砂漠

砂漠は、降水量が少ない地形であり、その結果、生活環境が独特の生物群系と生態系を作り出します。植生が不足しているため、保護されていない地表は裸地化にさらされます。地球の陸地表面の約 3 分の 1 は乾燥または半乾燥です。これには、降水量が少なく、極地砂漠または「寒冷砂漠」と呼ばれることもある極地の多くが含まれます。砂漠は、降水量、気温、砂漠化の原因、または地理的な位置によって分類できます。^[1]

砂漠は、昼と夜の温度差が大きいために岩に負担がかかり、その結果岩が砕け散ることで生じる風化作用によって形成されます。砂漠ではめったに雨が降りませんが、時折豪雨が降り、鉄砲水が発生することがあります。熱い岩に雨が降ると岩が砕け散り、その結果生じた破片や瓦礫が砂漠の床に散らばり、さらに風によって浸食されます。これにより砂やほこりの粒子が巻き上げられ、長時間空中に留まることがあります。これにより、砂嵐や砂塵嵐が発生することがあります。風で飛ばされた砂粒が進路上にある固体にぶつかると、表面が摩耗することがあります。岩は滑らかになり、風によって砂が均一な堆積物に選別されます。砂粒は最終的に平らな砂の層になるか、うねる砂丘に高く積み重なります。その他の砂漠は、細かい物質がすべて吹き飛ばされて表面が滑らかな石のモザイク状になっている平原で、砂漠の舗装路を形成することが多く、それ以上の浸食はほとんど起こりません。その他の砂漠の特徴としては、岩の露頭、露出した岩盤、流水によって堆積した粘土などがあります。水が蒸発すると、一時的な湖が形成され、塩田が残ることがあります。地下には、泉や帯水層からの浸出水という形で水源がある場合があります。これらが見つかった場所では、オアシスが発生する可能性があります。

砂漠に生息する動植物は、厳しい環境で生き残るために特別な適応が必要です。植物は強靭で剛直で、葉は小さいか全くなく、耐水性の表皮を持ち、草食動物を阻止するための棘を持っていることがよくあります。一年生植物の中には、雨が降ってから数週間以内に発芽し、開花して枯れるものもあれば、地中の水分を利用できる深い根系を持つ長命の植物は何年も生き残ります。動物は生き残るために涼しく過ごし、十分な食物と水を見つける必要があります。多くは夜行性で、日中の暑い時間帯は日陰や地中にいます。動物は効率的に水を節約し、必要な量のほとんどを食物から摂取し、尿を濃縮する傾向があります。動物の中には長期間休眠状態のままで、まれに降雨があると再び活動する準備ができている動物もいます。そして、条件がよい間に急速に繁殖し、その後休眠状態に戻ります。

人々は何千年もの間、砂漠やその周囲の半乾燥地帯で暮らすために苦労してきた。遊牧民は家畜の群れを放牧地のある場所へ移動させ、オアシスはより定住した生活の機会を提供してきた。半乾燥地帯の耕作は土壌の浸食を促し、砂漠化の進行原因の 1 つとなっている。砂漠での農業は灌漑の助けを借りれば可能であり、カリフォルニア州のインペリアル バレーでは、外部から水を輸入することでかつては不毛だった土地をいかに生産性の高い土地に変えられるかの例が示されている。多くの交易路が砂漠、特にサハラ砂漠を越えて開拓され、伝統的に塩、金、象牙などの品物を運ぶラクダの隊商が利用してきた。また、大量の奴隷がサハラ砂漠を越えて北方に連れて行かれた。一部の鉱物の採掘も砂漠で行われており、途切れることのない日光は大量の太陽エネルギーを捕らえる可能性を与えている。

英語のdesertとその同義語 （イタリア語とポルトガル語のdeserto、フランス語のdésert、スペイン語のdesiertoを含む）はすべて、教会用ラテン語のdēsertum （もともと「放棄された場所」）に由来しており、これはdēserere（放棄する）の分詞である。 ^[2]乾燥と人口のまばらさの相関関係は複雑かつ動的であり、文化、時代、技術によって異なる。そのため、desertという語の使用は混乱を招く可能性がある。20 世紀以前の英語では、desert は乾燥に特に言及することなく「人口の少ない地域」の意味でよく使用されていたが、^[2]今日では、この語は気候科学的な意味（降水量の少ない地域）で最もよく使用されている。^{[3] 「}無人島」^[4]や「アメリカの大砂漠」、あるいはシェイクスピアの「ボヘミアの砂漠」（冬物語）といった表現は、前世紀においては必ずしも砂や乾燥を意味するものではなく、人口のまばらさに焦点を当てていた。^[5]

砂漠は地球の陸地表面の約 3 分の 1 を占めています。^[6]低地は塩で覆われた平原である場合があります。風成作用は砂漠の景観を形成する主な要因です。極地砂漠(「寒冷砂漠」とも呼ばれる) は同様の特徴がありますが、主な降水形態は雨ではなく雪です。南極は世界最大の寒冷砂漠です (約 98% が厚い大陸 氷床で、2% が不毛の岩石でできています)。不毛の岩石の一部は、ほとんど雪が降らない南極のいわゆるドライ バレーにあります。このドライ バレーには氷で覆われた塩湖があり、氷さえも蒸発させる強いカタバティック風により、まれに降雪するよりもはるかに多くの蒸発があることが示唆されています。

砂漠は、暑い砂漠も寒い砂漠も、地球の気温を緩和する役割を果たしています。なぜなら、砂漠は入射光を多く反射し、アルベドが森林や海よりも高いからです。^[8]

