砂丘

アラブ首長国連邦、リワオアシスの東にある空の四分の一の砂丘

砂丘は、風や水によって運ばれた砂でできた地形です。典型的には、塚、尾根、丘の形をとります。[ 1 ]砂丘のある地域は、砂丘システム[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]または砂丘複合体と呼ばれます。[ 6 ]大きな砂丘複合体は砂丘原[ 7 ]と呼ばれ、風で吹き飛ばされた砂や砂丘で覆われ、植生がほとんどまたは全くない広く平坦な地域は、エルグまたは砂海と呼ばれます。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]砂丘にはさまざまな形や大きさがありますが、ほとんどの種類の砂丘は、砂が砂丘に押し上げられるストス（上昇流）側が長く、風下側の滑り面が短くなっています。 [ 11 ]砂丘間の谷または窪地は、砂丘スラックと呼ばれます。[ 12 ]

砂丘は砂漠環境で最もよく見られます。砂漠環境では水分の不足により、砂丘の発達を妨げる植物の生育が阻害されます。しかし、砂の堆積は砂漠に限られるわけではなく、海岸沿い、半乾燥気候の河川沿い、氷河流出地域、そして固結の弱い砂岩の基盤岩が崩壊して豊富な砂が生成される地域にも砂丘は見られます。 [ 13 ]水中砂丘は、河口、海底、砂または砂利床における水の流れ（河川作用）の作用によって形成されます。[ 14 ] [ 15 ]

沿岸地域には、海岸線と平行に、ビーチから直接内陸に向かって走る砂丘が1つ以上あります。ほとんどの場合、砂丘は海からの高波による土地の荒廃を防ぐ上で重要な役割を果たします。[ 16 ]沿岸地域を守るために人工砂丘が建設されることもあります。[ 17 ] [ 18 ]風と水の力学的な作用により砂丘が漂流することがあり、深刻な結果をもたらす可能性があります。例えば、西オーストラリア州のユークラという町は、砂丘の漂流のために1890年代に移転を余儀なくされました。[ 19 ]

現代の「dune」という単語は1790年頃にフランス語から英語に入りましたが[ 20 ] 、フランス語は中世オランダ語のdūneに由来しています。[ 14 ]

形成

砂が砂にぶつかると砂はくっつきやすく、より安定した表面にぶつかると砂は跳ね返りやすくなります（跳躍）。このフィードバックループを悪化させることで、砂丘への砂の堆積が促進されます。

リップル、デューン、ドラア[ 21 ]の間には、普遍的に明確な区別は存在しません。これらはすべて同じ種類の物質の堆積物です。デューンは通常、高さ7cm以上でリップルを含むものと定義され、リップルは高さ3cm未満の堆積物です。[ 22 ]ドラアは非常に大きな風成地形で、長さは数km、高さは数十から数百メートルに及び、砂丘が重なり合うこともあります。[ 23 ]

砂丘は砂粒の大きさの粒子で形成され、石英、炭酸カルシウム、雪、石膏、その他の物質から構成されています。砂丘の風上側（上流側）はストス側、流下側は風下側と呼ばれます。砂はストス側で押し上げられ（クリープ）、または跳ね上がり（跳躍）、風下側を滑り落ちます。砂丘の砂が滑り落ちた側は、滑り面（またはスリップフェイス）と呼ばれます。

バグノルドの式は粒子が輸送される速度を与えます。

風成砂丘

風成砂丘の形状

砂丘には、三日月状、線状、星状、ドーム状、放物線の5つの基本的なタイプが知られています。砂丘地域は、単純砂丘（基本タイプの孤立した砂丘）、複合砂丘（同じタイプの小さな砂丘の上に大きな砂丘が形成）、複雑砂丘（異なるタイプの砂丘が組み合わさったもの）の3つの形態で発生します。[ 24 ]

バルハンまたは三日月形

火星の表面に孤立したバルハン砂丘。主な風向は左から右へ。

バルハン砂丘は三日月形の丘で、一般的に幅が長さよりも大きい。風下側の滑り面は砂丘の凹面にある。これらの砂丘は、一定方向から吹く風（単峰性風）の下で形成される。[ 25 ]砂の供給量が比較的少ない場合、それらは独立した三日月形を形成する。砂の供給量が多い場合、それらはバルハン砂丘の尾根に合流し、さらに横断砂丘となる（下記参照）。[ 26 ]

三日月状砂丘の中には、他の種類の砂丘よりも砂漠の表面を速く移動するものがあります。1954年から1959年にかけて、中国寧夏省では、年間100メートル以上移動した砂丘群があり、エジプト西部砂漠でも同様の速度が記録されています。地球上で最大の三日月状砂丘は、平均で3キロメートルを超える山頂間幅を有し、中国のタクラマカン砂漠にあります。[ 24 ]

