procesos eólicos

La deflación es el levantamiento y remoción de material suelto de la superficie por la turbulencia del viento. ^{[ 10 ] [ 11 ]} Ocurre mediante tres mecanismos: tracción/deslizamiento superficial, saltación y suspensión. La tracción o deslizamiento superficial es un proceso por el cual los granos más grandes se deslizan o ruedan sobre la superficie. La saltación se refiere a partículas que rebotan sobre la superficie a cortas distancias. Las partículas en suspensión son arrastradas completamente por el viento, que las transporta a largas distancias. ^{[ 12 ]} La saltación probablemente representa entre el 50 y el 70  % de la deflación, mientras que la suspensión representa entre el 30 y el 40  % y el deslizamiento superficial entre el 5 y el 25  %. ^{[ 13 ]}

Las regiones que experimentan una erosión intensa y sostenida se denominan zonas de deflación. ^{[ 14 ]} La mayoría de las zonas de deflación eólica están compuestas de pavimento desértico , una superficie laminar de fragmentos de roca que permanece después de que el viento y el agua hayan eliminado las partículas finas. El manto rocoso en los pavimentos desérticos protege el material subyacente de una mayor deflación. Las áreas de pavimento desértico forman los regs o desiertos pedregosos del Sahara . Estos se dividen a su vez en áreas rocosas llamadas hamadas y áreas de rocas pequeñas y grava llamadas serirs . ^{[ 7 ]} El pavimento desértico es extremadamente común en los entornos desérticos. ^{[ 15 ]}

Las depresiones eólicas son hondonadas formadas por la deflación del viento. Generalmente son pequeñas, pero pueden alcanzar varios kilómetros de diámetro. Las más pequeñas son simples hoyuelos de 0,3 metros (1 pie) de profundidad y 3 metros (10 pies) de diámetro. Entre las más grandes se encuentran las depresiones eólicas de Mongolia, que pueden tener 8 kilómetros (5 millas) de ancho y entre 60 y 100 metros (200 y 400 pies) de profundidad. Big Hollow, en Wyoming , EE. UU., se extiende 14 por 9,7 kilómetros (9 por 6 millas) y alcanza hasta 90 metros (300 pies) de profundidad. ^{[ 7 ]}      

La abrasión (también llamada a veces corrosión ) es el proceso por el cual los granos arrastrados por el viento desprenden o desgastan el material de las formaciones terrestres . Si bien alguna vez se consideró un factor importante en la erosión del desierto, a mediados del siglo XX su importancia disminuyó considerablemente. El viento normalmente solo puede levantar la arena a corta distancia, y la mayor parte de la arena transportada por el viento permanece a menos de 50 centímetros (20 pulgadas) de la superficie, y prácticamente ninguna suele ser transportada a más de 2 metros (6 pies) . Muchas características del desierto que antes se atribuían a la abrasión del viento, como las cuevas de viento, las rocas con forma de hongo y la meteorización en forma de panal llamada tafoni , ahora se atribuyen a la meteorización diferencial, la erosión pluvial, la deflación en lugar de la abrasión u otros procesos. ^{[ 7 ]}  

Los yardangs son un tipo de formación desértica que se atribuye en gran medida a la abrasión eólica. Se trata de crestas rocosas, de hasta decenas de metros de altura y kilómetros de longitud, erosionadas por los vientos del desierto. Los yardangs presentan característicamente surcos o estrías alargadas alineadas con el viento predominante. Se forman principalmente en materiales blandos como los limos. ^{[ 7 ]}

La abrasión produce pulido, picaduras, surcos, modelado y facetado de las superficies expuestas. Estos fenómenos son comunes en ambientes áridos, pero geológicamente insignificantes. Las superficies pulidas o facetadas, denominadas ventifactos , son raras y requieren arena abundante, vientos fuertes y ausencia de vegetación para su formación. ^{[ 7 ]}

En algunas partes de la Antártida, los copos de nieve arrastrados por el viento, que técnicamente son sedimentos, también han causado abrasión en las rocas expuestas. ^{[ 16 ]}

La abrasión es el desgaste por colisiones de partículas arrastradas en un fluido en movimiento. ^{[ 17 ] [ 18 ]} Es eficaz para redondear los granos de arena y darles una textura superficial escarchada distintiva . ^{[ 19 ]}

