksek rüzgar enerjisi altında gerçekleşebilir.

Genetik materyalin büyümesine yol açabilecek çeşitli işlemlerin yanı sıra donma yüksekliği de çöl kaldırımı oluşumuna yol açabilir. Sıcaklığın, diğer faktörlerle etkileşim yoluyla dolaylı olarak kaldırımlar üzerinde temel bir etkisi vardır. Sıcaklığa bağlı yüksek buharlaşma bitkilerin kullanabileceği suyu azaltır ve böylece bitki örtüsünün dağılımını etkiler. Yüksek bir günlük sıcaklık değişimi, kaplamanın daha yüksek derecede kaplanmasına yol açabilen yalıtımın yıpranmasını kolaylaştırır.

Kurak alanlarda yağış miktarları ve sıklıkları çok düşük olmasına rağmen, çöllerin morfogenezinde büyük bir etkiye sahiptir. Üst toprağın kabuklaşmasından sıçrama etkileri ve yüzeysel akış sorumludur. Yağmur damlalarının mekanik enerjisi, çarpma anında toprak kümelerini yok eder, bu da makro gözenekleri kapatır ve kil mineralleri düzenlenir. Kil mineralleri ve tuzları ayrıca daha kaba ince malzemeler arasında bağlayıcı görevi görür. Sıkıştırmanın bir sonucu olarak, bir yandan ince malzemenin rüzgarlı deşarjı azalır, diğer yandan sızma hızı azalır, bu da yüzey akışının artmasına neden olur.^[5] Dahası, yüzey akışı, taşların yanal hareketinin nedeni olarak görülüyor ve bu da çok az rölyef enerjisi olan alanlarda mümkündür. Bu nedenle yağış, Çöl kaldırımı oluşumunun gerekli bir parçası olarak görülmektedir.

Çöl kaldırımı altında ağırlıklı olarak taşsız bir üst toprağın oluşumu, rüzgarla taşınan ince malzemenin birikmesine bağlanır. Bu, rüzgarı artan pedogenezin ana nedeni yapar.^[6] Çöl kaldırımı üzerindeki etkisi tartışmalıdır. Atacama Çölü'nde rüzgar direkleri varlığı, yüksek seviyede rüzgar enerjisini gösterir ve bu, bu alanda sönme süreçlerinin bir sonucu olarak çöl kaldırımını mümkün kılar.^[5] Deneyler ayrıca rüzgarın kaplanmamış ince malzeme üzerindeki aşındırıcı etkisini de göstermektedir.^[7] Öte yandan, bir taş döşeme oluşturulduktan ve veziküler horizonun kabuklaşmasından sonra, neredeyse hiç malzeme olmadığı için çok az deflasyon olabilir.^[5] 60 km / saate kadar rüzgar hızları ile en fazla 2 cm çapa kadar taşların rüzgarla hareket ettirilebileceği ve sadece 1 cm'ye kadar ince malzemenin taşınmasına yol açtığı varsayılmaktadır. Rüzgarın ikincil rolü, düşük rüzgar erozyonunun bir işareti olan çöl verniğinin varlığıyla doğrulanır. Yanal hareketin olası bir nedeni olarak rüzgar, sadece Çöl kaldırımında rol oynamaz. Racetrack Playa'daki taşların taşınması esas olarak rüzgar enerjisine bağlanıyor. Bunu yaparken 320 kg ağırlığa kadar olan taşlar minimum eğime bakılmaksızın hareket ettirilir. Statik sürtünmeyi azaltmak için çok killi alt tabakayı nemlendirmek gerekir.

Çöl kaldırımının, sızma oranı ve dolayısıyla bitkilerin kullanabileceği su üzerinde belirleyici bir etkisi vardır. Sızan su miktarındaki azalmaya, taşların yakalama hafızası ve yüzeyin sızdırmazlığı neden olur. Kaba malzemenin yanı sıra tortu da hareket ettirebilen yüzey akışı, çoğu kaldırımın düşük kabartma enerjisinden sorumludur.