横断砂丘

豊富なバルハン砂丘はバルハン状尾根に合流し、さらに線状（またはわずかに曲がりくねった）の横向き砂丘へと変化します。横向き砂丘は風が尾根の頂上に対して垂直に吹くため、風向に対して横向き、または斜めに横たわっているため、このように呼ばれます。[ 26 ] [ 25 ]

セイフまたは縦断的な砂丘

セイフ砂丘は、2つの滑り面を持つ直線状（またはわずかに湾曲した）砂丘です。砂丘は概ね互いに平行に並んでいます[ 26 ] [ 25 ]。2つの滑り面を持つため、砂丘は鋭い稜線をしています。アラビア語で「剣」を意味するセイフ砂丘と呼ばれています。長さは160キロメートル（100マイル）を超えることもあり、衛星画像で容易に確認できます（図を参照）。

セイフ砂丘は双方向の風と関連しています。これらの砂丘の長軸と尾根は、砂の移動方向に沿って伸びています（そのため「縦方向」と呼ばれます）。[ 27 ]一部の線状砂丘は合流してY字型の複合砂丘を形成します。[ 24 ]

形成過程については議論がある。ラルフ・バグノルドは『飛砂と砂漠の砂丘の物理学』の中で、セイフ砂丘はバルハン砂丘が双方向の風向を持つようになり、三日月形の片方の腕または翼が伸長することで形成されると示唆している。一方、セイフ砂丘は一方向の風の渦によって形成されると主張する者もいる。[ 26 ]高度に発達したセイフ砂丘の間にある保護された谷では、砂丘によって風向が一方向に制限されるため、バルハン砂丘が形成される可能性がある。

  • テラ（EOS AM-1）が撮影したルブ・アル・ハリ（アラビアの空白地帯）砂丘。これらの砂丘のほとんどはセイフ砂丘です。多くの砂丘に見られるずんぐりとした「フック」状の残存構造から、バルハン砂丘に起源を持つと考えられます。風は左から右へ吹くと考えられます。
    テラ（EOS AM-1）が撮影したルブ・アル・ハリ（アラビアの空白地帯）砂丘。これらの砂丘のほとんどはセイフ砂丘です。多くの砂丘に見られるずんぐりとした「フック」状の残存構造から、バルハン砂丘に起源を持つと考えられます。風は左から右へ吹くと考えられます。
  • 国際宇宙ステーションから見た、エジプト南西部のグレートサンドシーにある大きな線状セイフ砂丘。各砂丘間の距離は1.5～2.5kmです。
    国際宇宙ステーションから見た、エジプト南西部のグレートサンドシーにある大きな線状セイフ砂丘。各砂丘間の距離は1.5～2.5kmです。
  • セイフ砂丘形成の平均方向縦断モデル
    セイフ砂丘形成の平均方向縦断モデル
  • 頂上を横切る風が吹く横断砂丘
    対照的に、横砂丘は尾根に対して垂直に吹く風によって形成され、風下側にのみ滑り面を持ちます。ストス側は傾斜が緩やかです。
  • 風が横砂丘を押し進めるアニメーション。砂はストス側からレス側へと吹き下ろされ、次の層に埋もれていく。こうして砂丘は移動し、その断面には斜めの層理が描かれている。
    横向き砂丘は風に対して垂直に位置し、風によって前方へ移動し、ここに示すような斜交層理を形成します。

セイフ砂丘はサハラ砂漠に広く分布しています。高さは最大300メートル（980フィート）、長さは300キロメートル（190マイル）に達します。アラビア半島の南部3分の1には、「ルブ・アル・ハリ」 （空の四分の一）と呼ばれる広大なエルグがあり、そこには長さ約200キロメートル（120マイル）に及び、高さ300メートル（980フィート）を超えるセイフ砂丘が広がっています。

パハとして知られる線状の黄土丘陵は、表面的には類似しています。これらの丘陵は、最終氷期に、まばらなツンドラ植生が優勢な永久凍土の条件下で形成されたと考えられています。

