Sa mạc được hình thành như thế nào theo địa lý?
Sa mạc thường được hình dung là những vùng đất rộng lớn, nóng bỏng, cằn cỗi toàn cát. Tuy nhiên, trong địa lý, sa mạc không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với cát, và chúng không phải lúc nào cũng nóng. Có những sa mạc đá, sa mạc sỏi, và thậm chí cả những sa mạc lạnh giá, phủ đầy tuyết. Chìa khóa để hiểu về sa mạc nằm ở một điều: hạn hán. Nói chung, sa mạc là khu vực nhận được rất ít lượng mưa—thường ít hơn khoảng 250 mm mỗi năm—do đó sự bốc hơi thường vượt quá lượng nước đi vào. Vậy, những khu vực như vậy hình thành như thế nào? Địa lý giải thích sự hình thành sa mạc thông qua sự kết hợp của các quá trình khí quyển, vị trí địa lý, địa hình, dòng hải lưu và lịch sử địa chất.
1. Sa mạc hình thành do sự mất cân bằng nước
Trong địa lý vật lý, sự hình thành sa mạc gắn liền với khái niệm cân bằng nước. Một khu vực trở thành sa mạc khi lượng nước có sẵn từ mưa hoặc các nguồn khác không đủ để bù đắp lượng nước bị mất do bốc hơi và thoát hơi nước. Trải qua thời gian dài (hàng chục đến hàng nghìn năm), thảm thực vật thưa dần, đất mất độ ẩm, và các quá trình địa mạo đặc trưng của vùng khô hạn bắt đầu chiếm ưu thế. Nói cách khác, sa mạc hình thành không phải vì hoàn toàn không có nước, mà vì khí hậu và cảnh quan khiến nước khó có thể tồn tại.
2. Vai trò của tuần hoàn khí quyển toàn cầu: vành đai áp cao cận nhiệt đới
Một trong những nguyên nhân chính gây ra sự hình thành sa mạc trên toàn thế giới là các mô hình lưu thông không khí toàn cầu. Nhiều sa mạc lớn nằm xung quanh vĩ độ 20°–30° Bắc/Nam, chẳng hạn như Sahara, Ả Rập và miền trung Australia. Những khu vực này chịu ảnh hưởng của các vành đai áp cao cận nhiệt đới liên quan đến tế bào Hadley.
Cơ chế hoạt động như sau:
– Gần xích đạo, sức nóng của mặt trời rất mạnh khiến không khí bốc lên (đối lưu) và tạo thành mây và mưa lớn.
– Không khí đã mất hơi nước sẽ di chuyển về phía vùng cận nhiệt đới ở các tầng khí quyển phía trên.
– Ở vùng cận nhiệt đới, không khí hạ xuống (sự sụt lún). Khi không khí hạ xuống, nó nóng lên theo quá trình đoạn nhiệt và trở nên khô hơn.
– Không khí ấm áp và khô ráo này ngăn cản sự hình thành mây, vì vậy mưa rất hiếm khi xảy ra.
Đây là lý do địa lý giải thích tại sao nhiều sa mạc lớn tạo thành một "vành đai" xung quanh vùng cận nhiệt đới.
3. Ảnh hưởng của các dòng hải lưu lạnh: sa mạc ven biển nhiều sương mù
Nhiều sa mạc nằm ở rìa phía tây của các lục địa, chẳng hạn như sa mạc Atacama ở Chile và sa mạc Namib ở Tây Phi. Những khu vực này chịu ảnh hưởng của các dòng hải lưu lạnh (như dòng hải lưu Humboldt và dòng hải lưu Benguela). Các dòng hải lưu lạnh làm mát không khí phía trên mặt biển, dẫn đến:
– Sự bốc hơi từ biển được giảm thiểu.
– Không khí trở nên ổn định (hiện tượng nghịch đảo nhiệt độ) và khó bốc lên để tạo thành mây mưa.
– Sương mù hoặc mây thấp thường hình thành thay vì mưa.
Do đó, các khu vực ven biển có thể cực kỳ khô hạn mặc dù nằm gần đại dương. Sa mạc Atacama thậm chí còn được biết đến là một trong những nơi khô hạn nhất trên Trái đất, với một số địa điểm hầu như không có mưa trong nhiều năm.
4. Vùng khuất mưa: sa mạc phía sau dãy núi.
Các yếu tố địa hình cũng rất quan trọng. Sa mạc có thể hình thành do hiện tượng chắn mưa. Khi các khối không khí ẩm di chuyển về phía núi:
– Không khí bị buộc phải bốc lên, nguội đi, sau đó ngưng tụ và rơi xuống thành mưa ở phía đón gió.
– Sau khi vượt qua đỉnh núi, không khí sẽ hạ xuống phía sau (phía khuất gió), nóng lên và trở nên khô.
– Các khu vực phía sau dãy núi nhận được lượng mưa ít hơn nhiều.
Ví dụ như các vùng khô hạn phía sau dãy Andes (một phần của Patagonia), hoặc các vùng khô hạn phía sau dãy Sierra Nevada, góp phần tạo nên điều kiện bán khô hạn đến sa mạc ở một số vùng của Hoa Kỳ. Cơ chế này chứng minh rằng sa mạc có thể hình thành ngay cả bên ngoài vùng cận nhiệt đới, miễn là các rào cản địa hình ngăn cản sự cung cấp hơi nước.
