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No confundir con postre .
Este artículo trata sobre terreno seco. Para clima árido, consulte Clima desértico . Para el acto de abandonar o retirar el apoyo, consulte Deserción . Para otros usos, consulte Desierto (desambiguación) .

view of high desert through a mountain crevasse
Valle de la Luna ("Valle de la Luna") en el desierto de Atacama de Chile , el desierto no polar más seco del mundo
see caption
Dunas de arena en Rub 'al Khali ("Barrio vacío") en los Emiratos Árabes Unidos

Un desierto es una zona árida de paisaje donde se producen pocas precipitaciones y, en consecuencia, las condiciones de vida son hostiles para la vida vegetal y animal. La falta de vegetación expone la superficie desprotegida del suelo a los procesos de denudación . Aproximadamente un tercio de la superficie terrestre del mundo es árida o semiárida . Esto incluye gran parte de las regiones polares , donde se producen pocas precipitaciones y que a veces se denominan desiertos polares o "desiertos fríos". Los desiertos se pueden clasificar por la cantidad de precipitación que cae, por la temperatura que prevalece, por las causas de la desertificación o por su ubicación geográfica.

Los desiertos se forman por procesos de meteorización , ya que las grandes variaciones de temperatura entre el día y la noche ejercen presión sobre las rocas, que en consecuencia se rompen en pedazos. Aunque la lluvia rara vez ocurre en los desiertos, hay aguaceros ocasionales que pueden resultar en inundaciones repentinas. La lluvia que cae sobre las rocas calientes puede hacer que se rompan, y los fragmentos resultantes y los escombros esparcidos por el suelo del desierto son erosionados aún más por el viento. Esto recoge partículas de arena y polvo y las lleva a lo alto en tormentas de arena o polvo . Los granos de arena arrastrados por el viento que golpean cualquier objeto sólido en su camino pueden desgastar la superficie. Las rocas se suavizan y el viento clasifica la arena en depósitos uniformes. Los granos terminan como capas de arena niveladas o se amontonan en las ondulantes dunas de arena.. Otros desiertos son llanuras planas y pedregosas donde todo el material fino ha sido arrastrado por el viento y la superficie consiste en un mosaico de piedras lisas. Estas áreas se conocen como pavimentos desérticos y se produce poca erosión adicional . Otras características del desierto incluyen afloramientos rocosos , lecho rocoso expuesto y arcillas que alguna vez fueron depositadas por el agua que fluye. Pueden formarse lagos temporales y pueden quedar salinas cuando el agua se evapora. Puede haber fuentes de agua subterráneas, en forma de manantiales y filtraciones de acuíferos . Donde se encuentran, pueden ocurrir oasis .

Las plantas y los animales que viven en el desierto necesitan adaptaciones especiales para sobrevivir en un entorno hostil. Las plantas tienden a ser duras y nerviosas con hojas pequeñas o sin hojas, cutículas resistentes al agua y , a menudo, espinas para disuadir la herbivoría . Algunas plantas anuales germinan , florecen y mueren en el transcurso de unas pocas semanas después de la lluvia, mientras que otras plantas longevas sobreviven durante años y tienen sistemas de raíces profundas capaces de aprovechar la humedad subterránea. Los animales necesitan mantenerse frescos y encontrar suficiente comida y agua para sobrevivir. Muchos son nocturnos y permanecen a la sombra o bajo tierra durante el calor del día. Tienden a ser eficientes en la conservación de agua, extrayendo la mayor parte de sus necesidades de sus alimentos y concentrando su orina.. Algunos animales permanecen en estado de latencia durante largos períodos, listos para volver a activarse durante las escasas lluvias. Luego se reproducen rápidamente mientras las condiciones son favorables antes de regresar a la inactividad.

La gente ha luchado por vivir en los desiertos y las tierras semiáridas circundantes durante milenios. Los nómadas han trasladado sus rebaños y rebaños a donde haya disponibilidad de pasto, y los oasis han brindado oportunidades para una forma de vida más estable. El cultivo de regiones semiáridas fomenta la erosión del suelo y es una de las causas del aumento de la desertificación . La agricultura en el desierto es posible con la ayuda de la irrigación , y el Valle Imperial en California proporciona un ejemplo de cómo se puede hacer productiva una tierra que antes era árida mediante la importación de agua de una fuente externa. Se han forjado muchas rutas comerciales a través de los desiertos, especialmente en el desierto del Sahara., y tradicionalmente fueron utilizados por caravanas de camellos que transportaban sal, oro, marfil y otros bienes. También se llevaron a un gran número de esclavos hacia el norte a través del Sahara. Parte de la extracción de minerales también tiene lugar en los desiertos, y la luz solar ininterrumpida da potencial para la captura de grandes cantidades de energía solar .

Etimología

El desierto inglés y sus afines romances (incluidos deserto italiano y portugués , désert francés y desierto español ) provienen del latín eclesiástico dēsertum (originalmente "un lugar abandonado"), un participio de dēserere , "abandonar". [1] La correlación entre la aridez y la escasez de población es compleja y dinámica, y varía según la cultura, la época y las tecnologías; por tanto, el uso de la palabra desierto puede causar confusión. En inglés antes del siglo XX, desert se utilizaba a menudo en el sentido de "zona despoblada", sin una referencia específica a la aridez; [1] pero hoy en día la palabra se usa con mayor frecuencia en su sentido de la ciencia del clima (un área de baja precipitación). [2] Frases como " isla desierta " [3] y " Gran desierto americano ", o los "desiertos de Bohemia " de Shakespeare ( El cuento de invierno ) en siglos anteriores no implicaban necesariamente arena o aridez; su enfoque era la escasa población. [4]

Geografía Física

Un desierto es una región de tierra muy seca porque recibe bajas cantidades de precipitación (generalmente en forma de lluvia, pero puede ser nieve, neblina o neblina), a menudo tiene poca cobertura de plantas y en la que los arroyos se secan. a menos que sean suministrados por agua desde fuera del área. [5] Los desiertos generalmente reciben menos de 250 mm (10 pulgadas) de precipitación cada año. [5] La evapotranspiración potencial puede ser grande pero (en ausencia de agua disponible) la evapotranspiración real puede ser cercana a cero. [6] Los semidesiertos son regiones que reciben entre 250 y 500 mm (10 y 20 pulgadas) y cuando están cubiertas de hierba, se conocen como estepas . [7][8]

Clasificación

El Sahara es el desierto caliente más grande del mundo.

Los desiertos se han definido y clasificado de varias formas, generalmente combinando la precipitación total, el número de días en los que cae, la temperatura y la humedad y, a veces, factores adicionales. [8] Por ejemplo, Phoenix, Arizona , recibe menos de 250 mm (9,8 pulgadas) de precipitación por año, y se reconoce inmediatamente que se encuentra en un desierto debido a sus plantas adaptadas a la aridez. La ladera norte de la cordillera Brooks de Alaska también recibe menos de 250 mm (9,8 pulgadas) de precipitación por año y, a menudo, se clasifica como un desierto frío. [9] Otras regiones del mundo tienen desiertos fríos, incluidas áreas del Himalaya [10]y otras áreas de gran altitud en otras partes del mundo. [11] Los desiertos polares cubren gran parte de las áreas libres de hielo del Ártico y la Antártida. [12] [13] Una definición no técnica es que los desiertos son aquellas partes de la superficie de la Tierra que tienen una cubierta vegetal insuficiente para sustentar una población humana. [14]