星

グレートサンドデューンズ国立公園保護区にある、粗いピラミッド型と尾根を持つ星型砂丘

スターデューンはピラミッド型の砂丘で、丘の中心の高い位置から放射状に伸びる3本以上の腕に滑り面がある。多方向の風が吹く場所に堆積する傾向がある。[ 25 ]スターデューンは横方向ではなく上方向に成長する。風によって砂が絶えずこのような形に整えられる。しかしながら、精密なGPS測定により、いくつかの場所で砂丘の移動が検出されている。[ 28 ]サハラ砂漠の東大エルグの大部分はスターデューンである。他の砂漠では、砂海の縁、特に地形上の障壁の近くに発生する。中国のバダインジャラン砂漠南東部では、スターデューンは高さ500メートルにも達し、南米以外では最も高い砂丘である可能性がある。

ドーム

グランドエルグオリエンタル：中央と左：星型砂丘、右端：メガドーム

ドーム砂丘は、滑り面のない平らなドームの形をした円形から楕円形の砂丘です。ドーム砂丘には2つのタイプがあります。小さなドーム砂丘は、高さが数メートルで表面が滑らかなドームです。2つ目のタイプはメガドームです。メガドームはスターデューンと大きさが似ており、最大のものは高さ150メートル（サウジアラビアのネジド地域）、直径は1.5キロメートル以上（グランドエルグオリエンタル）に達します。メガドームは、二次砂丘の密なネットワークで覆われています。細かい砂の尾根がそこから伸びていることもあり、スターデューンに似ています。上から見ると、肋骨のある殻を持つ昆虫に似ています。メガドームは珍しく[ 29 ]、砂海のはるか風上の縁で発生します。メガドームは、より大きなスターデューンのグループに隣接していることがよくあります。そこにあるスターデューンも同じ形をしていますが、頂上が急なピラミッドになっています。メガドームとその近隣の星型砂丘の風況の違いを明らかにするには科学的研究が必要である。[ 30 ]

リュネット

乾燥・半乾燥地域のプラヤや河川の谷の風下縁に卓越風向に応じて形成される固定三日月形の砂丘は、ルネット、源流境界砂丘、ブールレット、粘土砂丘などと呼ばれる。これらは粘土、シルト、砂、石膏などから構成され、盆地底や海岸から浸食され、砂丘の凹面を上昇して凸面に堆積する。オーストラリアの例は、長さ6.5km、幅1km、高さ50mに達する。また、南アフリカ、西アフリカ、そしてアメリカ合衆国西部、特にテキサス州の一部にも見られる。[ 31 ]

放物線

海岸放物面砂丘の模式図

凸状の先端と細長い腕を持つU字型の砂丘は、放物面砂丘です。これらの砂丘は、植生に覆われた砂の浸食によってU字型の窪みが生じたブローアウト砂丘から形成されます。細長い腕は植生によって支えられており、地球上で知られている最大の腕は12kmに達します。これらの砂丘はU字型、ブローアウト砂丘、ヘアピン砂丘と呼ばれることもあり、沿岸砂漠でよく知られています。三日月形の砂丘とは異なり、その頂上は風上を向いています。砂丘内の砂の大部分は前方に移動します。

平面図では、U字型またはV字型の、よく淘汰された極細から中細の砂からなる丘で、砂丘の中央部の背後から風上に向かって伸びる細長い腕状部を形成しています。先端の外側と腕状の外側斜面には、しばしば滑り面が見られます。

これらの砂丘は、降水が砂丘の下部とその下の土壌に保持される半乾燥地帯に多く発生します。砂丘の安定性はかつては植生の被覆によるものと考えられていましたが、最近の研究では、放物型砂丘の安定性の主な要因は水であることが指摘されています。砂丘を覆う植生（草、低木、樹木）は、後縁を固定する役割を果たします。内陸砂漠では、放物型砂丘は一般的に、部分的にしか植生に覆われていない砂層の吹き抜けから発生し、風下に向かって広がります。また、海岸地帯や大きな湖畔の植生が生い茂る地域まで、海岸砂から発生することもあります。

ほとんどの放物面砂丘は、先端部分を除いて高さが数十メートルを超えることはありません。先端部分では、植生が堆積する砂の進行を止めたり遅らせたりします。

単純放物面砂丘は、先端の後ろ、風上方向に伸びる1組の腕のみを持ちます。複合放物面砂丘は、複数の後縁を持つ砂丘が合体した地形です。複雑放物面砂丘には、通常はバルカノイド型または直線型の副次的な形状が重なり合ったり、合体したりした形状が含まれます。

放物面砂丘は、三日月形砂丘と同様に、非常に強い風がほぼ一方向に吹く地域で発生します。これらの砂丘は現在、風速が変動する地域に見られますが、放物面砂丘と三日月形砂丘の成長と移動に関連する有効な風は、おそらく風向が最も安定しています。

