Dyyni

Dyyni on tuulen kasaamaa hiekkaa, joka painovoiman vaikutuksesta asettuu mäkeä tai harjannetta muistuttavaan muotoon. Dyynejä esiintyy aavikoilla, rannoilla ja eroosion kuluttamilla alueilla. Niiden korkeus vaihtelee matalista kummuista jopa satoihin metreihin. Hiekkamuodostelmien kokoon ja muotoon vaikuttavat tuuli ja pinnanmuodot sekä hiekan koko ja koostumus. Tuuli tuo dyyneihin jatkuvasti uutta hiekkaa ja kuljettaa vanhaa pois, minkä seurauksena ne vähitellen siirtyvät. Muinaisia dyynejä tunnetaan myös puoliaavikoilta ja kosteilta alueilta, mutta ne eivät aavikoiden dyyneistä poiketen enää liiku tuulen mukana, sillä kasvillisuuspeite sitoo ne paikoilleen. Maapallon lisäksi dyynejä on löydetty muiltakin taivaankappaleilta.
Esiintymisalueet.
Dyynejä syntyy alueille, joissa tuuli kuljettaa mukanaan irtonaista hiekkaa. Niitä esiintyy aavikoilla, rannoilla ja eroosion kuluttamilla puolikuivilla alueilla. Dyynien peittämä alue voi olla laajudeltaan satoja tai tuhansia neliökilometrejä. Tällaista aluetta kutsutaan hiekka-aavikoksi tai -mereksi (). Kovilla aavikkopinnoilla esiintyy pienempiä dyynien peittämiä alueita tai jopa vain yksittäisiä dyynejä.
Hiekkalevyksi kutsutaan tasaista tai aaltoilevaa maastoa, jonka hiekka on varsinaista hiekka-aavikkoa karkeampaa. Hiekkakerroksen paksuus vaihtelee muutamista senttimetristä useisiin metreihin, ja korkeuserot ovat pieniä. Yleensä hiekkalevyt esiintyvät varsinaisten dyynimerien reuna-alueilla, mutta Egyptin ja Sudanin rajaseuduilla on suuria hiekkalevyautiomaita.
Sademäärän vaihtelun vuoksi dyynien peitoksi voi toisinaan kasvaa kasvillisuuden kerros, jolloin dyynistä muodostuu pysyvä eikä se enää liiku. Tällaiset dyynit sijaitsevat alueilla, joissa muinoin satoi nykyistä vähemmän. Siksi kasvillisuuden kiinnittämiä dyynejä esiintyy myös kosteilla alueilla, kuten Pohjois-Amerikassa, Unkarissa ja Mongoliassa. Muinaisten hiekkamerien aaltoileva muoto on niissä edelleen havaittavissa, vaikka muinaisdyynit ovatkin aikakausien saatossa pehmenneet ja pyöristyneet.
Puoliaavikoilla, aavikoiden reuna-alueilla ja kosteilla rannikkoalueilla esiintyy kasvillisuuden kanssa syntyneitä dyynimäisiä muodostelmia. Ne ovat eri asia kuin varsinaiset, pelkästä tuulen tuomasta hiekasta muodostuneet dyynit.
Kivettyneitä dyynejä tunnetaan esimerkiksi Grand Canyonin seinämistä, Englannin Länsi-Midlandsistä ja Etelä-Brasiliasta. Dyynejä on havaittu myös muilla taivaankappaleilla, kuten Marsissa.
Dyynien synty ja liike.
Suurimmat aavikot sijaitsevat subtrooppisilla korkeapainealueilla, joilla esiintyy voimakkaita tuulia. Ilmanpaineen kiertojärjestelmät vaihtelevat vuodenkierron mukaan, ja niiden rajavyöhykkeille syntyy monimutkaisia dyynimuodostelmia. Monsuunituulien muodostamat dyynimeret ovat harvinaisia. Niitä esiintyy Tharin autiomaassa Intian länsirajoilla sekä Sonoran autiomaassa Lounais-Yhdysvalloissa. Perun länsiosissa ja muilla rannikkoalueilla dyynejä voi syntyä merituulten ja sisämaasta puhaltavien tuulten kohdatessa. Pinnanmuodot ohjaavat tuulen suuntaa ja vaikuttavat syntyvien dyynien muotoihin.