La evapotranspiración potencial complementa la medición de la precipitación al proporcionar una definición científica de un desierto basada en mediciones. El balance de agua de un área se puede calcular usando la fórmula P - PE ± S , donde P es la precipitación, PE es la tasa de evapotranspiración potencial y S es la cantidad de agua almacenada en la superficie. La evapotranspiración es la combinación de la pérdida de agua a través de la evaporación atmosférica y a través de los procesos de vida de las plantas. La evapotranspiración potencial, entonces, es la cantidad de agua que podría evaporarse en cualquier región dada. Por ejemplo, Tucson, Arizonarecibe alrededor de 300 mm (12 pulgadas) de lluvia por año, sin embargo, alrededor de 2500 mm (98 pulgadas) de agua podrían evaporarse en el transcurso de un año. [15] En otras palabras, aproximadamente ocho veces más agua podría evaporarse de la región de la que realmente cae en forma de lluvia. Las tasas de evapotranspiración en regiones frías como Alaska son mucho más bajas debido a la falta de calor para ayudar en el proceso de evaporación. [dieciséis]

Los desiertos a veces se clasifican como "calientes" o "fríos", "semiáridos" o "costeros". [14] Las características de los desiertos cálidos incluyen altas temperaturas en verano; mayor evaporación que precipitación, generalmente agravada por altas temperaturas, vientos fuertes y falta de nubosidad; variación considerable en la ocurrencia de precipitación, su intensidad y distribución; y poca humedad. Las temperaturas invernales varían considerablemente entre los diferentes desiertos y, a menudo, están relacionadas con la ubicación del desierto en la masa continental y la latitud. Las variaciones diarias de temperatura pueden ser tan grandes como 22 ° C (40 ° F) o más, y la pérdida de calor por radiación durante la noche se ve incrementada por los cielos despejados. [17]

Desierto frío: superficie nevada en la estación Dome C , Antártida

Los desiertos fríos, a veces conocidos como desiertos templados, ocurren en latitudes más altas que los desiertos cálidos, y la aridez es causada por la sequedad del aire. Algunos desiertos fríos están lejos del océano y otros están separados por cadenas montañosas del mar, y en ambos casos, no hay suficiente humedad en el aire para causar mucha precipitación. El mayor de estos desiertos se encuentra en Asia Central. Otros ocurren en el lado este de las Montañas Rocosas , el lado este de los Andes del sur y en el sur de Australia. [7]Los desiertos polares son una clase particular de desierto frío. El aire es muy frío y transporta poca humedad, por lo que se producen pocas precipitaciones y lo que cae, generalmente nieve, es arrastrado por el viento a menudo fuerte y puede formar ventiscas, ventiscas y dunas similares a las causadas por el polvo y la arena en otras regiones desérticas. En la Antártida , por ejemplo, la precipitación anual es de unos 50 mm (2 pulgadas) en la meseta central y unas diez veces esa cantidad en algunas penínsulas importantes. [17]

Basándose únicamente en las precipitaciones, los desiertos hiperáridos reciben menos de 25 mm (1 pulgada) de lluvia al año; no tienen un ciclo estacional anual de precipitación y experimentan períodos de doce meses sin lluvia en absoluto. [17] [18]Los desiertos áridos reciben entre 25 y 200 mm (1 y 8 pulgadas) en un año y los desiertos semiáridos entre 200 y 500 mm (8 y 20 pulgadas). Sin embargo, factores como la temperatura, la humedad, la tasa de evaporación y evapotranspiración y la capacidad de almacenamiento de humedad del suelo tienen un efecto marcado sobre el grado de aridez y la vida vegetal y animal que puede sostenerse. La lluvia que cae en la estación fría puede ser más eficaz para promover el crecimiento de las plantas, y definir los límites de los desiertos y las regiones semiáridas que los rodean basándose únicamente en las precipitaciones es problemático. [17]

Un desierto semiárido o una estepa es una versión del desierto árido con mucha más lluvia, vegetación y mayor humedad. Estas regiones presentan un clima semiárido y son menos extremas que los desiertos normales. [19] Al igual que los desiertos áridos, las temperaturas pueden variar mucho en los semidesiertos. Comparten algunas características de un verdadero desierto y generalmente se encuentran al borde de los desiertos y las áreas secas continentales. Por lo general, reciben precipitaciones de 250 mm (10 pulgadas) a 500 mm (20 pulgadas), pero esto puede variar debido a la evapotranspiración y la nutrición del suelo. Los semidesiertos se pueden encontrar en el desierto de Tabernas (y parte de la meseta española), el Sahel , la estepa euroasiática , la mayor parte de Asia Central , laEl oeste de EE . UU. , La mayor parte del norte de México , partes de América del Sur (especialmente en Argentina ) y el interior de Australia . [20] Por lo general, presentan BSh (estepa caliente) o BSk (estepa templada) en la clasificación climática de Köppen .

Los desiertos costeros se encuentran principalmente en los bordes occidentales de las masas terrestres continentales en regiones donde las corrientes frías se acercan a la tierra o los afloramientos de agua fría se elevan desde las profundidades del océano. Los vientos fríos que atraviesan esta agua recogen poca humedad y las regiones costeras tienen temperaturas bajas y muy escasas precipitaciones, siendo la principal precipitación en forma de niebla y rocío. El rango de temperaturas a escala diaria y anual es relativamente bajo, siendo de 11 ° C (20 ° F) y 5 ° C (9 ° F) respectivamente en el desierto de Atacama . Los desiertos de este tipo suelen ser largos y estrechos y están delimitados al este por cadenas montañosas. Ocurren en Namibia , Chile , sur de California y Baja California . Otros desiertos costeros influenciados por corrientes frías se encuentran enAustralia Occidental , la Península Arábiga y el Cuerno de África y la franja occidental del Sahara. [17]

En 1961, Peveril Meigs dividió las regiones desérticas de la Tierra en tres categorías según la cantidad de precipitación que recibían. En este sistema ahora ampliamente aceptado, las tierras extremadamente áridas tienen al menos doce meses consecutivos sin precipitaciones, las tierras áridas tienen menos de 250 mm (10 pulgadas) de precipitación anual y las tierras semiáridas tienen una precipitación media anual de entre 250 y 500 mm (10 pulgadas). –20 pulg). Tanto las tierras extremadamente áridas como las áridas se consideran desiertos, mientras que las tierras semiáridas generalmente se denominan estepas cuando son praderas. [8]

Las colinas de Agasthiyamalai aislaron a Tirunelveli en la India de los monzones , creando una región de sombra de lluvia .

Los desiertos también se clasifican, de acuerdo con su ubicación geográfica y patrón climático dominante, como vientos alisios, latitud media, sombra de lluvia, desiertos costeros, monzónicos o polares . [21] Los desiertos de vientos alisios ocurren a ambos lados de las latitudes de los caballos entre 30 ° y 35 ° norte y sur. Estos cinturones están asociados con el anticiclón subtropical y el descenso a gran escala de aire seco que se mueve desde grandes altitudes hacia los polos. El desierto del Sahara es de este tipo. [22] Los desiertos de latitudes medias ocurren entre 30 ° y 50 ° norte y sur. Se encuentran principalmente en áreas alejadas del mar donde la mayor parte de la humedad ya se ha precipitado por los vientos dominantes. Incluyen los desiertos de Tengger y Sonoran .[21] Los desiertos de los monzones son similares. Ocurren en regiones donde ocurren grandes diferencias de temperatura entre el mar y la tierra. El aire cálido húmedo se eleva sobre la tierra, deposita su contenido de agua y circula de regreso al mar. Más hacia el interior, las áreas reciben muy pocas precipitaciones. El desierto de Thar cerca de la frontera entre India y Pakistán es de este tipo. [21]

En algunas partes del mundo, los desiertos son creados por un efecto de sombra de lluvia . La elevación orográfica ocurre cuando las masas de aire se elevan para pasar sobre un terreno elevado. En el proceso, se enfrían y pierden gran parte de su humedad por la precipitación en la ladera de barlovento de la cordillera . Cuando descienden por el lado de sotavento , se calientan y su capacidad para retener la humedad aumenta, por lo que se produce un área con relativamente poca precipitación. [23] El desierto de Taklamakan es un ejemplo, que se encuentra a la sombra de la lluvia del Himalaya y recibe menos de 38 mm (1,5 pulgadas) de precipitación al año. [24]Otras áreas son áridas en virtud de estar muy lejos de las fuentes de humedad disponibles más cercanas. [25]