これらのよく淘汰された、極細から中細の砂の粒径は約0.06～0.5mmです。放物線状の砂丘は、外側の側面のみに緩い砂があり、急斜面となっています。内側の斜面は、個々の砂丘間の通路と同様に、大部分がしっかりと詰まっており、植生によってしっかりと固定されています。すべての砂丘の腕は同じ方向を向いており、砂丘間の通路は一般的に緩い砂で掃き清められているため、通常、砂丘の尾根の間を通路を横断することができます。しかし、尾根を越えて砂丘をまっすぐに横断するのは非常に困難です。また、先端部を横断するのも非常に困難です。先端部は通常、植生がほとんど、あるいは全くない緩い砂でできているからです。

明確な滑り面を持たず、主に粗粒の砂からなる広大な放物面状の砂丘の一種は、ジバールとして知られています。[ 32 ]ジバールという用語は、アラビア語で「硬い表面を持つ、うねる横方向の尾根」を意味する言葉に由来しています。[ 33 ]砂丘は小さく、起伏が少なく、ワイオミング州（アメリカ合衆国）からサウジアラビア、オーストラリアまで、世界中の多くの場所で見られます。 [ 34 ]ジバールの間隔は50メートルから400メートルで、高さは10メートルを超えることはありません。[ 35 ]砂丘は卓越風に対して約90度の角度で形成され、卓越風は細粒の砂を吹き飛ばし、粗粒の砂を残して頂上を形成します。[ 36 ]

逆砂丘

逆砂丘で、主要なストス（風上）面の上に短いマイナースリップ面が見られる

風向が周期的に逆転する場所に発生する逆転砂丘は、上記のいずれかの形状の変種です。これらの砂丘は通常、主滑り面と副滑り面が反対方向に向いています。副滑り面は通常、逆風の後に現れる一時的なもので、次に主風向に吹くと消滅します。[ 26 ]

ドラアス

ナミビアのソサスブレイにあるデューン・ナインは、標高が 300 メートルを超えています。

ドラアは非常に大規模な砂丘のベッドフォームで、高さは数十メートルから数百メートル、幅は数キロメートル、長さは数百キロメートルに及ぶことがあります。[ 26 ]ドラアが一定の大きさに達すると、通常は重なり合った砂丘形態を形成します。[ 37 ]ドラアは小さな砂丘よりも古く、移動が遅く、[ 26 ]既存の砂丘が垂直に成長して形成されたと考えられています。ドラアは砂海に広く分布しており、地質学的記録によく記録されています。[ 37 ]

砂丘の複雑さ

これらの砂丘の形状はすべて、単純（基本タイプの孤立した砂丘）、複合（同じタイプの小さな砂丘が形成される大きな砂丘）、および複雑（異なるタイプの組み合わせ）の3つの形式で発生する可能性があります。[ 24 ]単純砂丘は、幾何学的タイプを定義する最小数の滑り面を持つ基本的な形状です。複合砂丘は、同様のタイプと滑り面の方向を持つ小さな砂丘が重ね合わされた大きな砂丘です。複雑な砂丘は、2つ以上の砂丘タイプの組み合わせです。頂上に星型砂丘が重ねられた三日月形の砂丘は、最も一般的な複雑な砂丘です。単純砂丘は、砂丘の形成以来、強度や方向が変わっていない風況を表していますが、複合砂丘と複雑な砂丘は、風の強度と方向が変わったことを示唆しています。

砂丘の動き

砂丘の砂塊は、風が砂丘の遠地点の下から吹くか上から吹くかによって、風上または風下方向に移動する。風が上から吹く場合、砂粒子は風下方向に移動し、風下方向への砂の流束は風上方向への流束よりも大きくなる。逆に、砂が下から吹く場合、砂粒子は風上方向に移動する。さらに、風が砂丘に衝突する際に砂粒子を運んでいる場合、砂丘の砂粒子は、風が砂粒子を運ばずに衝突した場合よりも大きく跳躍する。[ 38 ]