Voimakkaat tuulet siirtävät isompia hiekanjyviä. Heikot tuulet lähinnä muokkaavat olemassaolevien dyynien muotoja. 0,2 millimetrin kokoinen hiekanjyvä vaatii siirtyäkseen 12 km/h tuulen ja 0,6 millimetrin hiekanjyvä 21 km/h tuulen. Hyvin voimakkaissa tuulissa syntyy hiekkamyrskyjä. Kerran liikkeelle lähtenyt hiekka jatkaa liikettään myös heikommissa tuulissa. Hieno hiekka kulkeutuu tuulen mukana, kun taas karkeampi hiekka vierii hiekkakerrostumien pinnalla pienempien hiukkasten työntämänä. Hiekkalevyille ominaisen lainehtivan pinnan synty vaatii hyvin voimakkaita myrskytuulia, jotka kykenevät kuljettamaan mukanaan karkeita, isokokoisia hiekanjyviä.
Kovan pinnan kitka on pehmeää pienempi, joten hiekka liikkuu paremmin kivikkoisilla alueilla. Hiekkaisella pinnalla tuuli hidastuu, jolloin hiekka alkaa kasaantua. Rinne jyrkkenee, kunnes tuuli ei enää kykene nousemaan dyynin yli. Tuulen tuoma hiekka asettuu painovoiman vaikutuksesta noin 32 asteen kulmaan. Dyyni ei enää kasva vaan siirtyy vähitellen, kun tuuli kuluttaa tuulen puoleista rinnettä ja tuo suojan puolelle uutta hiekkaa. Vuotuinen liike on yleensä noin 20–30 metriä mutta Saharassa jopa 100 metriä. Pienet dyynit liikkuvat isoja nopeammin.
Jos tuuli puhaltaisi tasaisesti aina samaan suuntaan, muodostuisi pitkiä ja suoria hiekkaharjanteita kohtisuorassa tuulen suuntaan nähden. Tuulen suunnan ja nopeuden vaihtelun vuoksi myös dyynien muoto käytännössä vaihtelee.
Koostumus.
Dyynit koostuvat lähinnä hiekkarakeista, joiden halkaisija on noin 0,2–0,4 millimetriä ja muoto tuulen pyöreähköksi hioma. Pinnassa voi olla myös pienenpieniä uurteita. Yksittäisen dyyniin hiekkarakeet ovat yleensä suunnilleen samankokoisia. Hiekkalevyjen hiekka on rakenteeltaan sekalaisempaa ja sisältää sekä hienoa että karkeaa ainesta.
Maapallon dyynien yleisin kivilaji on kvartsi, joka kestää kemiallista rapautumista hyvin. Kvartsia esiintyy erityisesti sisämaan suurissa hiekkaerämaissa, joista liukoisempi aines on vuosimiljoonien aikana kulkeutunut muualle. Rannikkodyyneillä muiden kivilajien osuus on suurempi. Tulivuorenpurkausten ympäristössä dyynejä syntyy vulkaanisen tuhkan hiukkasista ja kuivuneiden järvien pohjissa kipsistä. Vulkaanisia dyynejä tunnetaan esimerkiksi Havaijilta ja Tansaniasta ja kipsidyynejä New Mexicon White Sandsista, Pohjois-Algeriasta ja Lounais-Australiasta.
Savimaan hiukkaset eivät tavallisesti kulkeudu tuulen mukana, sillä hienojakoinen saviaines muodostaa tiivistä massaa. Jos savihiukkaset kuitenkin irtoavat, tuuli nostaa ne korkealle ilmaan. Savesta muodostuu dyynejä vain silloin, kun pienemmistä hiukkasista koostuvat rakeet ovat suunnilleen hiekanjyvän kokoisia. Tällaisia dyynejä esiintyy esimerkiksi Texasin rannikolla.
Dyynien muodot.
