Sand dunes

Japanese: 砂丘 - さきゅう

A hill or levee-like landform formed by the accumulation of sand moved by the wind. A flat, evenly distributed accumulation of sand is called a sand sheet.

[Yoshihiko Akagi]

Type and distribution

Sand dunes are classified into moving and fixed dunes depending on whether they move or not, and into desert dunes, coastal dunes, riverine dunes, and lakeside dunes depending on where they are formed. Moving dunes are existing sand dunes where the sand is still moving. Fixed dunes are dunes where the sand movement has stopped due to the increase in vegetation, the main cause of this is a humid climate. Although it varies depending on the temperature, generally, when the annual precipitation exceeds 150 mm, the increased vegetation prevents the sand from moving, and the dunes become fixed. Therefore, sand dunes fixed by vegetation are strong evidence of a humid climate, and are also called fossil sand dunes. Sand dunes are also fixed by afforestation, which is done to prevent damage to settlements and cultivated land caused by the movement of sand dunes. Desert sand dunes are very large in scale and have complex shapes compared to sand dunes in other places. The area including the sand dunes and the sand bed is a sandy desert. Sandy deserts account for about 20% of the world's total deserts, but there are large differences between each desert. The proportion of sandy deserts is large in the deserts of stable land masses, about 20% in the Sahara, about 30% in the Arabian Desert, and about 40% in the Australian Desert, but the sandy deserts of the Australian Deserts formed during the Ice Age, and now that precipitation has increased, they have become fixed sand dunes. The proportion of sandy deserts in the deserts of orogenic belts is very small, and in the deserts of North and South America it is less than 1%.

In humid regions, they develop on coasts and riverbanks. Coastal sand dunes are less likely to form in the tropics, where vegetation grows well in hot, humid environments, or in high latitudes where there is heavy snowfall, but are more likely to form in windy areas of mid-latitudes. For this reason, they are formed on the east coast of the United States, the west coast of Europe, and in Japan along the Sea of Japan coast, Kashima Nada in Ibaraki Prefecture, and Fukiagehama in Kagoshima Prefecture. Riverside sand dunes are likely to form in areas where large amounts of sand are transported and there are strong winds in a certain direction, and typical examples can be seen along the Missouri and Mississippi rivers in the United States, and the Tone River in Japan. Lakeside sand dunes are typically found along the coasts of the Great Lakes in the United States.

[Yoshihiko Akagi]

form

The shape of the sand varies depending on the characteristics of the bedrock on which the sand is deposited, wind force, wind direction, and the amount of sand supplied, but they are basically classified as barchan dunes, transverse dunes, linear dunes, block dunes, and dunes related to obstacles. Barchan dunes have a crescent shape in plan, with both ends extending to the leeward side. The longitudinal section is convex with a gentle slope on the windward side, and concave with a steep slope on the leeward side. They form where the supply of sand is low and strong winds blow from a certain direction, but when the supply of sand increases, the adjacent corners join together and they become transverse dunes. Transverse dunes are perpendicular to the wind direction and have the same longitudinal section as barchan dunes. Linear dunes are sand dunes that are almost parallel to the wind direction and are also called safe dunes. They form where the supply of sand is low and the wind blows from two directions within 90 degrees of each other. The sand dunes are formed in places where the wind direction is not constant, and can be pyramidal, star-shaped, etc. Sand dunes related to obstacles include sand shadows formed on the lee side of shrubs or cliffs, and climbing dunes formed on the windward and leeward sides of saddles.

[Yoshihiko Akagi]

Scale and speed of movement

The size and speed of dunes vary depending on the amount of sand supplied and the direction and speed of wind, which also vary from region to region.

(1) Barchan dunes The vertical length from the circular part on the windward side to the tips of the corners on both ends is 15 to 110 meters, and the width between the corners on both sides is usually about 20 to 250 meters, but some exceed 400 meters. The height is about one-tenth of the width. The speed of movement is about 5 to 30 meters per year, but a height of 63 meters has been recorded in Mauritania.

(2) Transverse sand dunes: Sand dunes are 3 to 35 meters high, 300 meters to 2 kilometers wide, and 500 meters to 3 kilometers apart, although there have been reports of dunes as high as 250 meters and spaced more than 5 kilometers apart. Compared to barchan dunes, their movement speed is slower, at about 0.3 to 5 meters per year, due to the greater amount of sand.

(3) Linear sand dunes: Their size varies greatly depending on the region. Generally, they are 5-30 meters high, 5-20 meters wide, and several hundred meters to several tens of kilometers long, but the Australian desert is home to many linear sand dunes that are 20-30 meters high, 300-500 meters wide, and over 100 kilometers long. There is little data on the movement of linear sand dunes, but there are records of movements of 2-15 meters per year. The sand dunes in the Australian desert are fixed dunes.