海岸の砂丘

デンマークのリーヴァーオー川の河口周辺の草に覆われた海岸砂丘
ウェールズ、ニューボロー砂丘再生事業。ウェールズ自然資源局による事業のビデオ。2015年

海岸砂丘[ 39 ]は、湿った砂が海岸沿いに堆積し、乾燥して浜辺に沿って吹き飛ばされることで形成されます。[ 40 ]砂丘は、風で運ばれた砂が堆積するのに十分な広さの浜辺、そして卓越風が砂を内陸に吹き飛ばす傾向がある場所に形成されます。海岸砂丘の形成に必要な3つの重要な要素は、豊富な砂の供給、その砂を運ぶ風、そして砂が堆積する場所です。[ 41 ]障害物（例えば、植生、小石など）は風速を低下させ、砂粒の堆積につながります。[ 42 ]これらの小さな「初期砂丘」または「影の砂丘」は、風速を低下させる障害物（例えば、植生）が垂直方向に成長できる場合、垂直方向に成長する傾向があります。海岸砂丘は、種子や地下茎を介して海岸植物が横方向に成長することで横方向に拡大します。[ 43 ] [ 44 ]海岸砂丘のモデルによると、最終的な平衡高さは水面と植生が生育できる場所との距離に関係していることが示唆されている。[ 45 ]海岸砂丘は、どこで発達し、形成され始めたかによって分類できる。砂丘は一般的に一次砂丘グループと二次砂丘グループのいずれかに分類される。[ 39 ]一次砂丘はほとんどの砂をビーチ自体から得ているのに対し、二次砂丘は一次砂丘から砂を得ている。フロリダ・パンハンドル沿いでは、ほとんどの砂丘は前砂丘または丘陵であると考えられている。[ 46 ] [ 47 ]世界中のさまざまな場所で、それぞれの海岸プロファイルに特有の砂丘構造が見られる。

沿岸砂丘は、プライバシーや生息地を提供し、地域の動植物を支えることができます。砂ヘビ、トカゲ、げっ歯類などの動物やあらゆる種類の昆虫が沿岸砂丘に生息しています。[ 48 ]砂丘の植生は、沿岸砂丘が動物にとって持つ重要性を無視して議論されることがよくあります。さらに、キツネや野生のブタなどの動物は、沿岸砂丘を餌を探す狩猟場として利用することがあります。[ 49 ]鳥類も沿岸砂丘を営巣地として利用することが知られています。これらの種はすべて、砂丘の沿岸環境を種の生存に不可欠なものと考えています。

沿岸砂丘は、その場所によっては、時間の経過とともに熱帯低気圧やその他の激しい嵐の影響を受ける可能性があります。最近の研究では、沿岸砂丘は、嵐の頻度に対する砂丘の成長率に応じて、高い形態または低い形態へと進化する傾向があることが示唆されています。[ 50 ] [ 51 ]嵐の間、砂丘は波が陸に押し寄せる際にそのエネルギーを最小限に抑える重要な役割を果たします。その結果、沿岸砂丘、特に高潮の影響を受ける前砂丘は後退または浸食されます。[ 52 ]熱帯活動による沿岸砂丘への被害に対抗するため、嵐後の短期的な対策として、各機関がフェンスを設置して砂の堆積を防ぐことができます。[ 53 ]

高潮による砂丘の侵食の程度は、海岸線上の砂丘の位置と、特定の季節における砂浜の形状に関係しています。冬の天候が厳しい地域では、夏の砂浜は波が穏やかであるため凸状になりやすく、冬には同じ砂浜が凹状になる傾向があります。その結果、海岸の砂丘は夏よりも冬の方がはるかに速く侵食される可能性があります。夏の天候が厳しい地域では、その逆のことが当てはまります。[ 54 ]

これらの沿岸地域には多くの脅威が存在します。例えばサンフランシスコの砂丘のように、一部の沿岸砂丘は都市化によって完全に作り変えられ、人間の利用のために形を変えてしまいました。これは在来種を危険にさらしています。カリフォルニア州や英国の一部地域に特に見られるもう一つの危険は、外来種の導入です。Carpobrotus edulisなどの植物種は、砂丘を安定させ園芸上の利点をもたらすことを目的として南アフリカから導入されましたが、かえって在来種の生息地を奪いながら広がっていきました。ヨーロッパヒメオドリコソウとして知られるAmmophila arenaria にも似たような問題がありますが、園芸上の利点はありません。広大な地表被覆率を持ち、意図されたとおり砂丘を安定させましたが、予期せぬ副作用として在来種の砂丘での繁殖を妨げてしまいました。その一例が、カリフォルニア州ポイントレイズの砂丘地帯です。現在、これら両方の外来種を駆除する取り組みが行われています。[ 55 ] [ 56 ]