Dyynien muodot vaihtelevat huomattavasti, mutta niistä voidaan erottaa tiettyjä perusrakenteita. Erään määritelmän mukaan dyynit voidaan jakaa kolmeen perustyyppiin, liikkuviin dyyneihin, pitkänmallisiin dyyneihin ja kasaantuviin dyyneihin.
Dyynin muotoon vaikuttaa useat tekijät, kuten hiekan määrä, tuulen voimakkuus ja suunta, kasvipeite, dyynin ikä, kallioperän kohoamat ja dyynikentän ala. Hiekan määrä ja vallitsevan tuulen suunta ovat oleellisimmat tekijät.
Kuunsirpin muotoisia barkaanidyynejä esiintyy alueilla, joilla tuuli puhaltaa pääasiassa yhdestä suunnasta. Sirppimäinen muoto johtuu tuulen nopeuden alueellisesta vaihtelusta. Dyynien säännöllinen muoto ja välimatka kertovat tuulen säännöllisestä käyttäytymisestä. Barkaanit ovat yleisiä sekä maapallolla että Marsissa.
Jatkuvan hiekkakerroksen alueilla tuulen virtaus muodostaa vaihtelevia dyynikuvioita. Barkaanien tapaan harjanteiden muodot muistuttavat sirppejä, joista osa osoittaa tuulen suuntaan ja osa vastatuuleen. Kaarevien muotojen keskelle jää pienten kuoppien säännöllinen kuvio. Monimutkaisen kuvion päällä kulkee suoria, tuuleen nähden kohtisuoraisia harjanteita. Korkeimmat dyynit ovat lähes 200 metriä korkeita, ja niiden välimatka vaihtelee sadoista metreistä useisiin kilometreihin. Monimutkaisten kuvioiden verkostoista koostuvat dyynit ovat yleisiä suurilla hiekka-aavikoilla.
Pitkittäiset dyynit kulkevat usein vallitsevan tuulen suuntaisesti, ja ne voivat olla jopa kymmeniä kilometriä pitkiä. Tällaisia dyynejä syntyy alueilla, joissa on riittävästi irtonaista hiekkaa sekä kausittain tai vuorokaudenajan mukaan vaihtuvaa tuulta. Niiden harjanne on usein terävä, mikä takia niitä kutsutaan toisinaan arabialaisen miekan mukaan nimellä "saif". Pitkittäisten dyynien korkeus voi olla kymmenestä metristä jopa 150 metrisiin harjanteisiin. Harjanteilla voi olla muutama sata metriä tai jopa muutama kilometri väliä.
Tähtidyyneillä on keskushuippu, josta erkanee kolme tai useampi sakara, joissa jokaisessa on jyrkkärinteinen harjanne. Tähtidyynit voivat olla jopa 150–300 metriä korkeita ja 1–2 kilometriä leveitä. Niitä esiintyy alueilla, joissa tuuli puhaltaa monesta eri suunnasta.
Yhdistelmädyynit ovat valtavia hiekkamuodostelmia, jotka koostuvat useista pienempien dyynien kerroksista. Niitä kutsutaan myös megadyyneiksi (, ’käsivarsi’). Niitä löytyy suurilta hiekkameriltä, ja ne voivat olla joko tuulen suuntaisia tai kohtisuorassa tuuleen nähden. Suurten hiekkamuodostelmien peittona on pienempiä muodostelmia, ja pienempien pinta on lainehtiva tai väreilevä.
Dyynien muoto vaihtelee säännöllisesti alueilla, joissa tuulen suunta vaihtuu vuodenkierron mukaan. Dyyni ikään kuin kääntyy, kun tuuli tuo sen yhdelle sivulle hiekkaa ja kuljettaa sitä vastakkaiselta sivulta pois. Joillakin alueilla pinnanmuodot johtavat niin kutsuttujen kaikudyynien syntyyn, kun tuuli kohtaa esimerkiksi kallionseinämän tai kukkuloita. Ylänköalueen suojaiselle puolelle syntyy kaikudyynien ja kallioiden väliin tuuleton käytävä, joka usein on keidas tai kulkureitti. Kaikudyynit voivat olla erittäin korkeita, jopa yli 400-metrisiä.