Los desiertos montanos son lugares áridos con una gran altitud ; el ejemplo más destacado se encuentra al norte del Himalaya, en las montañas Kunlun y la meseta tibetana . Muchas ubicaciones dentro de esta categoría tienen elevaciones superiores a los 3.000 m (9.800 pies) y el régimen térmico puede ser hemiboreal . Estos lugares deben su profunda aridez (la precipitación media anual suele ser inferior a 40 mm o 1,5 pulgadas) a estar muy lejos de las fuentes de humedad disponibles más cercanas y, a menudo, a sotavento de cadenas montañosas. Los desiertos montanos son normalmente fríos, o pueden ser muy calurosos durante el día y muy fríos durante la noche, como ocurre en las laderas nororientales del monte Kilimanjaro . [26]

Los desiertos polares como los valles secos de McMurdo permanecen libres de hielo debido a los vientos catabáticos secos que fluyen cuesta abajo desde las montañas circundantes. [27] Las antiguas áreas desérticas que actualmente se encuentran en entornos no áridos, como Sandhills en Nebraska , se conocen como paleodeserts. [21] En el sistema de clasificación climática de Köppen , los desiertos se clasifican como BWh (desierto caliente) o BWk (desierto templado). En el sistema de clasificación climática de Thornthwaite, los desiertos se clasificarían como climas megatérmicos áridos . [28] [29]

Procesos de meteorización

Artículo principal: Meteorización
Exfoliación de rocas erosionadas en Texas , Estados Unidos.

Los desiertos suelen tener un amplio rango de temperatura diurna y estacional, con altas temperaturas diurnas que caen bruscamente durante la noche. El rango diurno puede ser de hasta 20 a 30 ° C (36 a 54 ° F) y la superficie de la roca experimenta diferencias de temperatura aún mayores. [30] Durante el día el cielo suele ser clara y la mayor parte del sol 's la radiación llega a la tierra, pero tan pronto como se pone el sol, que se enfría la desérticas rápidamente mediante la radiación de calor hacia el espacio. En los desiertos cálidos, la temperatura durante el día puede superar los 45 ° C (113 ° F) en verano y caer por debajo del punto de congelación durante la noche durante el invierno. [31]

Un centímetro cuadrado
(0,16 pulgadas cuadradas) de arena arrastrada por el viento del desierto de Gobi

Estas grandes variaciones de temperatura tienen un efecto destructivo sobre las superficies rocosas expuestas. Las fluctuaciones repetidas ejercen presión sobre la roca expuesta y los flancos de las montañas se agrietan y se rompen. Estratos fragmentados se deslizan hacia los valles donde continúan rompiéndose en pedazos debido al implacable sol de día y al frío de noche. Los estratos sucesivos están expuestos a una mayor meteorización. El alivio de la presión interna que se ha acumulado en las rocas que han estado bajo tierra durante eones puede hacer que se rompan. [32] La exfoliación también ocurre cuando las superficies exteriores de las rocas se parten en escamas planas. Se cree que esto es causado por las tensiones puestas en la roca por expansiones y contracciones térmicas repetidas que inducen fracturas paralelas a la superficie original.[30] Los procesos de meteorización química probablemente juegan un papel más importante en los desiertos de lo que se pensaba anteriormente. La humedad necesaria puede estar presente en forma de rocío o neblina. El agua subterránea puede ser atraída a la superficie por evaporación y la formación de cristales de sal puede desalojar las partículas de roca como arena o desintegrar las rocas por exfoliación. A veces se forman cuevas poco profundas en la base de los acantilados por este medio. [30]

A medida que las montañas del desierto se descomponen, se forman grandes áreas de rocas y escombros rotos. El proceso continúa y los productos finales son polvo o arena. El polvo se forma a partir de arcilla solidificada o depósitos volcánicos, mientras que la arena resulta de la fragmentación de granitos más duros , piedra caliza y arenisca . [33] Existe un cierto tamaño crítico (alrededor de 0,5 mm) por debajo del cual no se produce una mayor erosión de las rocas inducida por la temperatura y esto proporciona un tamaño mínimo para los granos de arena. [34]

A medida que las montañas se erosionan, se crea más y más arena. A altas velocidades del viento, los granos de arena se recogen de la superficie y se transportan, un proceso conocido como saltación . Los granos que giran en el aire actúan como un mecanismo de chorro de arena que tritura los objetos sólidos en su camino a medida que la energía cinética del viento se transfiere al suelo. [35] La arena finalmente termina depositada en áreas niveladas conocidas como campos de arena o mares de arena, o apilada en dunas. [36]

Tormentas de polvo y tormentas de arena

Artículo principal: Tormenta de polvo
Tormenta de polvo a punto de envolver un campamento militar en Irak, 2005

Las tormentas de arena y polvo son eventos naturales que ocurren en regiones áridas donde la tierra no está protegida por una cubierta de vegetación. Las tormentas de polvo generalmente comienzan en los márgenes del desierto en lugar de en los desiertos mismos, donde los materiales más finos ya han sido arrastrados. A medida que comienza a soplar un viento constante, las partículas finas que se encuentran en el suelo expuesto comienzan a vibrar. A mayores velocidades del viento, algunas partículas se elevan a la corriente de aire. Cuando aterrizan, chocan contra otras partículas que, a su vez, pueden lanzarse al aire, iniciando una reacción en cadena . Una vez expulsadas, estas partículas se mueven en una de tres formas posibles, dependiendo de su tamaño, forma y densidad; suspensión , saltacióno arrastrarse. La suspensión solo es posible para partículas de menos de 0,1 mm (0,004 pulgadas) de diámetro. En una tormenta de polvo, estas partículas finas se elevan y se elevan a alturas de hasta 6 km (3,7 millas). Reducen la visibilidad y pueden permanecer en la atmósfera durante días, transportados por los vientos alisios a distancias de hasta 6.000 km (3.700 mi). [37] Se pueden formar nubes más densas de polvo con vientos más fuertes, moviéndose a través de la tierra con un borde de ataque ondulante. La luz del sol puede desaparecer y puede volverse tan oscura como la noche a nivel del suelo. [38] En un estudio de una tormenta de polvo en China en 2001, se estimó que estaban involucradas 6,5 millones de toneladas de polvo, cubriendo un área de 134,000,000 km 2 (52,000,000 millas cuadradas). El tamaño medio de partícula fue de 1,44 µm. [39]Un fenómeno de corta duración y de escala mucho menor puede ocurrir en condiciones tranquilas cuando el aire caliente cerca del suelo se eleva rápidamente a través de una pequeña bolsa de aire más frío a baja presión que forma una columna giratoria de partículas, un remolino de polvo . [40]

Partículas arrastradas por el viento: 1. Fluencia 2. Saltación 3. Suspensión 4. Corriente de viento

Las tormentas de arena ocurren con mucha menos frecuencia que las tormentas de polvo. A menudo van precedidos de fuertes tormentas de polvo y se producen cuando la velocidad del viento aumenta hasta un punto en el que puede levantar partículas más pesadas. Estos granos de arena, de hasta aproximadamente 0,5 mm (0,020 pulgadas) de diámetro, son lanzados al aire, pero pronto vuelven a caer a la tierra, expulsando otras partículas en el proceso. Su peso les impide estar en el aire durante mucho tiempo y la mayoría solo recorre una distancia de unos pocos metros (yardas). La arena fluye por encima de la superficie del suelo como un fluido, a menudo elevándose a alturas de unos 30 cm (12 pulgadas). [37]En un golpe constante realmente severo, 2 m (6 pies 7 pulgadas) es aproximadamente tan alto como la corriente de arena puede elevarse ya que los granos de arena más grandes no se elevan en absoluto. Son transportados por arrastre, rodando por el suelo del desierto o realizando saltos cortos. [38]