(4) Massive sand dunes are the largest type of sand dune, with heights of 300-400 meters reported in various deserts.

(5) Sand beds The areas of sand beds vary from a few square kilometers to the Selima sand bed, which is distributed in Egypt, Sudan, and Libya and covers up to 100,000 square kilometers. The sand is only a few meters thick, less than one meter in the Selima sand bed. The sand beds are almost immobile. When the supply of sand increases, a complex of sand dunes and sand beds is formed, which is divided into two types based on area. Those with an area of less than 30,000 square kilometers are called dune fields, and those with an area of more than 30,000 square kilometers are called sand seas.

[Yoshihiko Akagi]

use

It is difficult to fix the moving sand dunes in the desert, but in many places in humid regions, sand movement is stopped by planting erosion control forests. In foreign countries, these fixed sand dunes are rarely used as farmland, but in Japan, the spaces between the erosion control forests are often used as orchards or cultivated land. In arid regions, sand dunes formed in drier times in the past are widely distributed, and have become fixed as the climate becomes humid. In the Sahel region, people have lived on these fixed sand dunes for a long time by farming and raising livestock, but the rapid population increase after World War II and changes in economic policies have led to rapid over-cultivation and over-grazing, and desertification is progressing. In the Inner Mongolia Autonomous Region of China, after the establishment of the socialist government, Mongolian grazing land was rapidly converted to farmland, and desertification is also progressing here. Vegetation on fixed sand dunes in arid regions is unstable, so careful land management is necessary.

[Yoshihiko Akagi]

"Sand Dune Research Pioneering the Century: From Sand Dunes to the World's Deserts" edited by the Japan Sand Dune Society (2000, Agriculture and Forestry Statistics Association)

Main dune forms
©Takashi Aoki

Main dune forms

Barchan Dunes of La Jolla Plain
It is formed in places where the wind is strong and the supply of sand is low. The left side is the leeward side, the central peak retreats slowly, and both ends are pulled. Near Arequipa, Peru © Yoshihiko Akagi ">

Barchan Dunes of La Jolla Plain

Death Valley Sand Dunes
As the supply of sand increases, the barchan dunes change into transverse dunes, which form dunes perpendicular to the wind direction. California, USA © Yoshihiko Akagi ">

Death Valley Sand Dunes

Death Valley Block Dunes
They form in places where the wind direction is not constant. They can be pyramidal or star-shaped. California, USA © Yoshihiko Akagi ">

Death Valley Block Dunes

Algodon Sand Dunes
A sand dune field consisting of a complex of barchan and transverse sand dunes. Arizona, USA © Yoshihiko Akagi ">

Algodon Sand Dunes

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

風により移動した砂が堆積(たいせき)して形成された丘や堤状の地形。起伏がなく平坦(へいたん)な砂の堆積地形は砂床sand sheetとよばれている。

［赤木祥彦］

種類・分布

砂丘は移動の有無によって移動砂丘と固定砂丘に分類され、形成場所によって砂漠砂丘、海岸砂丘、河畔砂丘、湖畔砂丘に分類される。移動砂丘は砂が移動しつつある現成の砂丘である。固定砂丘は植生の増加により砂の移動が止まった砂丘であり、その最大の原因は気候の湿潤化である。気温との関係で異なるが、一般的には年降水量が150ミリメートルを超えると増加した植生が砂の移動を妨げるため、砂丘は固定される。そのため、植生により固定された砂丘は気候の湿潤化を示す有力な証拠となり、化石砂丘ともよばれている。砂丘の固定化は植林によってもみられるが、これは砂丘の移動による集落や耕地の被害を防ぐために行われている。砂漠砂丘は他の場所の砂丘と比較するとその規模は非常に大きく、形態も複雑である。砂丘と砂床を加えた範囲が砂砂漠である。砂砂漠が世界の砂漠全体に占める割合は約20％であるが、各砂漠によって大きな相違がある。安定陸塊の砂漠ではその割合が大きく、サハラ砂漠では約20％、アラビア砂漠では約30％、オーストラリア砂漠では約40％であるが、オーストラリア砂漠の砂砂漠は氷河時代に形成され、降水量が多くなった現在は固定砂丘となっている。造山帯の砂漠では砂砂漠の割合が非常に小さく、南北両アメリカ大陸の砂漠では1％以下である。

　湿潤地帯では海岸と河畔に発達している。海岸砂丘は高温多湿で植生の生育のよい熱帯や、降雪の多い高緯度では形成されにくく、中緯度の風の強い所に形成されやすい。そのため、アメリカ合衆国東海岸やヨーロッパ西岸、日本では日本海沿岸や茨城県の鹿島灘(かしまなだ)、鹿児島県の吹上浜などに形成されている。河畔砂丘は砂が多量に運ばれ、一定方向の風が強い所で形成されやすく、アメリカ合衆国のミズーリ川やミシシッピ川、日本の利根(とね)川河畔に代表的なものがみられる。湖畔砂丘としては、アメリカの五大湖沿岸のものが典型的である。

