Сабха ( арабский : سبخة ) представляет собой прибрежную надприливную илистую или песчаную равнину, на которой накапливаются эвапоритово -соленые минералы в результате полузасушливого или засушливого климата . Сабхи расположены постепенно между сушей и приливной зоной в пределах ограниченных прибрежных равнин чуть выше нормального уровня прилива. В пределах сабхи отложения эвапоритово-соленых минералов обычно накапливаются под поверхностью илистых или песчаных отмелей. Эвапоритово-соляные минералы, приливно-отливные и эоловые отложения характеризуют многие сабхи, встречающиеся вдоль современных берегов. Принятая типовая местность для сабхи — южное побережье Персидского залива , в Объединенных Арабских Эмиратах . [1] [2] [3] [4] Свидетельства обломочных сабкх найдены в геологических записях многих областей, включая Великобританию и Ирландию. [5] Сабха — это фонетическая транслитерация арабского слова , используемого для описания любой формы солончака . Сабха также известна как сабха, себха или прибрежная сабха . [4]
Термин сабха также использовался как общий термин для любой плоской территории, прибрежной или внутренней, где в результате испарения соль и другие эвапоритовые минералы осаждаются вблизи или на поверхности. [1] Термин «континентальная сабха» используется для обозначения таких сред, находящихся в пустынях. Из-за путаницы, возникшей из-за использования сабхи для солончаков и плайас , было предложено отказаться от использования этого термина для плейас и других внутриконтинентальных бассейнов и равнин. [6]
Происхождение и развитие прибрежной сабхи на южном берегу Персидского залива впервые подробно обсуждались в основополагающей статье Эванса и др. 1969. Южная береговая линия Персидского залива представляет собой неглубокий пологий карбонатный склон, характеризующийся эвапоритовой надприливной системой, переходящей в море через широкую карбонатно-эвапоритовую приливную среду в сублиторальную систему с преобладанием карбонатов . Это низкоэнергетическая установка с небольшим диапазоном приливов (1–2 м) и низкой энергией волн из-за ограниченной выборки. Высокие темпы испарения приводят к повышению солености 45–46 гл -1 вдоль открытого морского побережья Абу-Даби и до 89 гл -1 в более ограниченных лагунах. [7] Побережье Абу-Даби локально защищено от условий открытой морской среды рядом полуостровов, прибрежных отмелей и островов, связанных с Большой Жемчужной банкой, простирающейся с востока на запад.
Подземные воды играют ключевую роль в формировании сабхов. Явление выхода грунтовых вод на поверхность не всегда приводит к появлению видимой открытой воды. Вместо этого вода испаряется, достигая поверхности, что приводит к образованию солевых отложений. Типичным примером этого являются соляные равнины Абу-Даби, где испарение воды происходит из капиллярной каймы – подповерхностного слоя, куда грунтовые воды просачиваются из зеркала грунтовых вод, – пересекающего поверхность. Эта деятельность способствовала созданию обширной соляной равнины площадью около 36 000 квадратных километров.
Большая часть химического содержания этих квартир связана с грунтовыми водами, которые просачиваются на поверхность. Это просачивание приводит к концентрации этих растворенных веществ, которая, по оценкам, примерно в десять раз превышает концентрацию в морской воде. Засушливые условия таких регионов часто характеризуются скудностью или даже полным отсутствием растительности. Отсутствие растительного покрова позволяет эоловым процессам взаимодействовать с фреатической поверхностью , образуя уникальные формы рельефа, такие как сабхи.