Las colisiones entre partículas transportadas por el viento son una fuente importante de polvo en el rango de tamaño de 2 a 5 micras. La mayor parte de este polvo se produce por la eliminación de una capa de arcilla erosionada de los granos. ^{[ 18 ]}

Las tormentas de polvo son tormentas de viento que han arrastrado suficiente polvo como para reducir la visibilidad a menos de 1 kilómetro (0,6 millas) . ^{[ 26 ] [ 27 ]} La mayoría ocurren a escala sinóptica (regional), debido a fuertes vientos a lo largo de frentes meteorológicos , ^{[ 28 ]} o localmente por ráfagas descendentes de tormentas eléctricas. ^{[ 29 ] [ 30 ]} 

Los cultivos , las personas e incluso posiblemente los climas se ven afectados por las tormentas de polvo. En la Tierra, el polvo puede cruzar océanos enteros, como ocurre con el polvo del Sahara que llega a la cuenca del Amazonas . ^{[ 30 ]} Las tormentas de polvo en Marte periódicamente cubren todo el planeta. ^{[ 31 ]} Cuando la sonda Mariner 9 entró en su órbita alrededor de Marte en 1971, una tormenta de polvo que duró un mes cubrió todo el planeta, retrasando así la tarea de fotocartografiar la superficie del planeta. ^{[ 32 ]}

La mayor parte del polvo transportado por las tormentas de polvo se presenta en forma de partículas del tamaño del limo . Los depósitos de este limo arrastrado por el viento se conocen como loess . El depósito de loess más grueso conocido, de hasta 350 metros (1150 pies) , se encuentra en la Meseta de Loess en China . ^{[ 33 ]} Este mismo polvo asiático es arrastrado por el viento a lo largo de miles de kilómetros, formando lechos profundos en lugares tan lejanos como Hawái. ^{[ 34 ]} El loess de Peoria en América del Norte tiene hasta 40 metros (130 pies) de espesor en partes del oeste de Iowa . ^{[ 35 ]} Los suelos desarrollados sobre loess son generalmente muy productivos para la agricultura. ^{[ 36 ]}  

Los pequeños remolinos, llamados torbellinos de polvo , son comunes en tierras áridas y se cree que están relacionados con un calentamiento local muy intenso del aire que produce inestabilidades en la masa de aire. Los torbellinos de polvo pueden alcanzar hasta un kilómetro de altura. ^{[ 37 ]} En Marte se han observado torbellinos de polvo de hasta 10 kilómetros (6,2 millas) , aunque esto es poco común. ^{[ 38 ]} 

El viento que sopla sobre una superficie arenosa crea ondulaciones en crestas y valles cuyos ejes longitudinales son perpendiculares a la dirección del viento. La longitud media de los saltos durante la saltación corresponde a la longitud de onda , o distancia entre crestas adyacentes, de las ondulaciones. En las ondulaciones, los materiales más gruesos se acumulan en las crestas, lo que provoca una gradación inversa . Esto distingue las ondulaciones pequeñas de las dunas, donde los materiales más gruesos generalmente se encuentran en los valles. Esta es también una característica distintiva entre las ondulaciones de origen acuático y las ondulaciones eólicas. ^{[ 44 ]}

Una sombra de arena es una acumulación de arena en el lado de sotavento de una obstrucción, como una roca o un parche aislado de vegetación. En este caso, la arena se acumula hasta alcanzar el ángulo de reposo (el ángulo máximo de pendiente estable), aproximadamente 34 grados, y luego comienza a deslizarse por la cara de deslizamiento del parche. Un desprendimiento de arena es una sombra de arena de un acantilado o escarpa. ^{[ 6 ]}

Estrechamente relacionadas con las sombras de arena se encuentran las acumulaciones de arena . Estas se forman a sotavento de un hueco entre obstáculos, debido al efecto de embudo que ejercen los obstáculos sobre el viento. ^{[ 6 ]}

Las llanuras de arena son depósitos arenosos planos o ligeramente ondulados con solo pequeñas ondulaciones en la superficie. Un ejemplo es la llanura de arena de Selima en el este del desierto del Sahara, que ocupa 60 000 kilómetros cuadrados (23 000 millas cuadradas ) en el sur de Egipto y el norte de Sudán . Esta consiste en unos pocos pies de arena que descansan sobre roca madre. Las llanuras de arena suelen ser notablemente planas y a veces se describen como penillanuras desérticas . ^{[ 6 ]}  

