Пустыни часто воспринимаются как скучные и бесплодные территории, хотя они занимают примерно 33% всей суши на Земле. Эти обширные и в основном необитаемые места могут быть как горячими, так и холодными. Крупнейшая из них — это антарктическая полярная пустыня площадью 14,2 миллиона квадратных километров. Её догоняет арктическая пустыня. Хотя для всех этих регионов характерна нехватка осадков, именно в пустынях обитают необычные растения и животные, обладающие уникальными особенностями.
Более того, эти чуждые нам ландшафты скрывают гораздо больше тайн, чем можно было бы подумать. Миллионы лет истории спрятаны в песках и льдах пустынь, а вместе с ними — и подсказки к нашему будущему. В этой статье мы рассмотрим несколько неожиданных открытий и развеем распространённые мифы о забытых просторах пустынь.
Пустынная пыль может охлаждать климат
Пыль из Сахары способна охлаждать Иберийский полуостров. Сегодня становится всё важнее отслеживать количество атмосферной пыли, хотя измерять её сложно. Пыль влияет на то, сколько солнечной радиации проходит сквозь атмосферу.
Учёные наблюдали за двумя крупными пыльными бурями и обнаружили, что первая буря вызвала большее охлаждение, несмотря на то, что вторая была мощнее. Охлаждающий эффект зависит от размеров и состава как самой бури, так и минеральных частиц.
Кроме того, значение имеет распределение длин волн света. Солнечный свет обычно состоит из коротких волн. Когда радиация такого типа сталкивается с частицами пыли, она отражается в космос, а не достигает поверхности Земли. Так возникает эффект охлаждения. Интересно, что загрязнение атмосферы тоже влияет на количество радиации, проходящей сквозь неё.
Как добыть воду из воздуха
Кактусы, пустынные травы и жуки имеют общую черту: они умеют собирать воду из ночного тумана. Это позволяет им выживать в засушливых условиях, где влага жизненно необходима и практически недоступна. Например, на спине жука расположены особые бугорки, которые собирают конденсат и направляют его прямо в рот насекомого. Кактусы и травы также получают влагу на концах своих листьев. Конусообразная форма листьев и маленькие бороздки помогают воде стекать к корням.
Эти наблюдения вдохновили изобретателей на создание устройств для сбора росы. Современные технологии пошли ещё дальше: теперь мы можем получать питьевую воду из воздуха даже при влажности всего 10%. Одно из таких устройств работает только на солнечном свете, что идеально подходит для экстремальных пустынных условий, где солнце светит почти постоянно, а воды практически нет.
Как мангровые деревья хранят углерод
Мангровые деревья, растущие по побережью пустынь, например, на краю пустыни Баха-Калифорния, способны накапливать большое количество углерода в почве. Они могут запасать до пяти раз больше углерода, чем другие тропические деревья. Считается, что эти небольшие группы деревьев, устойчивых к жаре и соли, удерживают до 30% углерода, который накапливается под землёй в этом регионе.
Этот тип углеродных хранилищ называется «голубой углерод» — его накапливают океаны и прибрежные экосистемы: болота, морские травы и водоросли.
Исследования корней мангровых показали наличие слоя торфа возрастом около 2000 лет на глубине 4 метров. Торф действует как губка для углерода и отражает историю повышения уровня моря. Это возможно только у мангровых, растущих в скалистых заливах, где им приходится создавать собственную почву для закрепления корней. Если приливы невелики, такие мангровые деревья могут удерживать больше углерода, так как вода не вымывает его из почвы.
Однако если уровень моря повышается, деревья мигрируют за береговой линией, накапливают меньше торфа и сохраняют меньше углерода.
К сожалению, мангровые часто вырубают ради строительства и других нужд человека. При этом тысячи лет запасённого углерода выбрасываются в атмосферу.
Пустынная пыль ускоряет таяние снега в горах
Пыль может не только охлаждать, но и ускорять таяние снега. Учёные выяснили, что пыль из пустыни Юты влияет на таяние снега в горах Уосач. Они измеряли содержание пыли в воздухе и в самом снеге. Когда пыль накапливалась на снегу, тот начинал таять на неделю раньше обычного.
Компьютерные модели показали, что пыль поступала из высохшего озера, появившегося из-за снижения уровня воды. Некоторые специалисты считают, что поддержание минимального уровня воды помогло бы решить эту проблему, если ввести строгие законы по распределению водных ресурсов.
Города зависят от талого снега не только как от источника воды — ведь 85% жителей Юты живут в радиусе 24 километров от гор Уосач, — но и как от источника дохода от зимних видов спорта.
Микроорганизмы в пустыне — модель для поиска жизни на Марсе
Атакама в Чили считается самой сухой неполярной пустыней на Земле и одним из немногих мест, похожих на условия на Марсе. Исследователи обнаружили там микроорганизмы, способные выживать даже в таких суровых условиях. Это доказало, что на Марсе тоже может существовать ограниченная экосистема.
Микробы хорошо живут после дождей, но умирают при длительной засухе. Некоторые из них научились выживать без воды, впадая в своеобразную спячку на глубине нескольких футов под поверхностью почвы, пока не пройдут новые дожди. Учёные считают, что микробные сообщества могут выживать так сотни и даже тысячи лет.