Durante una tormenta de arena, las partículas de arena arrastradas por el viento se cargan eléctricamente . Dichos campos eléctricos , que varían en tamaño hasta 80 kV / m, pueden producir chispas y causar interferencia con los equipos de telecomunicaciones. También son desagradables para los humanos y pueden causar dolores de cabeza y náuseas. [38] Los campos eléctricos son causados ​​por la colisión entre partículas en el aire y por los impactos de los granos de arena saltantes que caen al suelo. El mecanismo es poco conocido, pero las partículas suelen tener una carga negativa cuando su diámetro es inferior a 250 μm y positiva cuando superan los 500 μm. [41] [42]

Desiertos importantes

Ver también: Lista de desiertos por área
Los desiertos no polares más grandes del mundo

Los desiertos ocupan aproximadamente un tercio de la superficie terrestre. [8] Las tierras bajas pueden ser llanuras cubiertas de sal . Los procesos eólicos son factores importantes en la configuración de los paisajes desérticos. Los desiertos polares (también vistos como "desiertos fríos") tienen características similares, excepto que la forma principal de precipitación es la nieve en lugar de la lluvia . La Antártida es el desierto frío más grande del mundo (compuesto de aproximadamente un 98% de capa de hielo continental de espesor y un 2% de roca estéril). Parte de la roca estéril se encuentra en los llamados Valles Secos de la Antártida que casi nunca reciben nieve, que pueden tener lagos salinos cubiertos de hielo.que sugieren una evaporación mucho mayor que las raras nevadas debido a los fuertes vientos catabáticos que incluso evaporan el hielo.

Los diez desiertos más grandes [43]
RangoDesiertoÁrea (km 2 )Área (sqmi)
1Desierto Antártico (Antártida)14.200.0005.500.000
2Desierto ártico (Ártico)13,900,0005.400.000
3Desierto del Sahara (África)9.100.0003,500,000
4Desierto de Arabia (Medio Oriente)2,600,0001.000.000
5Desierto de Gobi (Asia)1.300.000500.000
6Desierto Patagónico (Sudamérica)670.000260.000
7Gran desierto de Victoria (Australia)647.000250.000
8Desierto de Kalahari (África)570.000220.000
9Desierto de la Gran Cuenca (América del Norte)490 000190.000
10Desierto de Siria (Medio Oriente)490 000190.000

Los desiertos, tanto calientes como fríos, influyen en la moderación de la temperatura de la Tierra. Esto se debe a que reflejan más la luz entrante y su albedo es más alto que el de los bosques o el mar. [44]

Características

Vista aérea de Makhtesh Ramon , un circo de erosión de un tipo exclusivo del Negev

Mucha gente piensa que los desiertos consisten en extensas áreas de ondulantes dunas de arena porque esa es la forma en que a menudo se representan en la televisión y en las películas, [45] pero los desiertos no siempre se ven así. [46] En todo el mundo, alrededor del 20% del desierto es arena, variando desde solo el 2% en América del Norte hasta el 30% en Australia y más del 45% en Asia Central. [47] Cuando hay arena, normalmente se encuentra en grandes cantidades en forma de mantos de arena o extensas áreas de dunas . [47]

Una capa de arena es una extensión firme y casi nivelada de partículas parcialmente consolidadas en una capa que varía de unos pocos centímetros a unos pocos metros de espesor. La estructura de la lámina consiste en finas capas horizontales de limo grueso y arena de grano muy fino a medio, separadas por capas de arena gruesa y grava de un solo grano de espesor. Estas partículas más grandes anclan las otras partículas en su lugar y también pueden empaquetarse juntas en la superficie para formar un pavimento desértico en miniatura. [48]Se forman pequeñas ondas en la capa de arena cuando el viento supera los 24 km / h (15 mph). Se forman perpendiculares a la dirección del viento y se mueven gradualmente a través de la superficie a medida que el viento continúa soplando. La distancia entre sus crestas corresponde a la longitud media de los saltos que realizan las partículas durante la saltación. Las ondas son efímeras y un cambio en la dirección del viento hace que se reorganicen. [49]

Diagrama que muestra la formación de dunas de barchan, con el viento que sopla desde la izquierda

Las dunas de arena son acumulaciones de arena arrastrada por el viento amontonadas en montículos o crestas. Se forman a favor del viento de abundantes fuentes de arena seca y suelta y se producen cuando las condiciones topográficas y climáticas provocan la sedimentación de partículas en el aire. A medida que sopla el viento, la saltación y el arrastre se producen en el lado de barlovento de la duna y los granos individuales de arena se mueven cuesta arriba. Cuando llegan a la cresta, caen en cascada por el otro lado. La pendiente a barlovento suele tener una pendiente de 10 ° a 20 °, mientras que la pendiente de sotavento es de alrededor de 32 °, el ángulo en el que se deslizará la arena seca y suelta. A medida que tiene lugar este movimiento de granos de arena inducido por el viento, la duna se mueve lentamente a través de la superficie del suelo. [50] Las dunas son a veces solitarias, pero con mayor frecuencia se agrupan en campos de dunas. Cuando son extensos, se les conoce como mares de arena o ergios.. [51]

La forma de la duna depende de las características del viento predominante. Las dunas de Barchan son producidas por fuertes vientos que soplan sobre una superficie plana y tienen forma de media luna con el lado cóncavo alejado del viento. Cuando hay dos direcciones desde las que los vientos soplan regularmente, una serie de dunas largas y lineales conocidas como seifpueden formarse dunas. Estos también ocurren paralelos a un fuerte viento que sopla en una dirección general. Las dunas transversales corren en ángulo recto con la dirección del viento predominante. Las dunas estelares están formadas por vientos variables y tienen varias crestas y caras deslizantes que irradian desde un punto central. Tienden a crecer verticalmente; pueden alcanzar una altura de 500 m (1.600 pies), lo que las convierte en el tipo de duna más alta. Los montículos de arena redondeados sin una cara de deslizamiento son las raras dunas de cúpula, que se encuentran en los bordes de los mares de arena contra el viento. [51]

Campos de dunas de yeso, Parque Nacional White Sands , Nuevo México, Estados Unidos.

En los desiertos donde grandes cantidades de montañas de piedra caliza rodean una cuenca cerrada , como en el Parque Nacional White Sands en el centro-sur de Nuevo México , la escorrentía ocasional de tormentas transporta piedra caliza disuelta y yeso a una bandeja baja dentro de la cuenca donde el agua se evapora el yeso y formando cristales conocidos como selenita . Los cristales que deja este proceso son erosionados por el viento y depositados como vastos campos de dunas blancas que se asemejan a paisajes nevados. Estos tipos de dunas son raros y solo se forman en cuencas áridas cerradas que retienen el yeso altamente soluble que de otro modo sería arrastrado al mar. [52]

Pavimento del desierto azotado por el viento de piedras pequeñas, lisas y compactas en el desierto de Mojave

Una gran parte de la superficie de los desiertos del mundo consiste en llanuras planas cubiertas de piedra dominadas por la erosión eólica. En la "deflación eólica", el viento elimina continuamente el material de grano fino, que se convierte en arena arrastrada por el viento. Esto expone material de grano más grueso, principalmente guijarros con algunas piedras o guijarros más grandes , [36] [47] dejando un pavimento desértico , un área de tierra superpuesta por piedras lisas muy compactas que forman un mosaico.mosaico. Existen diferentes teorías sobre cómo se forma exactamente el pavimento. Puede ser que después de que la arena y el polvo sean arrastrados por el viento, las piedras se muevan en su lugar; Alternativamente, las piedras que anteriormente estaban bajo tierra pueden de alguna manera trabajar por sí mismas en la superficie. Se produce muy poca erosión adicional después de la formación de un pavimento, y el suelo se vuelve estable. La evaporación trae humedad a la superficie por acción capilar y las sales de calcio pueden precipitarse, uniendo las partículas para formar un conglomerado desértico . [53] Con el tiempo, las bacterias que viven en la superficie de las piedras acumulan una película de minerales y partículas de arcilla, formando una capa marrón brillante conocida como barniz del desierto . [54]