Las láminas de arena son comunes en los ambientes desérticos, particularmente en los márgenes de los campos de dunas, aunque también se presentan dentro de los ergs. Las condiciones que favorecen la formación de láminas de arena, en lugar de dunas, pueden incluir la cementación superficial, un nivel freático alto, los efectos de la vegetación, inundaciones periódicas o sedimentos ricos en granos demasiado gruesos para una saltación efectiva. ^{[ 45 ]}

Una duna es una acumulación de sedimento arrastrado por el viento formando un montículo o cresta . Se diferencian de las sombras de arena o los montículos de arena en que son independientes de cualquier obstáculo topográfico. ^{[ 6 ]} Las dunas tienen pendientes suaves a barlovento en el lado de barlovento . La parte a sotavento de la duna, la pendiente de sotavento, suele ser una pendiente de avalancha pronunciada denominada cara de deslizamiento . Las dunas pueden tener más de una cara de deslizamiento. La altura mínima de una cara de deslizamiento es de unos 30 centímetros. ^{[ 46 ]}

La arena arrastrada por el viento asciende por la suave ladera de barlovento de la duna mediante saltación o reptación. La arena se acumula en el borde, la parte superior de la cara de deslizamiento. Cuando la acumulación de arena en el borde supera el ángulo de reposo , una pequeña avalancha de granos se desliza por la cara de deslizamiento. Grano a grano, la duna se mueve a favor del viento. ^{[ 46 ]}

Las dunas adoptan tres formas generales. Las dunas lineales, también llamadas dunas longitudinales o seifs, se alinean en la dirección de los vientos predominantes. Las dunas transversales, que incluyen las dunas en forma de media luna (barjanes), se alinean perpendicularmente a los vientos predominantes. Las dunas más complejas, como las dunas estrelladas, se forman donde la dirección de los vientos es muy variable. Otros tipos de dunas surgen de diversos tipos de forzamiento topográfico, como colinas aisladas o escarpes. ^{[ 47 ]}

Dunas lineales

Las dunas lineales pueden extenderse hasta decenas de kilómetros, con alturas que a veces superan los 70 metros (230 pies) . Suelen tener varios cientos de metros de ancho y están separadas por 1 a 2 kilómetros (0,62 a 1,24 millas) . A veces se unen en una bifurcación en Y, con la rama principal dirigida contra el viento. Tienen una cresta sinuosa o escalonada pronunciada. Se cree que se forman a partir de un patrón de viento estacional bimodal, con una estación de vientos débiles caracterizada por vientos dirigidos en ángulo agudo con respecto a los vientos predominantes de la estación de vientos fuertes. La estación de vientos fuertes produce una forma barján y la estación de vientos débiles la estira hasta convertirla en la forma lineal. Otra posibilidad es que estas dunas resulten de un flujo secundario , aunque el mecanismo preciso sigue siendo incierto. ^{[ 51 ]}  

Principales sistemas eólicos globales que se cree que están relacionados con la variación meteorológica y climática:

• Un promedio de 132 millones de toneladas de polvo del Sahara (principalmente del Sahel y la Depresión de Bodélé ) cruzan el Atlántico cada año. ^{[ 62 ]}
• Las tormentas de polvo invernales del Harmattan en África Occidental también ocurren, arrastrando polvo hacia el océano. ^{[ 63 ]}
• El polvo asiático se origina en el desierto de Gobi y llega a Corea, Japón, Taiwán (en ocasiones) e incluso al oeste de Estados Unidos. ^{[ 64 ]}
• Las tormentas de polvo indias de 2018 transportaron polvo desde el desierto de Thar hacia Delhi, Uttar Pradesh y la llanura indogangética .
• Los vientos Shamal, que soplan entre junio y julio, transportan polvo principalmente de norte a sur en Arabia Saudita, Irán, Irak, Emiratos Árabes Unidos y partes de Pakistán.
• Tormentas de polvo tipo haboob en Sudán, Australia y Arizona asociadas al monzón .
• Polvo de Khamsin procedente de Libia, Egipto y el Levante en primavera asociado a ciclones extratropicales .
• El fenómeno conocido como Dust Bowl en Estados Unidos transportó arena hacia el este. Se depositaron 5500 toneladas en el área de Chicago.
• Vientos sirocos arenosos procedentes de África/Sahara que soplan hacia el norte, adentrándose en el sur de Europa.
• El desierto de Kalahari arrastra arena y polvo hacia el este a través del sur de África, en dirección al Océano Índico.
• En Marte , en condiciones áridas, se han descubierto muchos procesos eólicos. ^{[ 65 ]}