［赤木祥彦］

形態

形態は、砂の堆積する基盤の性状、風力、風向、供給される砂の量などにより異なるが、基本的にはバルハン砂丘、横列砂丘、線状砂丘、塊状砂丘、障害物に関係する砂丘に分類される。バルハン砂丘は三日月形の平面形をしており、両端が風下側へ延びている。縦断面形は風上側は凸形で緩勾配(こうばい)、風下側は凹形で急勾配である。砂の供給が少なく、一定方向の強い風が吹く所に形成されるが、砂の供給が多くなると隣接する角の部分がつながり、横列砂丘へと移行する。横列砂丘は風の方向に直交し、縦断面形はバルハン砂丘と同じである。線状砂丘は風の方向とほぼ平行な砂丘で、セイフ砂丘ともよばれている。砂の供給が少なく、風の方向が90度以内で2方向から吹く所で形成される。塊状砂丘は風向が一定しない所で形成されピラミッド形、星形などがみられる。障害物に関係する砂丘としては、灌木(かんぼく)や崖(がけ)の風下側に形成される砂影や鞍部(あんぶ)の風上・風下に形成される登攀(とうはん)砂丘などがある。

［赤木祥彦］

規模と移動速度

砂丘の規模と移動速度は供給される砂の量、風向と風速によって異なるが、これらの要因は地域によっても異なる。

(1)バルハン砂丘　風上側の円形の部分から両端の角の先までの縦の長さは15～110メートル、両側の角と角の間の幅は20～250メートル程度のものが多いが、400メートルを越すものもある。高さは横幅の10分の1程度である。移動速度は1年に5～30メートル程度であるが、モーリタニアでは63メートルが記録されている。

(2)横列砂丘　砂丘の高さ3～35メートル、幅は300メートル～2キロメートル、砂丘と砂丘の間隔は500メートル～3キロメートルであるが、高さが250メートル、砂丘の間隔が5キロメートルを越える例も報告されている。移動速度はバルハン砂丘と比較すると、砂の量が多くなるだけ遅く、1年に0.3～5メートル程度である。

(3)線状砂丘　地域によりその規模に大きな違いがみられる。一般的には高さ5～30メートル、幅5～20メートル、長さ数百メートル～数十キロメートルであるが、オーストラリア砂漠には高さ20～30メートル、幅300～500メートル、長さ100キロメートルを越す線状砂丘が多数分布している。線状砂丘の移動についてはデータが少ないが、1年に2～15メートルの記録がある。なおオーストラリア砂漠の砂丘は固定砂丘である。

(4)塊状砂丘は最大規模の砂丘であり、高さが300～400メートルに達するものが各地の砂漠で報告されている。

(5)砂床　面積は数平方キロメートルの砂床から、エジプト、スーダン、リビアにかけて分布している10万平方キロメートルに達するセリマ砂床まで多様である。砂の厚さはせいぜい数メートルまで、セリマ砂床では1メートル以下である。砂床はほとんど移動しない。砂の供給量が多くなると砂丘と砂床の複合体が形成されるが、この複合体は面積によって二つに区分されている。面積が3万平方キロメートル未満のものは砂丘原dune field、3万平方キロメートル以上のものは砂海sand seaとよばれている。

［赤木祥彦］

利用

砂漠の移動砂丘を固定するのは困難であるが、湿潤地域の砂丘は砂防林を植樹し砂の移動が止められている所が多い。外国ではこの固定砂丘を農地として利用している所は少ないが、日本では砂防林の間が果樹園や耕地として利用されている所が多い。乾燥地帯には、過去のより乾燥した時期に形成された砂丘が、気候の湿潤化とともに固定した砂丘が広く分布している。サヘル地域では、この固定砂丘で古くから農耕・牧畜による生活が続けられてきたが、第二次世界大戦後の人口の急増や経済政策の変化などが急速に過耕作・過放牧をもたらし、砂漠化が進んでいる。中国の内モンゴル自治区では、社会主義政権成立後、モンゴル族の放牧地が急速に耕地化され、ここでも砂漠化が進んでいる。乾燥地帯の固定砂丘の植生は不安定であるから、慎重な土地管理が必要である。

［赤木祥彦］

『日本砂丘学会編『世紀を拓く砂丘研究――砂丘から世界の沙漠へ』（2000・農林統計協会）』

砂丘のおもな形態

ラホヤ平原のバルハン砂丘

デス・バリーの横列砂丘

デス・バリーの塊状砂丘

アルゴドン砂丘群

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について　情報 | 凡例

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