Пустынные ледники могут сокращаться даже во время ледникового периода
Могут ли ледники уменьшаться в разгар ледникового периода? Оказывается, да. В высокогорьях пустыни Гоби в Монголии, пятой по величине пустыни мира, некоторые ледники начали расти только спустя тысячи лет после окончания ледникового периода.
Влажные районы Гоби сохранили ледники, возникшие ещё во времена оледенения. Но их максимальные размеры были достигнуты за десятки тысяч лет до ледникового периода. В мире большинство ледников увеличивались именно в ледниковую эпоху.
Учёные пришли к этому выводу, используя метод датирования, который измеряет изменения в горных породах после того, как их открыл тающий ледник. Большая часть Гоби состоит из скал, а не песка. Результаты настолько удивили исследователей, что им пришлось перепроверять их несколько раз.
В условиях ледникового периода, когда мало осадков и очень холодно, ледникам трудно накапливать лёд. А когда климат становится теплее, свежий снег увеличивает их размеры. Такие ледники в высокогорных пустынях растут очень медленно и меньше подвержены влиянию температуры. Они тают только при прямом солнечном свете.
Австралийские аборигены первыми начали использовать контролируемое выжигание
Многие знают, что контролируемое выжигание леса помогает предотвращать крупные пожары и защищает растения. Но не все догадываются, что впервые эту практику начали использовать аборигены Австралии.
Они разводили небольшие пожары, чтобы очищать местность для охоты и стимулировать рост нужных растений. При этом они хорошо понимали, что заботятся о земле, а не вредят ей. Огонь — важная часть их культуры. Например, у племени нюнгар слово «karl» значит «огонь», а «karlup» — «место огня, мой дом».
Горячие и холодные пожары проводятся в определённое время и по особым правилам. Всё зависит от местности и вида растительности: некоторые участки требуют более редкого выжигания. Холодные пожары сохраняют семена и не разрушают верхние слои леса.
Об этом свидетельствуют деревья балга на юго-западе Австралии. Их иголки опадают и ложатся на землю, создавая настил. Затем они становятся частью ствола, формируя кольца роста. Ещё одна отметка — чёрные полосы на коре, появляющиеся после выжигания.
Многие из этих деревьев живут сотни лет. Часто встречающиеся чёрные отметины говорят о том, что выжигание проводилось регулярно.
Сахарский динозавр и загадка дрейфа континентов
О пустыне Африки эпохи позднего мела известно немного: какие животные там жили, как они перемещались и были ли связаны между собой. Однако когда-то все континенты были объединены в суперконтинент Пангея. До сих пор остаётся неясным, когда именно они начали расходиться. Недавно найденный в Сахаре динозавр дал новую информацию по этому вопросу.
Многие окаменелости Африки спрятаны под тропическими лесами и другой растительностью, поэтому находка Mansourasaurus shahinae стала очень важной. Этот динозавр размером со школьный автобус весил столько же, сколько африканский слон, и жил на Земле около 100 миллионов лет назад.
Выяснилось, что Mansourasaurus ближе к европейским динозаврам, чем к южноафриканским или южноамериканским. Это говорит о том, что тогда существовал сухопутный мост или способ перебраться из Африки в Европу.
Пустынный кустарник помогает бороться с болезнью, разъедающей мозг
Вещества, содержащиеся в кустарнике креозотовом, который широко распространён в пустынях юго-запада США и Мексики, недавно стали использовать как антипаразитарное средство против разных инфекций. В том числе против Naegleria fowleri — одноклеточного организма, вызывающего редкое, но часто смертельное заболевание мозга. Обычно оно диагностируется в южных штатах США.
Этот организм обитает в пресных водоёмах, а также в иле и почве поблизости. В солёной воде он не выживает. Ему подходят температуры около 46C. Паразит может проникнуть в мозг человека при вдыхании заражённой воды или почвы.
Кустарник креозотовый также известен как Larrea tridentata (латынь) и gobernadora (испанский). Его легко узнать по жёлтым цветам, вечнозелёным листьям и характерному запаху смолы.
Коренные народы Америки давно используют этот куст для лечения различных заболеваний, в том числе проблем с желудком.
Как жить на Марсе — опыт пустынной станции
В нескольких километрах от города Хэнксвилл (штат Юта, США) расположена Марсианская пустынная исследовательская станция, созданная организацией Mars Society. Она максимально точно имитирует условия жизни на Марсе.
Комплекс состоит из нескольких зданий, включая теплицу, солнечную обсерваторию и технический модуль. Все они соединены подземными туннелями, чтобы можно было перемещаться между зданиями без скафандра. Здесь астронавты тренируются жить и работать в условиях, максимально приближённых к марсианским.
Богатство местной флоры и фауны, а также относительно прохладная температура особенно интересны для астробиологов. В специальных скафандрах учёные отрабатывают приёмы работы в экстремальной среде.
Грибы, лишайники, водоросли и цианобактерии, устойчивые к экстремальным условиям, могут стать моделью для поиска жизни на Марсе.