Otros desiertos no arenosos consisten en afloramientos expuestos de lecho rocoso , suelos secos o aridisoles y una variedad de accidentes geográficos afectados por corrientes de agua , como abanicos aluviales , sumideros o playas , lagos temporales o permanentes y oasis. [47] Una hamada es un tipo de paisaje desértico que consiste en una alta meseta rocosa donde la arena ha sido removida por procesos eólicos.. Otros accidentes geográficos incluyen llanuras cubiertas en gran parte por gravas y cantos rodados angulares, de los cuales el viento ha arrancado las partículas más finas. Estos se llaman "reg" en el Sahara occidental, "serir" en el Sahara oriental, "llanuras gibber" en Australia y "saï" en Asia central. [55] La meseta de Tassili en Argelia es un impresionante revoltijo de afloramientos de arenisca erosionada, cañones, bloques, pináculos, fisuras, losas y barrancos. En algunos lugares, el viento ha tallado agujeros o arcos, y en otros, ha creado pilares en forma de hongo más estrechos en la base que en la parte superior. [56] En la meseta de Colorado , el agua ha sido la fuerza de erosión predominante. Aquí, ríos como el Colorado, se han abierto paso a lo largo de milenios a través del alto suelo del desierto, creando cañones de más de una milla (6.000 pies o 1.800 metros) de profundidad en algunos lugares, exponiendo estratos que tienen más de dos mil millones de años. [57]

Agua

Atacama , el desierto no polar más seco del mundo, parte de la árida Diagonal de América del Sur.

Uno de los lugares más secos de la Tierra es el desierto de Atacama . [58] [59] [60] [61] [62] Está prácticamente desprovisto de vida porque la Cordillera de los Andes al este y la Cordillera de la Costa de Chile al oeste le impiden recibir precipitaciones . La fría Corriente de Humboldt y el anticiclón del Pacífico son fundamentales para mantener el clima seco de Atacama. La precipitación promedio en la región chilena de Antofagastaes de solo 1 mm (0,039 pulgadas) por año. Algunas estaciones meteorológicas en Atacama nunca han recibido lluvia. La evidencia sugiere que Atacama puede no haber tenido ninguna precipitación significativa entre 1570 y 1971. Es tan árido que las montañas que alcanzan los 6,885 m (22,589 pies) están completamente libres de glaciares y, en la parte sur de 25 ° S a 27 ° S, puede haber estado libre de glaciares en todo el Cuaternario , aunque el permafrost se extiende hasta una altitud de 4.400 m (14.400 pies) y es continuo por encima de 5.600 m (18.400 pies). [63] [64] Sin embargo, hay algo de vida vegetal en Atacama, en forma de plantas especializadas que obtienen la humedad del rocío y las nieblas que soplan desde el Pacífico. [58]

Inundación repentina en el Gobi

Cuando llueve en los desiertos, como ocurre ocasionalmente, suele ser con gran violencia. La superficie del desierto es evidencia de esto con canales de arroyos secos conocidos como arroyos o wadis que serpentean a través de su superficie. Estos pueden experimentar inundaciones repentinas , convirtiéndose en torrentes furiosos con sorprendente rapidez después de una tormenta que puede estar a muchos kilómetros de distancia. La mayoría de los desiertos se encuentran en cuencas sin drenaje al mar, pero algunos son atravesados ​​por ríos exóticos que nacen en cadenas montañosas u otras áreas de alta precipitación más allá de sus fronteras. El río Nilo , el río Colorado y el río Amarillohacen esto, perdiendo gran parte de su agua por evaporación a medida que atraviesan el desierto y aumentando los niveles de agua subterránea cercana. También puede haber fuentes de agua subterráneas en los desiertos en forma de manantiales , acuíferos , ríos o lagos subterráneos. Donde estos se encuentran cerca de la superficie, se pueden cavar pozos y se pueden formar oasis donde la vida vegetal y animal puede florecer. [47] El sistema acuífero de arenisca de Nubia bajo el desierto del Sahara es la mayor acumulación conocida de agua fósil . El gran río artificial es un plan lanzado por Muammar Gadaffi de Libia para aprovechar este acuífero y suministrar agua a las ciudades costeras.[65] El oasis de Kharga en Egipto tiene 150 km (93 millas) de largo y es el oasis más grande del desierto de Libia. Un lago ocupó esta depresión en la antigüedad y resultaron gruesos depósitos de arcilla arenosa. Se cavan pozos para extraer agua de la piedra arenisca porosa que se encuentra debajo. [66] Pueden producirse filtraciones en las paredes de los cañones y los charcos pueden sobrevivir en la sombra profunda cerca del curso de agua seco que se encuentra debajo. [67]

Los lagos pueden formarse en cuencas donde hay suficiente precipitación o agua de deshielo de los glaciares de arriba. Por lo general, son poco profundos y salinos, y el viento que sopla sobre su superficie puede causar estrés, moviendo el agua sobre áreas bajas cercanas. Cuando los lagos se secan, dejan una costra o capa dura . Esta zona de arcilla, limo o arena depositada se conoce como playa . Los desiertos de América del Norte tienen más de cien playas, muchas de ellas reliquias del lago Bonneville que cubrieron partes de Utah, Nevada e Idaho durante la última edad de hielo, cuando el clima era más frío y húmedo. [68] Estos incluyen el Gran Lago Salado , Lago Utah ,Sevier Lake y muchos lechos de lagos secos. Las superficies lisas y planas de las playas se han utilizado para intentar récords de velocidad de vehículos en Black Rock Desert y Bonneville Speedway y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos usa Rogers Dry Lake en el desierto de Mojave como pistas de aterrizaje para aviones y transbordadores espaciales . [47]

Ecología y biogeografía

Los desiertos y semidesiertos albergan ecosistemas con biomasa baja o muy baja y productividad primaria en climas áridos o semiáridos. Se encuentran principalmente en cinturones subtropicales de alta presión y en las principales sombras de lluvia continental . La productividad primaria depende de densidades bajas de pequeños fotoautótrofos que sostienen una red trófica dispersa . El crecimiento de las plantas está limitado por las lluvias, temperaturas extremas y vientos desecantes. Los desiertos tienen una fuerte variabilidad temporal en la disponibilidad de recursos debido a la cantidad total de lluvia anual y al tamaño de los eventos de lluvia individuales. Los recursos son a menudo efímeros o episódicos, y esto desencadena movimientos esporádicos de animales y dinámicas de ecosistemas de "pulso y reserva" o "auge-caída". La erosión y la sedimentación son altas debido a la escasa cobertura vegetal y las actividades de los grandes mamíferos y las personas. Las plantas y los animales de los desiertos se adaptan en su mayoría a déficits hídricos extremos y prolongados , pero su fenología reproductiva suele responder a breves episodios de excedentes. Las interacciones competitivas son débiles. [69]

Flora

Xerófitos : cactus cardón en el desierto de Baja California, región de Cataviña, México

Las plantas enfrentan severos desafíos en ambientes áridos. Los problemas que deben resolver incluyen cómo obtener suficiente agua, cómo evitar que se los coman y cómo reproducirse. La fotosíntesis es la clave para el crecimiento de las plantas. Solo puede tener lugar durante el día ya que se requiere energía del sol, pero durante el día, muchos desiertos se vuelven muy calurosos. Abrir los estomas para permitir la entrada del dióxido de carbono necesario para el proceso provoca la evapotranspiración , y la conservación del agua es una de las principales prioridades de la vegetación del desierto. Algunas plantas han resuelto este problema adoptando el metabolismo del ácido crasuláceo , lo que les permite abrir sus estomas durante la noche para permitir que entre el CO 2 y cerrarlos durante el día.[70] o utilizando fijación de carbono C4 . [71]