Из-за минимальной растительности эоловая деятельность способна вызвать глубокую эрозию поверхностных отложений. Однако он не может вытеснить материал ниже капиллярной зоны из-за полного насыщения этой зоны, препятствующего ее поднятию ветром. В результате поверхность Земли в таких регионах имеет тенденцию имитировать форму и уклон нижележащего зеркала грунтовых вод. Образующиеся поверхности превращаются в обширные плоские области разгрузки, где процесс испарения приводит к накоплению солей. Со временем эти скопления образуют корки соленого характера, характеризующие уникальный ландшафт этих регионов. [8]
В модели хор-лагуна-сабха первоначальный подъем уровня моря затопляет прибрежные районы и создает мелководные объекты. Если объекты заиливаются, земля поднимается или уровень моря падает, то захваченная вода испаряется , оставляя плоскую соляную ванну, или сабху . Если прибрежный район имеет неровный рельеф , то в результате наводнения образуются крупные самостоятельные ручьи — хоры. Хор — это неглубокая сублиторальная равнина или приливно-отливная бухта. На входе могут располагаться серые мангровые заросли , в зависимости от того, имеется ли меньше соленой воды из вади или грунтовых вод . По мере того, как осадки начинают накапливаться, хор становится более мелким и образует лагуну или приливную равнину. Лагуны продолжают наполняться до тех пор, пока во время отлива дно лагуны не обнажится и не начнет формироваться сабха. Сабха может быть затоплена во время более сильных, чем обычно, весенних приливов, после ливней или когда сильные ветры выталкивают морскую воду на берег на глубину нескольких сантиметров. Зрелые сабхи затопляются только после сильных ливней и могут в конечном итоге объединиться, образуя прибрежную равнину сабхи . Эти прибрежные равнины очень плоские, с рельефом 10–50 см, а их уклон в сторону моря может составлять всего 1:1000.
Эти среды также можно найти одновременно по латерали в поясах, параллельных побережью. Коралловые рифы , барьерные острова и оолитовые отмели образуют барьер с открытым шельфом. [9] Эти типы отложений свидетельствуют о более высокой энергии и защищают среду хор-лагуны, позволяя расти мангровым болотам и водорослевым и цианобактериальным матам , которые предпочитают более закрытую среду с более низкой энергией. Внутри этого места находятся супратливные сабхи. Ширина сабкх может достигать 15 км, если смотреть в сторону моря от дюнных полей, доставляющих большое количество наносов. Сабхи к морю от невысоких обнажений миоценовых карбонат-эвапоритов или аллювиальных конусов Оманского складчато-надвигового пояса могут иметь ширину до нескольких сотен метров. [10]
Если на побережье есть дюнные поля, то наводнение создает множество меньших луж между гребнями дюн. В некоторых частях мира эти озера могут также образовываться во внутренних пустынях, заполняясь дождями или поднимающимся уровнем грунтовых вод из подземных водоносных горизонтов .
Например, большая часть Пустого квартала в Саудовской Аравии и на юге ОАЭ состоит из высоких дрейфующих барханных дюн, чередующихся с континентальной сабхой, заполненной солончаками. В некоторых местах континентальная сабха соединяется, образуя длинные доступные коридоры в пустыню.
На третьем снимке показана территория к югу от оазиса Лива в форме полумесяца на юге ОАЭ . Ширина картины около 80 км , длина каждой континентальной сабхи около 2-3 км и ширина 1 км. Вы можете увидеть белые отложения соли, покрывающие поверхность континентальной сабхи. Дюна Мориб , возвышающаяся на 120 м над континентальной сабхой, расположена примерно посередине снимка. Граница между Саудовской Аравией и ОАЭ показана красным.
Дно континентальной сабхи обычно представляет собой плотно утрамбованную смесь песка, грязи и соли. По сухой континентальной сабхе легко ходить пешком или ездить на внедорожниках. Однако после дождей и паводков континентальная сабха заполняется неглубокими слоями воды, и ее нельзя пересечь, пока они не высохнут и не образуют новую корку. Когда земля частично высыхает, на мягкой грязи или полых полостях образуется соляная корка, и автомобиль, пробив корку, застревает.
Вот два текущих примера затопления дюнных полей. Первый — это не пустыня, а прибрежное дюнное поле в районе Амазонки , затопленное проливными дождями. Второй — сухая внутренняя пустыня в районе Гоби , затопленная грунтовыми водами с близлежащих гор.
Климат является одним из основных факторов развития сабхи. Осадки в этом засушливом регионе обычно выпадают в виде гроз и составляют в среднем 4 см/год. [11] Температура может варьироваться от 50 °C до 0 °C. Влажность связана с направлением ветра: утром влажность составляет всего 20% из-за сухих внутренних помещений, а днем - здания, поскольку преобладает сильный береговой ветер. Ночью относительная влажность 100% может привести к густым туманам. [12] Температура воды варьируется в зависимости от глубины: на мелководье она становится на 10 °C теплее. Эти высокие температуры приводят к высоким темпам испарения в Персидском заливе , достигающим 124 см/год, что приводит к увеличению солености в мелких лагунах до 70 ppt. [9] Чистая скорость испарения из сабхи может быть на порядок меньше и в среднем составляет 6 см за последние 4000–5000 лет. [12] Причины этого заключаются в том, что поверхность сабхи не является поверхностью свободной воды, высокой влажностью в ночное время и вертикальным расслоением столба воздуха. Несмотря на потерю воды из-за испарения, грунтовые воды, никогда не глубже 1,5 м, стекают в сторону моря и пополняются континентальными водами, ливнями и северо-западными ураганными ветрами «шамал», которые создают волны большей высоты, чем высота приливной зоны и гонят воду на 5 км вглубь сабхи на глубину до нескольких сантиметров [10] .