Los procesos eólicos pueden discernirse en el registro geológico desde el Precámbrico . Las formaciones eólicas son prominentes en el Paleozoico y Mesozoico del oeste de Estados Unidos. Otros ejemplos incluyen el Rotliegendes del Pérmico del noroeste de Europa; la Formación Botucatu del Jurásico - Cretácico de la Cuenca del Paraná en Brasil; la Arenisca Lower Bunter del Pérmico en Gran Bretaña; la Arenisca Corrie y la Arenisca Hopeman del Pérmico- Triásico en Escocia; y las areniscas del Proterozoico de la India y el noroeste de África. ^{[ 58 ]}

Quizás los mejores ejemplos de procesos eólicos en el registro geológico sean los ergs jurásicos del oeste de Estados Unidos. Estos incluyen la arenisca de Wingate , la arenisca de Navajo y la arenisca de Page . Las discordancias regionales que separan las formaciones individuales indican la estabilización de los ergs. Estos se interdigitaban con los sistemas fluviales adyacentes, como la arenisca de Wingate con la formación Moenave y la arenisca de Navajo con la formación Kayenta . ^{[ 66 ]}

Las areniscas Navajo y Nugget formaban parte del mayor depósito de erg del registro geológico. Estas formaciones alcanzan hasta 700 metros (2300 pies) de espesor y se extienden por más de 265 000 kilómetros cuadrados (102 000 millas cuadradas ) . Su extensión original probablemente era 2,5 veces mayor que la superficie actual de afloramiento. Aunque en un principio se pensó que posiblemente tenían un origen marino, ahora se consideran casi universalmente depósitos eólicos. Están compuestas principalmente por granos de cuarzo de tamaño fino a mediano, bien redondeados y con acabado mate, ambos indicadores de transporte eólico. La formación Navajo contiene enormes conjuntos tabulares de estratificación cruzada con estratos frontales amplios. Los conjuntos individuales de estratificación cruzada se inclinan en un ángulo superior a 20 grados y tienen entre 5 y 35 metros (16 y 115 pies) de espesor. La formación contiene fósiles de invertebrados de agua dulce y huellas de vertebrados. Presenta estructuras de deslizamiento (estratificación contorsionada) que se asemejan a las de las dunas húmedas modernas. Las sucesivas migraciones de dunas depositaron una superposición vertical de estratos eólicos entre las superficies que delimitan las dunas y las supersuperficies regionales. ^{[ 58 ]}    

El Grupo Rotliegend del Pérmico del Mar del Norte y el norte de Europa contiene sedimentos de tierras altas adyacentes. Los cuerpos de arena de erg dentro del grupo alcanzan hasta 500 metros (1600 pies) de espesor. El estudio de la estratificación cruzada muestra que los sedimentos fueron depositados por una celda atmosférica en sentido horario. Los testigos de perforación muestran superficies interdunares secas y húmedas y supersuperficies regionales, y proporcionan evidencia de cinco o más ciclos de expansión y contracción del erg. Un aumento global del nivel del mar finalmente sumergió el erg y depositó los estratos del Weissliegend . ^{[ 67 ]} 

La arenisca de Cedar Mesa en Utah fue contemporánea con la de Rogliegend. Esta formación registra al menos 12 secuencias de erg delimitadas por supersuperficies de deflación regionales. Las formas del relieve eólicas preservadas en la formación varían desde capas de arena húmeda y paleosuelos lacustres (suelo fósil) hasta conjuntos de dunas delgadas y dispuestas caóticamente, pasando por la construcción de erg en equilibrio, con dunas de 300 a 400 metros (980 a 1310 pies) de ancho que migran sobre draas aún más grandes. Las draas sobrevivieron a ciclos climáticos individuales, y sus espacios interdunares fueron sitios de nucleación de barjanes durante las porciones áridas de los ciclos climáticos. ^{[ 66 ]}