Hafif eğimli seviyelerde, üst toprak tabakasının suya doygunluğu ince malzemenin akmasına neden olabilir.^[5] Her 100 metrede yaklaşık % 3 artan yükseklik ile Çöl kaldırımının yoğunluğunda bir azalma tespit edilebilir. Ayrıca, vesiküler horizonun oluşumu artan eğimle azalır, bu da muhtemelen daha düşük infiltrasyon hızından kaynaklanmaktadır.

Bitki örtüsü, çöl Kaldırımının tahribatının ana nedenidir ve dolaylı olarak Çöl kaldırımının yoğunluğu ile orantılıdır. Çalı topluluklarının bulunduğu bölgelerde, çalıların altında artan bir eolian ince malzeme birikimi vardır ve Çöl kaldırımı yalnızca dağınık bitki örtüsü arasındaki boşluklarda meydana gelir. Dahası, bitki örtüsü veziküler horizona zarar verir veya oluşumunu engeller. Kaldırımdaki ters dönmüş taşlar gibi rahatsızlıklar, yıllık bitki alanlarıyla güçlü bir şekilde ilişkilidir ve doğrudan bitkilerin büyümesinden veya dolaylı olarak hayvanların etkisinden kaynaklanabilir.

Ek olarak, hayvanların aktivitelerinin hem kayaların dönmesine hem de kayaların yanal hareketine neden olduğuna inanılmaktadır. Bu, canlıların yerdeki hareketiyle veya yiyecek aramak ve tohum aramak için yere inen kuş sürüleri tarafından yapılabilir. Bu nedenle, kaldırımın bozulması, yakın zamandaki bitki örtüsünün varlığıyla doğrudan bağlantılıdır.

Çöl kaldırımı, dünyadaki en eski yüzey formlarından biridir. Son derece düşük erozyon nedeniyle, şekilleri 2 milyon yıldan fazla bir süre değişmeden kalabilir. Çöl kaldırımlarının geliştirilmesinde doruk noktasına varılabilir. Bu durumda, taş tabaka hava koşullarına bağlı olarak minimum çapa ulaşmış olacak ve bu nedenle erozyona karşı en büyük koruma mevcut olacaktır. Bu nedenle, tepedeki kaya parçalarının daha küçük çapı, uzun süreli hava etkisinin ve dolayısıyla daha eski kökeninin bir işaretidir. Ayrıca çöl verniğinin yoğunluğu, kaldırımın yaşının bir göstergesi olarak görülmektedir.

Bir yandan çöl kaldırımlarının tam olarak gelişmesi için on binlerce yıla ihtiyaç duyulurken diğer yandan yenilenme süreci birkaç on yıldan yüzyıllara kadar sürer. 80 yılda desimetrekare alanında böyle bir alan tamamen yenilenebilir.^[8]

Yerli kayayı örten, alüvyal bir örtünün yüzey erozyonuna uğraması sonucunda oluşan çöl kaldırımına hamada denir. Bu terimin aslı Arapça “el Hamat”dır ve bu dilde üzeri düz, fakat taşlık çöl karakterindeki sahaları açıklamak için kullanılır. Hamada oluşumuna yol açan seçici yüzey erozyonu olayına da "hamadalaşma" denir.^[9] Hamadalar, çöllerin üzerinde taş parçaları ve çakıllarla kaplı yerli kayadan oluşan kısımlardan oluşur. Genellikle düzdürler ve yatay yapılı sahalarda görülürler. En çok Sahra Çölü ve Orta Asya’daki çöllerde görülür.

Yüzey kısımları erozyona uğraması ile ince yapılı malzemeler taşınır ve geriye iri kaya parçaları, blok ya da çakıllarla kaplı bir saha kalır. Bu görünüm bir çöl kaldırımına benzer. Bu çöl kaldırımlarına Kuzey Afrika’da rastlanır ve reg denir.^[10] Aynı karakterdeki kaldırımlar ise Libya çölünde serir terimi ile açıklanır. Serir ve regleri oluşturan unsurlar genellikle daha küçüktür çoğunun boyutları bir yumurta büyüklüğünü geçmez. Kaldırımı meydana getiren bu çakılların köşeleri de genellikle biraz yuvarlaklaşmıştır. Bu, deponun kökeni ile ilgili bir özelliktir.

Avustralya çöllerinde ise çöl kaldırımı ile kaplı düzlüklere Gibber Plains adı verilir.