海岸砂丘における生態系の遷移

砂丘が形成されると、植物の遷移が起こる。初期の砂丘の状態は厳しく、海からの塩水しぶきが強風に運ばれる。砂丘は水はけがよく乾燥している場合が多く、貝殻由来の炭酸カルシウムでできている。嵐の波によって運ばれてきた腐った海藻が栄養分を与え、先駆種が砂丘に定着できるようにする。例えば英国では、先駆種は多くの場合、マツヨイセンノウ、シーワートグラス、その他の海草である。これらの植物は前砂丘の厳しい条件によく適応しており、通常、地下水面まで届く深い根、窒素化合物を生成する根粒、蒸散を抑える保護された気孔を持っている。また、深い根は砂を結び付けるので、より多くの砂が草の上に吹き寄せられ、砂丘は前砂丘に成長する。草は土壌に窒素を加えるため、それほど耐寒性のない他の植物が砂丘に定着できるようになる。通常、これらはヒース、ヒース、ハリエニシダである。これらも土壌水分含量の低さに適応しており、小さくとげのある葉を持つため蒸散を抑制します。ヒースは土壌に腐植を供給しますが、通常は針葉樹に置き換えられます。針葉樹は、有機物の蓄積と分解、そして硝酸塩の浸出によって引き起こされる土壌pHの低下にも耐えることができます。 [ 57 ]針葉樹林とヒースランドは、砂丘系に よく見られる極相群落です。

若い砂丘は黄色砂丘、腐植含有量の高い砂丘は灰色砂丘と呼ばれます。砂丘では浸食が起こり、腐植が砂丘の緩斜面へと流れ込みます。そのため、緩斜面は露出した砂丘の頂上部よりもはるかに発達している場合があります。通常、緩斜面ではより希少な種が発達し、砂丘の緩斜面の土壌は湿地植物しか生存できないほど水浸しになる傾向があります。ヨーロッパでは、これらの植物には、ハイヤナギ、ワタスゲ、キショウブ、アシ、イグサなどが含まれます。ヨーロッパの砂丘に生息する脊椎動物としては、ナッタージャックヒキガエルが繁殖することがあります。

海岸砂丘の植物の適応

フィンランド、ハイルオトのヒュパンマキ砂丘
ウェールズ、タラカーの海砂丘侵食

砂丘生態系は、植物にとって生存が非常に困難な場所です。これは、海に近いことと、砂質の基質上でしか生育できないことに関連する様々な圧力によるものです。具体的には、以下のようなことが挙げられます。

  • 利用可能な土壌水分が少ない
  • 利用可能な土壌有機物/栄養素/水が少ない
  • 強風
  • 塩水噴霧
  • 侵食/移動、そして時には埋没または露出（移動による）
  • 潮汐の影響

植物はこれらの圧力に対処するために多くの適応を進化させてきました。

  • 地下水面まで届く深い主根（ピンクサンドバーベナ）
  • 浅いが広範囲にわたる根系
  • 根茎
  • 風や塩害を避けるため匍匐性に成長する（アブロニア属、ビーチプリムローズ）
  • クルムホルツ成長型（モンテレーヒノキ- 砂丘植物ではないが、同様の圧力に対処します）
  • 水分の損失を減らし、塩分の吸収を減らすために、クチクラ/多肉質が厚くなります（Ambrosia/Abronia spp.、Calystegia soldanella）
  • 日射量を減らすための淡い葉（ヨモギ属/アンブロシア属）
  • とげのある/とがった種子は親植物の近くに定着し、吹き飛ばされたり海に流されたりする可能性を減らします（Ambrosia chamissonis）

石膏砂丘

石膏砂丘、ホワイトサンズ国立公園、ニューメキシコ州、アメリカ合衆国

ニューメキシコ州中南部のホワイトサンズ国立公園のように、広大な石灰岩の山々が閉鎖盆地を取り囲む砂漠では、時折発生する嵐の流水によって溶解した石灰岩と石膏が盆地内の低地の平野に運ばれ、そこで水が蒸発して石膏が堆積し、亜セレン酸塩として知られる結晶が形成される。この過程で残された結晶は風によって浸食され、雪に覆われた風景を思わせる広大な白い砂丘地帯として堆積する。このようなタイプの砂丘は稀であり、通常は海に流出してしまう溶解性の高い石膏を含んだ閉鎖された乾燥した盆地でのみ形成される。[ 58 ]

ナブカ砂丘

ナブカ（雑木砂丘）は、植生によって支えられた小さな砂丘です。通常、砂漠化や土壌浸食の兆候を示し、動物の巣や巣穴として利用されます。

水中砂丘

一方向流で移動する水中砂丘によって残された斜交層理の理想的な断面

水中砂丘は、水流の作用によって砂または砂利の床の上に形成される。河川や河口などの自然の水路に広く見られるほか、人工運河やパイプラインにも形成される。[ 59 ] [ 60 ] [ 61 ]上流斜面が侵食され、堆積物が下流または風下斜面に堆積するにつれて、砂丘は下流へ移動する。典型的なベッドフォーム形成過程においては、 [ 62 ]水中バルハン砂丘の場合、堆積物は角と呼ばれる端部から失われる。[ 63 ] [ 64 ]