Изменения климата приводят к очень динамичному характеру сабхи. Галит откладывается на поверхности сабхи, а гипс и арагонит осаждаются в недрах [13] за счет капиллярного действия из рассолов, поднятых с уровня грунтовых вод. [9] В более засушливых частях сабхи гипс может превращаться в ангидрит , а арагонит может подвергаться диагенетической доломитизации . [12] Тепловое сжатие ночью и расширение в течение дня приводит к образованию вогнутых многоугольных поддонов, поскольку края загнуты вверх, отчасти из-за роста эвапоритов, расклинивающих трещину. [9] Ниже находится гипсовая масса, в которой могут образовываться конкреции ангидрита и других сульфатов. Они также могут образовывать кристаллическую структуру «проволочной сетки». Ниже этого находятся приливные отложения, типичные из которых представляют собой слоистые, богатые органикой илы, образованные микробными матами , которые переходят вниз в более биотурбированные илы. В сублиторальной фации представлены карбонатные грейнстоуны и лагунные илы.
Эти фациальные последовательности, за исключением галита , который часто повторно растворяется при увлажнении, легко сохраняются. Факторы, способствующие сохранению, включают расширение сабхи со скоростью осадконакопления 1 м / 1000 лет и создание поверхностей Стокса. Эти поверхности создаются в результате дефляции поверхности сабхи, которая связана с уровнем грунтовых вод, выступающим в качестве местного базового уровня. [14]
Считается, что месторождения Сабха образуют одни из крупнейших подземных залежей углеводородов на Ближнем Востоке (и в других местах). Источником этих углеводородов (как газа, так и нефти) могут быть обнаруженные в сабхинской толще микробные маты и мангровые палеопочвы , имеющие общее содержание органического углерода до 8,2% и водородные показатели, типичные для морских керогенов II типа . [9]
Некоторые древние аналоги включают непосредственные подземные образования, такие как пермская формация Хуфф , юрские арабские и хитские ангидриты , а также третичные осадочные породы. Подобные месторождения также обнаружены в ордовикском бассейне Уиллистон , Пермском бассейне в Техасе, а также в юрском Мексиканском заливе . Современные сабхи в различной форме присутствуют вдоль побережий Северной Африки , Нижней Калифорнии и в заливе Шарк в Австралии .
Выполнение строительных и инженерных работ в сабхах должно решить ряд инженерно-геологических проблем. Почвы Сабхи часто отличаются малой прочностью, так как концентрированные растворы солей, содержащиеся в рассолах Сабхи, могут ослабить структуру почвы. Кроме того, экстремальные климатические условия, в которых образуются отложения сабхи, такие как значительные колебания температуры и повторяющиеся циклы увлажнения и высыхания, могут вызвать нестабильность этих почв, а также некоторых минералов, которые действуют как связующие агенты или «цементы» в этих почвах. имеют высокую растворимость, что потенциально может снизить общую структурную целостность.
Прибрежные сабхи сложены преимущественно такими минералами, как кальцит , доломит , гипс . Они сопровождаются меньшими количествами ангидрита , магнезита , галита и карналита , а также различных других сульфатов и хлоридов. Грунтовые воды на этих территориях характеризуются высокой минерализацией, содержание хлорида натрия потенциально может достигать 23%. Эта соленая вода часто находится близко к уровню земли. Примечательно, что концентрация хлорида натрия может быть достаточно значительной, чтобы создать риск коррозии .
И наоборот, минеральный состав внутренних сабкх, как правило, более изменчив по сравнению с их прибрежными аналогами. Осаждение минералов в почве этих внутренних сабх существенно зависит от конкретного состава местных грунтовых вод. Таким образом, геологический и химический состав этих сред может сильно различаться в зависимости от региональных характеристик подземных вод. [15]
Методы улучшения почв сабхи для строительных целей включают динамическое уплотнение . [16]