Muchas plantas del desierto han reducido el tamaño de sus hojas o las han abandonado por completo. Los cactus son especialistas del desierto y, en la mayoría de las especies, se ha prescindido de las hojas y se ha desplazado la clorofila a los troncos, cuya estructura celular se ha modificado para permitirles almacenar agua. Cuando llueve, el agua es rápidamente absorbida por las raíces poco profundas y retenida para permitirles sobrevivir hasta el próximo aguacero, que puede tardar meses o años. [72] Los cactus saguaro gigantes del desierto de Sonora forman "bosques", proporcionando sombra para otras plantas y lugares de anidación para las aves del desierto. Saguaro crece lentamente pero puede vivir hasta doscientos años. La superficie del tronco está doblada como una concertina., lo que le permite expandirse, y una muestra grande puede contener ocho toneladas de agua después de un buen aguacero. [72]

Los cactus están presentes en América del Norte y del Sur con un origen posterior a Gondwana. Otras plantas xerófitas han desarrollado estrategias similares mediante un proceso conocido como evolución convergente . [73] Limitan la pérdida de agua al reducir el tamaño y la cantidad de estomas, al tener capas cerosas y hojas peludas o diminutas. Algunos son de hoja caduca, mudan sus hojas en la estación más seca y otros rizan sus hojas para reducir la transpiración. Otros almacenan agua en hojas o tallos suculentos o en tubérculos carnosos. Las plantas del desierto maximizan la absorción de agua al tener raíces poco profundas que se extienden ampliamente, o al desarrollar largas raíces que llegan hasta los estratos rocosos profundos para obtener agua subterránea. [74] El saltbushen Australia tiene hojas suculentas y segrega cristales de sal, lo que le permite vivir en zonas salinas. [74] [75] Al igual que los cactus, muchos han desarrollado espinas para protegerse de los animales que ramonean. [72]

El árbol de la espina de camello ( Acacia erioloba ) en el desierto de Namib casi no tiene hojas en los períodos secos.

Algunas plantas del desierto producen semillas que permanecen latentes en el suelo hasta que las lluvias las provocan. Con las anuales , estas plantas crecen con gran rapidez y pueden florecer y dar semillas en unas semanas, con el objetivo de completar su desarrollo antes de que se seque el último vestigio de agua. Para las plantas perennes, es más probable que la reproducción sea exitosa si la semilla germina en una posición sombreada, pero no tan cerca de la planta madre como para competir con ella. Algunas semillas no germinarán hasta que hayan sido esparcidas por el suelo del desierto para escarificar la cubierta de la semilla. La semilla del árbol de mezquite , que crece en los desiertos de América, es dura y no brota incluso cuando se planta con cuidado. Cuando ha pasado por el intestino de unberrendo germina fácilmente, y la pequeña pila de estiércol húmedo proporciona un excelente comienzo para la vida lejos del árbol padre. [72] Los tallos y hojas de algunas plantas reducen la velocidad superficial de los vientos que transportan arena y protegen el suelo de la erosión. Incluso los hongos pequeños y los organismos vegetales microscópicos que se encuentran en la superficie del suelo (el llamado suelo criptobiótico ) pueden ser un vínculo vital para prevenir la erosión y brindar apoyo a otros organismos vivos. Los desiertos fríos suelen tener altas concentraciones de sal en el suelo. Los pastos y los arbustos bajos son la vegetación dominante aquí y el suelo puede estar cubierto de líquenes . La mayoría de los arbustos tienen hojas espinosas y las sueltan en la parte más fría del año. [76]

Fauna

Artículo principal: Xerocole

Los animales adaptados para vivir en los desiertos se llaman xerocoles . No hay evidencia de que la temperatura corporal de los mamíferos y las aves se adapte a los diferentes climas, ya sea de mucho calor o de frío. De hecho, con muy pocas excepciones, su tasa metabólica basal está determinada por el tamaño corporal, independientemente del clima en el que viven. [77] Muchos animales (y plantas) del desierto muestran adaptaciones evolutivas especialmente claras para la conservación del agua o la tolerancia al calor, por lo que a menudo se estudian en fisiología comparada , ecofisiología y fisiología evolutiva . Un ejemplo bien estudiado son las especializaciones de riñones de mamíferos que muestran las especies que habitan en el desierto. [78] Many examples of convergent evolution have been identified in desert organisms, including between cacti and Euphorbia, kangaroo rats and jerboas, Phrynosoma and Moloch lizards.[79]

The cream-colored courser, Cursorius cursor, is a well-camouflaged desert resident with its dusty coloration, countershading, and disruptive head markings.

Deserts present a very challenging environment for animals. Not only do they require food and water but they also need to keep their body temperature at a tolerable level. In many ways, birds are the ablest to do this of the higher animals. They can move to areas of greater food availability as the desert blooms after local rainfall and can fly to faraway waterholes. In hot deserts, gliding birds can remove themselves from the over-heated desert floor by using thermals to soar in the cooler air at great heights. In order to conserve energy, other desert birds run rather than fly. The cream-colored courser flits gracefully across the ground on its long legs, stopping periodically to snatch up insects. Like other desert birds, it is well-camouflaged by its coloring and can merge into the landscape when stationary. The sandgrouse is an expert at this and nests on the open desert floor dozens of kilometers (miles) away from the waterhole it needs to visit daily. Some small diurnal birds are found in very restricted localities where their plumage matches the color of the underlying surface. The desert lark takes frequent dust baths which ensures that it matches its environment.[80]

Water and carbon dioxide are metabolic end products of oxidation of fats, proteins, and carbohydrates.[81] Oxidising a gram of carbohydrate produces 0.60 grams of water; a gram of protein produces 0.41 grams of water; and a gram of fat produces 1.07 grams of water,[82] making it possible for xerocoles to live with little or no access to drinking water.[83] The kangaroo rat for example makes use of this water of metabolism and conserves water both by having a low basal metabolic rate and by remaining underground during the heat of the day,[84] reducing loss of water through its skin and respiratory system when at rest.[83][85] Herbivorous mammals obtain moisture from the plants they eat. Species such as the addax antelope,[86] dik-dik, Grant's gazelle and oryx are so efficient at doing this that they apparently never need to drink.[87] The camel is a superb example of a mammal adapted to desert life. It minimizes its water loss by producing concentrated urine and dry dung, and is able to lose 40% of its body weight through water loss without dying of dehydration.[88] Carnivores can obtain much of their water needs from the body fluids of their prey.[89] Many other hot desert animals are nocturnal, seeking out shade during the day or dwelling underground in burrows. At depths of more than 50 cm (20 in), these remain at between 30 to 32 °C (86 to 90 °F) regardless of the external temperature.[89] Jerboas, desert rats, kangaroo rats and other small rodents emerge from their burrows at night and so do the foxes, coyotes, jackals and snakes that prey on them. Kangaroos keep cool by increasing their respiration rate, panting, sweating and moistening the skin of their forelegs with saliva.[90] Mammals living in cold deserts have developed greater insulation through warmer body fur and insulating layers of fat beneath the skin. The arctic weasel has a metabolic rate that is two or three times as high as would be expected for an animal of its size. Birds have avoided the problem of losing heat through their feet by not attempting to maintain them at the same temperature as the rest of their bodies, a form of adaptive insulation.[77] The emperor penguin has dense plumage, a downy under layer, an air insulation layer next to the skin and various thermoregulatory strategies to maintain its body temperature in one of the harshest environments on Earth.[91]

The desert iguana (Dipsosaurus dorsalis) is well-adapted to desert life.