これらの砂丘は、ほとんどの場合、連続した砂丘の「列」として形成され、波長と高さが著しく類似しています。砂丘の形状は、その形成環境に関する情報を提供します。[ 65 ]例えば、河川は非対称のリップルを形成し、より急な滑り面が下流に向かいます。地質学的記録の堆積層に保存されたリップルマークは、流れの方向を特定し、堆積物の起源を示すために使用できます。

河床の砂丘は流れの抵抗を著しく増加させ、その存在と成長は河川の洪水に大きな役割を果たします。

石化した砂丘

ユタ州ザイオン国立公園の砂岩として保存された、石化した風成砂丘の斜交層理

石化（固結）砂丘は、海成または風成砂丘が圧縮され固まることで形成される砂岩の一種です。この状態になると、岩石を通過する水が鉱物を運び、堆積させることで岩石の色を変化させます。石化砂丘が重なり合う斜交層構造は、アメリカ西部の ザイオン国立公園で見られるようなクロスハッチング模様を生み出すことがあります。

アメリカ南西部で固められた砂丘を指す俗語に「スリックロック」がある。これは西部開拓者が鉄の縁取りをした荷馬車の車輪が岩の上で牽引力を得られなかったことから名付けられた。[ 66 ]

砂漠化

砂丘は、人間の居住地に侵入すると、悪影響を及ぼす可能性があります。砂丘はいくつかの異なる方法で移動しますが、すべて風の助けを借りて移動します。砂丘が移動する方法の 1 つは跳躍です。これは、砂の粒子が跳ねるボールのように地面を跳ねるものです。これらの跳ねる粒子は着地すると、クリープと呼ばれるプロセスで他の粒子にぶつかり、同様に移動させる場合があります。風が少し強くなると、粒子は空中で衝突し、シートフローを引き起こします。大規模な砂塵嵐では、砂丘はこのようなシートフローによって数十メートル移動することがあります。また、雪の場合と同様に、風と反対の方向を向く砂丘の滑り面を流れ落ちる砂なだれも、砂丘を前進させます。

アフリカ、中東、中国では、砂が建物や農作物を脅かしています。砂丘に油を撒けば砂丘の移動を阻止できますが、この方法は貴重な資源を浪費し、砂丘の動物たちの生息地を著しく破壊します。砂のフェンスも砂丘の移動を遅らせる可能性がありますが、地質学者たちは最適なフェンスの設計に向けて結果を分析中です。[ 67 ]砂丘が町や村、農地を圧倒するのを防ぐことは、国連環境計画の優先課題となっています。砂丘に植生を植えることも、砂丘の安定化に役立ちます。

保全

米国カリフォルニア州モハーベ砂漠のケルソ砂丘の頂上から吹き飛ばされる砂

砂丘の生息地は、数多くの希少種や絶滅危惧種を含む、高度に特殊化した動植物にとってのニッチを提供しています。人口増加の広がりにより、砂丘は土地開発やレクリエーション利用、そして居住地への砂の侵入を防ぐための改変によって破壊に直面しています。米国、オーストラリア、カナダ、ニュージーランド、英国、オランダ、スリランカといった国々では、砂丘安定化策を用いた砂丘保護のための重要なプログラムが策定されています。英国では、砂丘の喪失状況を評価し、将来の砂丘破壊を防ぐための 生物多様性行動計画が策定されています。

例

アフリカ

ナミビア、ナミブ・ナウクルフト国立公園内のソススフレイ砂丘。スケール感を示すため、木々が砂丘に飲み込まれている様子に注目してください。
ナミビアのカラハリ砂漠の砂丘に点在するラクダノキや低木（2017年）
夕暮れ時のダクラオアシス近くのリビア砂漠の砂丘。
アフガニスタン南西部（シスタン）の三日月形の砂丘（バルハン）に生じる風紋

アジア

スペイン、バレンシア州オリバの地中海に面した場所

ヨーロッパ

ポルトガル、サリル・ド・ポルトにある高さ50メートル（160フィート）の砂丘
ギリシャ、レムノス島の砂丘

北米

グアダルーペ・ニポモ砂丘
カリフォルニア州カディス砂丘荒野
カリフォルニア州クロネーゼ山脈のキャットデューン

カナダ

  • ビクトリア島砂丘は、カナダ、ヌナブト準州ケンブリッジ湾の北西160kmに位置しています。面積は約600平方キロメートルで、カナダ最大、北米で3番目、そして北極圏で最大の砂丘です。砂丘には2つの湖があり、水上飛行機から直接アクセスできます。
  • アサバスカ砂丘は、サスカチュワン州のアサバスカ砂丘州立公園内にあります。
  • ユーコン準州カークロス近郊のカークロス砂漠