5. Sa mạc lục địa: xa các nguồn hơi nước.
Một số sa mạc hình thành vì chúng nằm rất xa biển, do đó các khối không khí đến đó đã mất đi phần lớn độ ẩm. Các vùng nội địa rộng lớn thường có lượng mưa thấp, đặc biệt nếu sự chuyển động của không khí từ biển bị cản trở bởi núi hoặc một số kiểu gió nhất định.
Sa mạc Gobi ở châu Á là một ví dụ về vùng khô hạn chịu ảnh hưởng bởi khoảng cách đến biển và địa hình khu vực. Hơn nữa, các vùng nội địa lục địa thường trải qua sự biến động nhiệt độ lớn: ngày nóng và đêm rất lạnh do thiếu hơi nước và mây, những yếu tố thường giúp giữ nhiệt.
6. Sa mạc lạnh: hạn hán ở các khu vực có nhiệt độ thấp.
Trong địa lý, sa mạc cũng bao gồm cả sa mạc lạnh. Nam Cực thường được gọi là sa mạc lớn nhất trên Trái đất vì lượng mưa ở đây rất ít (chủ yếu là tuyết). Tại sao các vùng lạnh lại có thể trở thành sa mạc?
Vì không khí lạnh không thể chứa nhiều hơi nước, nên kết quả là:
– Mây và lượng mưa hạn chế.
– Độ ẩm không khí thấp.
– Lượng tuyết rơi rất ít, mặc dù băng có thể tích tụ do nhiệt độ rất thấp làm chậm quá trình tan chảy.
Sa mạc lạnh cũng được tìm thấy ở một số vùng có độ cao hoặc vĩ độ cao, chẳng hạn như một số khu vực ở Trung Á.
7. Vai trò của các quá trình địa mạo: gió, xói mòn và các dạng địa hình sa mạc.
Khi khí hậu khô hạn được thiết lập, các quá trình hình thành cảnh quan sa mạc trở nên chiếm ưu thế hơn. Hai tác nhân chính là gió và lượng mưa thất thường.
1. Quá trình phong hóa (do gió)
Gió có thể vận chuyển cát và bụi, tạo thành:
– Các loại cồn cát khác nhau (barchan, seif, v.v.)
– Lớp trầm tích hoàng thổ (bụi mịn) ở một số khu vực
– Sự xói mòn tạo thành các khối đá hình nấm do sự mài mòn của cát.
2. Dòng chảy nước không liên tục
Mặc dù hiếm khi mưa, nhưng khi mưa thì thường ngắn và rất mạnh. Vì đất khô khó hấp thụ nước nhanh chóng, nên dòng chảy mạnh mẽ, tạo nên những hình thù độc đáo:
– Wadi (sông theo mùa)
– Bãi bồi phù sa
– Lũ quét
Những quá trình này khiến sa mạc không "tĩnh" mà trở nên vô cùng năng động trong dài hạn.
8. Các yếu tố biến đổi khí hậu và lịch sử địa chất
Sự hình thành sa mạc cũng có thể bị ảnh hưởng bởi biến đổi khí hậu dài hạn, cả tự nhiên và do con người gây ra. Trong hàng nghìn đến hàng triệu năm, sự thay đổi trong mô hình gió, sự dịch chuyển lục địa, sự dao động mực nước biển và sự thay đổi quỹ đạo của Trái đất có thể biến một vùng từng màu mỡ thành vùng khô cằn, hoặc ngược lại. Ví dụ, sa mạc Sahara đã trải qua thời kỳ "Sa mạc xanh" khi nó ẩm ướt hơn, có nhiều hồ và thảm thực vật phong phú hơn.
Ngoài ra, còn có khái niệm sa mạc hóa, là quá trình gia tăng điều kiện khô hạn do sự kết hợp của biến đổi khí hậu và các hoạt động của con người (phá rừng, chăn thả quá mức và quản lý nguồn nước kém). Sa mạc hóa không phải là cách duy nhất khiến sa mạc "hình thành", nhưng nó có thể làm trầm trọng thêm tình trạng hạn hán và suy thoái đất ở các vùng bán khô hạn.
Sự kết luận
Theo địa lý, sa mạc hình thành chủ yếu do các kiểu khí hậu tạo ra lượng mưa rất thấp và sự thiếu hụt nước. Các yếu tố này có thể bao gồm sự lưu thông khí quyển cận nhiệt đới, dòng hải lưu lạnh, vùng khuất mưa của núi, khoảng cách đến biển, và thậm chí cả điều kiện lạnh giá làm hạn chế lượng hơi nước. Sau khi các yếu tố khí hậu gây ra hạn hán, các quá trình địa mạo—chủ yếu là gió và dòng chảy nước theo từng đợt—định hình nên những đặc điểm riêng biệt của cảnh quan sa mạc. Bằng cách hiểu các cơ chế này, chúng ta có thể thấy sa mạc không chỉ đơn thuần là "những nơi đầy cát", mà là các hệ thống địa lý được hình thành bởi sự tương tác phức tạp giữa khí quyển, đại dương và bề mặt Trái đất.