Being ectotherms, reptiles are unable to live in cold deserts but are well-suited to hot ones. In the heat of the day in the Sahara, the temperature can rise to 50 °C (122 °F). Reptiles cannot survive at this temperature and lizards will be prostrated by heat at 45 °C (113 °F). They have few adaptations to desert life and are unable to cool themselves by sweating so they shelter during the heat of the day. In the first part of the night, as the ground radiates the heat absorbed during the day, they emerge and search for prey. Lizards and snakes are the most numerous in arid regions and certain snakes have developed a novel method of locomotion that enables them to move sidewards and navigate high sand-dunes. These include the horned viper of Africa and the sidewinder of North America, evolutionarily distinct but with similar behavioural patterns because of convergent evolution. Many desert reptiles are ambush predators and often bury themselves in the sand, waiting for prey to come within range.[92]

Amphibians might seem unlikely desert-dwellers, because of their need to keep their skins moist and their dependence on water for reproductive purposes. In fact, the few species that are found in this habitat have made some remarkable adaptations. Most of them are fossorial, spending the hot dry months aestivating in deep burrows. While there they shed their skins a number of times and retain the remnants around them as a waterproof cocoon to retain moisture. In the Sonoran Desert, Couch's spadefoot toad spends most of the year dormant in its burrow. Heavy rain is the trigger for emergence and the first male to find a suitable pool calls to attract others. Eggs are laid and the tadpoles grow rapidly as they must reach metamorphosis before the water evaporates. As the desert dries out, the adult toads rebury themselves. The juveniles stay on the surface for a while, feeding and growing, but soon dig themselves burrows. Few make it to adulthood.[93] The water holding frog in Australia has a similar life cycle and may aestivate for as long as five years if no rain falls.[94] The Desert rain frog of Namibia is nocturnal and survives because of the damp sea fogs that roll in from the Atlantic.[95]

Tadpole shrimp survive dry periods as eggs, which rapidly hatch and develop after rain.

Invertebrates, particularly arthropods, have successfully made their homes in the desert. Flies, beetles, ants, termites, locusts, millipedes, scorpions and spiders[96] have hard cuticles which are impervious to water and many of them lay their eggs underground and their young develop away from the temperature extremes at the surface.[97] The Saharan silver ant (Cataglyphis bombycina) uses a heat shock protein in a novel way and forages in the open during brief forays in the heat of the day.[98] The long-legged darkling beetle in Namibia stands on its front legs and raises its carapace to catch the morning mist as condensate, funnelling the water into its mouth.[99] Some arthropods make use of the ephemeral pools that form after rain and complete their life cycle in a matter of days. The desert shrimp does this, appearing "miraculously" in new-formed puddles as the dormant eggs hatch. Others, such as brine shrimps, fairy shrimps and tadpole shrimps, are cryptobiotic and can lose up to 92% of their bodyweight, rehydrating as soon as it rains and their temporary pools reappear.[100]

Human relations

Humans have long made use of deserts as places to live,[101] and more recently have started to exploit them for minerals[102] and energy capture.[103] Deserts play a significant role in human culture with an extensive literature.[104]

History

Shepherd near Marrakech leading his flock to new pasture
Middle Paleolithic hunter-gatherers in a desert environment, south of Iran

People have been living in deserts for millennia. Many, such as the Bushmen in the Kalahari, the Aborigines in Australia and various tribes of North American Indians, were originally hunter-gatherers. They developed skills in the manufacture and use of weapons, animal tracking, finding water, foraging for edible plants and using the things they found in their natural environment to supply their everyday needs. Their self-sufficient skills and knowledge were passed down through the generations by word of mouth.[101] Other cultures developed a nomadic way of life as herders of sheep, goats, cattle, camels, yaks, llamas or reindeer. They travelled over large areas with their herds, moving to new pastures as seasonal and erratic rainfall encouraged new plant growth. They took with them their tents made of cloth or skins draped over poles and their diet included milk, blood and sometimes meat.[105]

Salt caravan travelling between Agadez and the Bilma salt mines

The desert nomads were also traders. The Sahara is a very large expanse of land stretching from the Atlantic rim to Egypt. Trade routes were developed linking the Sahel in the south with the fertile Mediterranean region to the north and large numbers of camels were used to carry valuable goods across the desert interior. The Tuareg were traders and the goods transported traditionally included slaves, ivory and gold going northwards and salt going southwards. Berbers with knowledge of the region were employed to guide the caravans between the various oases and wells.[106] Several million slaves may have been taken northwards across the Sahara between the 8th and 18th centuries.[107] Traditional means of overland transport declined with the advent of motor vehicles, shipping and air freight, but caravans still travel along routes between Agadez and Bilma and between Timbuktu and Taoudenni carrying salt from the interior to desert-edge communities.[108]

Round the rims of deserts, where more precipitation occurred and conditions were more suitable, some groups took to cultivating crops. This may have happened when drought caused the death of herd animals, forcing herdsmen to turn to cultivation. With few inputs, they were at the mercy of the weather and may have lived at bare subsistence level. The land they cultivated reduced the area available to nomadic herders, causing disputes over land. The semi-arid fringes of the desert have fragile soils which are at risk of erosion when exposed, as happened in the American Dust Bowl in the 1930s. The grasses that held the soil in place were ploughed under, and a series of dry years caused crop failures, while enormous dust storms blew the topsoil away. Half a million Americans were forced to leave their land in this catastrophe.[109]

Similar damage is being done today to the semi-arid areas that rim deserts and about twelve million hectares of land are being turned to desert each year.[110] Desertification is caused by such factors as drought, climatic shifts, tillage for agriculture, overgrazing and deforestation. Vegetation plays a major role in determining the composition of the soil. In many environments, the rate of erosion and run off increases dramatically with reduced vegetation cover.[111]

Natural resource extraction

A mining plant near Jodhpur, India

Deserts contain substantial mineral resources, sometimes over their entire surface, giving them their characteristic colors. For example, the red of many sand deserts comes from laterite minerals.[112] Geological processes in a desert climate can concentrate minerals into valuable deposits. Leaching by ground water can extract ore minerals and redeposit them, according to the water table, in concentrated form.[102] Similarly, evaporation tends to concentrate minerals in desert lakes, creating dry lake beds or playas rich in minerals. Evaporation can concentrate minerals as a variety of evaporite deposits, including gypsum, sodium nitrate, sodium chloride and borates.[102] Evaporites are found in the USA's Great Basin Desert, historically exploited by the "20-mule teams" pulling carts of borax from Death Valley to the nearest railway.[102] A desert especially rich in mineral salts is the Atacama Desert, Chile, where sodium nitrate has been mined for explosives and fertilizer since around 1850.[102] Other desert minerals are copper from Chile, Peru, and Iran, and iron and uranium in Australia. Many other metals, salts and commercially valuable types of rock such as pumice are extracted from deserts around the world.[102]

Oil and gas form on the bottom of shallow seas when micro-organisms decompose under anoxic conditions and later become covered with sediment. Many deserts were at one time the sites of shallow seas and others have had underlying hydrocarbon deposits transported to them by the movement of tectonic plates.[113]Some major oilfields such as Ghawar are found under the sands of Saudi Arabia.[102] Geologists believe that other oil deposits were formed by aeolian processes in ancient deserts as may be the case with some of the major American oil fields.[102]

Farming

Main article: Desert farming
Mosaic of fields in Imperial Valley

Traditional desert farming systems have long been established in North Africa, irrigation being the key to success in an area where water stress is a limiting factor to growth. Techniques that can be used include drip irrigation, the use of organic residues or animal manures as fertilisers and other traditional agricultural management practices. Once fertility has been built up, further crop production preserves the soil from destruction by wind and other forms of erosion.[114] It has been found that plant growth-promoting bacteria play a role in increasing the resistance of plants to stress conditions and these rhizobacterial suspensions could be inoculated into the soil in the vicinity of the plants. A study of these microbes found that desert farming hampers desertification by establishing islands of fertility allowing farmers to achieve increased yields despite the adverse environmental conditions.[114] A field trial in the Sonoran Desert which exposed the roots of different species of tree to rhizobacteria and the nitrogen fixing bacterium Azospirillum brasilense with the aim of restoring degraded lands was only partially successful.[114]