アメリカ合衆国

メキシコ

南アメリカ

ブラジル、マラニョン州のレンソイス・マラニャンセス国立公園の白い砂丘
ブラジル、サンパウロのイーリャ・コンプリダ環境保護地域にあるアラサ砂丘
ホアキーナ ビーチ、サンタ カタリーナ州
ニューカッスル市のストックトンビーチの海岸砂丘

オセアニア

世界で最も高い砂丘

注: この表は部分的に推定と不完全な情報に基づいています。
砂丘ベースからの高さ（メートル（フィート））海面からの高さ（メートル（フィート））位置注記
ドゥナ・フェデリコ・キルブス約1,230メートル（4,040フィート）約2,845メートル（9,334フィート）ボルソン デ フィアンバラ、フィアンバラ、カタマルカ県、アルゼンチン世界で最も高い[ 78 ]
セロ・ブランコ 約1,176メートル（3,858フィート）約2,080メートル（6,820フィート）ペルー、イカ州、ナスカ地区南緯14.868度、西経74.838度南緯14度52分05秒、西経74度50分17秒 / / -14.868; -74.838 （セロ・ブランコ砂丘）ペルー最高、世界第2位
バダイン・ジャラン砂丘 ≈500メートル（1,600フィート）約2,020メートル（6,630フィート）バダイン ジャラン砂漠、アラシャン平原、内モンゴル、ゴビ砂漠、中国世界で最も高い静止砂丘であり、アジアで最も高い砂丘である[ 79 ]
リグ・エ・ヤラン砂丘 約470メートル（1,540フィート）約950メートル（3,120フィート）ルート砂漠、ケルマーン、イラン地球上で最も暑い場所（ガンドム・ベリャン）
ドラア砂丘 420メートル（1,380フィート）約870メートル（2,850フィート）アルジェリアサハラ砂漠、ティファーナイン山アフリカで最も高い[ 80 ]
ビッグ・ダディ/デューン7 （ビッグ・ママ？）[ 81 ]383メートル（1,257フィート）約570メートル（1,870フィート）ソーサスフレイ砂丘、ナミブ砂漠、ナミビア / ウォルビスベイ近くナミブ砂漠、ナミビアナミビア環境観光省によると、世界で最も高い砂丘は
テンペスト山 約280メートル（920フィート）約280メートル（920フィート）モートン島、ブリスベン、オーストラリアオーストラリア最高
スターデューン 230メートル（750フィート）以上約2,730メートル（8,960フィート）グレートサンドデューンズ国立公園および保護区、コロラド州、アメリカ合衆国北米最高
ピラトの砂丘約105メートル（344フィート）約130メートル（430フィート）アルカション湾、アキテーヌ、フランスヨーロッパで最も高い
明沙砂丘 ?1,725メートル（5,659フィート）敦煌オアシス、タクラマカン砂漠、甘粛省、中国
メダノソ砂丘 約550メートル（1,800フィート）約1,660メートル（5,450フィート）アタカマ砂漠、チリチリで最も高い

砂丘システム

ミシガン州のスリーピングベア砂丘
（連続性を特徴とする海岸砂丘）

地球外の砂丘

火星の砂丘

砂丘は、大気、風、そして吹き飛ばされる塵が存在する環境であれば、どこにでも存在する可能性があります。砂丘は火星やタイタンの赤道地域によく見られます。

タイタンの砂丘は、長さが約20～30kmに及ぶ広大な範囲に広がっています。これらの領域は地形的に限定されておらず、砂海に似ています。これらの砂丘は、頂部が卓越風向（一般的に西から東への風の流れを示す）と平行に伸びる縦走砂丘であると解釈されています。砂は炭化水素粒子で構成されており、水氷が混ざっている可能性があります。[ 82 ]

砂丘はSFで人気のテーマで、乾燥した砂漠の惑星の描写に登場します。 [ 83 ] 1956年の映画『禁断の惑星』やフランク・ハーバートの1965年の小説『デューン』に早くも登場します。[ 84 ] [ 85 ] [ 86 ] 『デューン』シリーズに登場する砂漠の惑星アラキス（デューンとしても知られています）の環境は[ 87 ] 『デューン』シリーズからインスピレーションを受け、 『スター・ウォーズ』シリーズにも影響を与えました。 [ 88 ]タトゥイーン、ジオノーシス、ジャクーなどの架空の惑星で砂丘が大きなテーマとなっています。

参照

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参考文献

さらに読む

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