The Judean Desert was farmed in the 7th century BC during the Iron Age to supply food for desert forts.[115] Native Americans in the south western United States became agriculturalists around 600 AD when seeds and technologies became available from Mexico. They used terracing techniques and grew gardens beside seeps, in moist areas at the foot of dunes, near streams providing flood irrigation and in areas irrigated by extensive specially built canals. The Hohokam tribe constructed over 500 miles (800 km) of large canals and maintained them for centuries, an impressive feat of engineering. They grew maize, beans, squash and peppers.[116]

A modern example of desert farming is the Imperial Valley in California, which has high temperatures and average rainfall of just 3 in (76 mm) per year.[117] The economy is heavily based on agriculture and the land is irrigated through a network of canals and pipelines sourced entirely from the Colorado River via the All-American Canal. The soil is deep and fertile, being part of the river's flood plains, and what would otherwise have been desert has been transformed into one of the most productive farming regions in California. Other water from the river is piped to urban communities but all this has been at the expense of the river, which below the extraction sites no longer has any above-ground flow during most of the year. Another problem of growing crops in this way is the build-up of salinity in the soil caused by the evaporation of river water.[118] The greening of the desert remains an aspiration and was at one time viewed as a future means for increasing food production for the world's growing population. This prospect has proved false as it disregarded the environmental damage caused elsewhere by the diversion of water for desert project irrigation.[119]

Solar energy capture

Desertec proposed using the Saharan and Arabian deserts to produce solar energy to power Europe and the Middle East.

Deserts are increasingly seen as sources for solar energy, partly due to low amounts of cloud cover. Many solar power plants have been built in the Mojave Desert such as the Solar Energy Generating Systems and Ivanpah Solar Power Facility.[120] Large swaths of this desert are covered in mirrors.[121]

The potential for generating solar energy from the Sahara Desert is huge, the highest found on the globe. Professor David Faiman of Ben-Gurion University has stated that the technology now exists to supply all of the world's electricity needs from 10% of the Sahara Desert.[122] Desertec Industrial Initiative was a consortium seeking $560 billion to invest in North African solar and wind installations over the next forty years to supply electricity to Europe via cable lines running under the Mediterranean Sea. European interest in the Sahara Desert stems from its two aspects: the almost continual daytime sunshine and plenty of unused land. The Sahara receives more sunshine per acre than any part of Europe. The Sahara Desert also has the empty space totalling hundreds of square miles required to house fields of mirrors for solar plants.[123]

The Negev Desert, Israel, and the surrounding area, including the Arava Valley, receive plenty of sunshine and are generally not arable. This has resulted in the construction of many solar plants.[103] David Faiman has proposed that "giant" solar plants in the Negev could supply all of Israel's needs for electricity.[122]

Warfare

Main article: Desert warfare
War in the desert: Battle of El Alamein, 1942

The Arabs were probably the first organized force to conduct successful battles in the desert. By knowing back routes and the locations of oases and by utilizing camels, Muslim Arab forces were able to successfully overcome both Roman and Persian forces in the period 600 to 700 AD during the expansion of the Islamic caliphate.[124]

Many centuries later, both world wars saw fighting in the desert. In the First World War, the Ottoman Turks were engaged with the British regular army in a campaign that spanned the Arabian peninsula. The Turks were defeated by the British, who had the backing of irregular Arab forces that were seeking to revolt against the Turks in the Hejaz, made famous in T.E. Lawrence's book Seven Pillars of Wisdom.[125][126]

In the Second World War, the Western Desert Campaign began in Italian Libya. Warfare in the desert offered great scope for tacticians to use the large open spaces without the distractions of casualties among civilian populations. Tanks and armoured vehicles were able to travel large distances unimpeded and land mines were laid in large numbers. However, the size and harshness of the terrain meant that all supplies needed to be brought in from great distances. The victors in a battle would advance and their supply chain would necessarily become longer, while the defeated army could retreat, regroup and resupply. For these reasons, the front line moved back and forth through hundreds of kilometers as each side lost and regained momentum.[127] Its most easterly point was at El Alamein in Egypt, where the Allies decisively defeated the Axis forces in 1942.[128]

In culture

Marco Polo arriving in a desert land with camels. 14th-century miniature from Il milione.

The desert is generally thought of as a barren and empty landscape. It has been portrayed by writers, film-makers, philosophers, artists and critics as a place of extremes, a metaphor for anything from death, war or religion to the primitive past or the desolate future.[129]

There is an extensive literature on the subject of deserts.[104] An early historical account is that of Marco Polo (c. 1254–1324), who travelled through Central Asia to China, crossing a number of deserts in his twenty four year trek.[130] Some accounts give vivid descriptions of desert conditions, though often accounts of journeys across deserts are interwoven with reflection, as is the case in Charles Montagu Doughty's major work, Travels in Arabia Deserta (1888).[131] Antoine de Saint-Exupéry described both his flying and the desert in Wind, Sand and Stars[132] and Gertrude Bell travelled extensively in the Arabian desert in the early part of the 20th century, becoming an expert on the subject, writing books and advising the British government on dealing with the Arabs.[133] Another woman explorer was Freya Stark who travelled alone in the Middle East, visiting Turkey, Arabia, Yemen, Syria, Persia and Afghanistan, writing over twenty books on her experiences.[134] The German naturalist Uwe George spent several years living in deserts, recording his experiences and research in his book, In the Deserts of this Earth.[135]

The American poet Robert Frost expressed his bleak thoughts in his poem, Desert Places, which ends with the stanza "They cannot scare me with their empty spaces / Between stars – on stars where no human race is. / I have it in me so much nearer home / To scare myself with my own desert places."[136]

Deserts on other planets

Main article: Desert planets
View of the Martian desert seen by the probe Spirit in 2004.

Mars is the only other planet in the Solar System besides Earth on which deserts have been identified.[137] Despite its low surface atmospheric pressure (only 1/100 of that of the Earth), the patterns of atmospheric circulation on Mars have formed a sea of circumpolar sand more than 5 million km2 (1.9 million sq mi) in the area, larger than most deserts on Earth. The Martian deserts principally consist of dunes in the form of half-moons in flat areas near the permanent polar ice caps in the north of the planet. The smaller dune fields occupy the bottom of many of the craters situated in the Martian polar regions.[138] Examination of the surface of rocks by laser beamed from the Mars Exploration Rover have shown a surface film that resembles the desert varnish found on Earth although it might just be surface dust.[139] The surface of Titan, a moon of Saturn, also has a desert-like surface with dune seas.[140]

See also

  • Aridification
  • Arid Lands Information Network
  • Desert greening
  • Desertification
  • Deserts of Australia
  • International Center for Agricultural Research in the Dry Areas
  • List of deserts
  • List of deserts by area
  • List of North American deserts
  • Sediment precipitation
  • Semi-arid climate

References

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Further reading

  • Bagnold, Ralph A. (1941). "The physics of blown sand and desert dunes". Nature. 148 (3756): 480–481. Bibcode:1941Natur.148..480H. doi:10.1038/148480a0. S2CID 38251361.
  • Macmahon, James (1988). Deserts. National Audubon Society nature guides. Random House / Chanticleer Press. ISBN 978-0-394-73139-1.

External links

  • "Global Deserts Outlook". United Nations Environment Programme (UNEP). 2006. Archived from the original on 2006-06-16., a report in the Global Environment Outlook (GEO) series.
    • Global Deserts Outlook in PDF at the Library of Congress Web Archives (archived June 16, 2006)
    • Map with biodiversity scenarios for desert areas, from the Global Deserts Outlook.