砂漠は、降水量（通常は雨だが、雪、霧、靄の場合もある）が少ないため非常に乾燥しており、植物に覆われていないことが多く、外部から水が供給されない限り川が干上がってしまう。 ^[9]砂漠の年間降水量は一般的に250 mm（10インチ）未満である。^[9]潜在的蒸発散量は大きいかもしれないが、（利用可能な水がない場合）実際の蒸発散量はゼロに近い可能性がある。^[10]半砂漠は、降水量が250～500 mm（10～20インチ）の地域で、草に覆われている場合はステップと呼ばれる。^{[11] [6]}サハラ砂漠、グランドオーストラリア砂漠、グレートベースン砂漠など、地球上のほとんどの砂漠は低地にある。^[12]

地球上で最も乾燥した場所の一つがアタカマ砂漠です。^{[13] [14] [15] [16] [17]}東はアンデス山脈、西はチリ海岸山脈によって降水が遮られているため、事実上生命が存在しません。アタカマ砂漠の乾燥した気候を保つには、冷たいフンボルト海流と太平洋の高気圧が不可欠です。チリのアントファガスタ地域の年間平均降水量はわずか1 mm (0.039 インチ) です。アタカマ砂漠のいくつかの気象観測所では、一度も雨が降ったことがありません。証拠によれば、アタカマには1570年から1971年までまともな降雨がなかった可能性がある。アタカマは非常に乾燥しており、標高6,885メートル（22,589フィート）に達する山々には氷河がまったくなく、南緯25度から27度の南部では第四紀を通じて氷河がなかった可能性があるが、永久凍土は標高4,400メートル（14,400フィート）まで広がり、5,600メートル（18,400フィート）以上では連続している。^{[18] [19]}それでも、太平洋から吹き込む露や霧から水分を得る特殊な植物の形で、アタカマにはいくらかの植物が生息している。 ^[13]

砂漠に雨が降ることは時々ありますが、その場合、非常に激しい雨となることがよくあります。砂漠の表面は、その証拠に、アロヨまたはワジと呼ばれる乾燥した水路が表面を蛇行して流れています。これらの水路では、何キロも離れた場所で発生した嵐の後、驚くほどの速さで激しい奔流となる鉄砲水が発生することがあります。ほとんどの砂漠は海に流れ込まない盆地にありますが、一部の砂漠では、境界を越えた山脈やその他の降雨量の多い地域を水源とする外来の川が流れています。ナイル川、コロラド川、黄河は、砂漠を通過する際に蒸発によって多くの水を失い、近くの地下水位を上昇させます。砂漠には、泉、帯水層、地下河川、湖などの地下水源がある場合もあります。これらが地表近くにある場所では、井戸を掘ることができ、植物や動物が繁栄できるオアシスが形成されることがあります。^[20]サハラ砂漠の下にあるヌビア砂岩帯水層システムは、化石水の最大の集積地として知られています。グレート・マンメイド・リバーは、リビアのムアンマル・カダフィが、この帯水層を利用して沿岸都市に水を供給するために立ち上げた計画です。 ^{[21]エジプトの}カルガオアシスは長さ150km（93マイル）で、リビア砂漠で最大のオアシスです。古代にはこの窪地には湖があり、厚い砂質粘土の堆積物が生じました。井戸は、その下にある多孔質の砂岩から水を抽出するために掘られています。^[要出典]峡谷の壁で浸透が発生する場合があり、下にある干上がった水路の近くの深い日陰に水たまりが残ることがあります。^[22]

湖は、十分な降水量や上部の氷河からの融解水がある盆地に形成されることがある。湖は通常浅く塩分を多く含み、表面を吹く風が圧力をかけ、水を近くの低地に移動させる。湖が干上がると、地殻または硬盤が残る。この堆積した粘土、シルト、砂の領域はプラヤと呼ばれる。北米の砂漠には100以上のプラヤがあり、その多くは、気候が寒く湿潤だった最終氷期にユタ州、ネバダ州、アイダホ州の一部を覆っていたボンネビル湖の名残である。 ^{[23]これらには、}グレートソルトレイク、ユタ湖、セビア湖、および多くの乾燥した湖底が含まれる。プラヤの滑らかで平らな表面は、ブラックロック砂漠やボンネビルスピードウェイでの車両速度記録の試みに使用されており、米国空軍はモハーベ砂漠のロジャーズドライレイクを航空機やスペースシャトルの滑走路として使用している。^[20]

砂漠は、一般的には総降水量、降水日数、気温、湿度、場合によってはその他の要因を組み合わせたさまざまな方法で定義および分類されています。^[6]たとえば、アリゾナ州フェニックスの年間降水量は 250 mm (9.8 インチ) 未満で、乾燥に適応した植物があるため、砂漠にあることがすぐにわかります。アラスカのブルックス山脈の北斜面も、年間降水量が 250 mm (9.8 インチ) 未満で、寒冷砂漠に分類されることがよくあります。^[24]世界の他の地域にも寒冷砂漠があり、ヒマラヤ山脈の地域[ ^25]や世界の他の地域の他の標高の高い地域が含まれます。^[26]極地砂漠は、北極と南極の氷のない地域の多くを覆っています。^{[27] [28]}非技術的な定義では、砂漠とは、人間の人口を支えるのに十分な植生がない地球の表面の部分です。^[29]

潜在蒸発散量は、降水量の測定を補足し、科学的な測定に基づく砂漠の定義を提供します。ある地域の水収支は、式P − PE ± S を使用して計算できます。ここで、Pは降水量、PEは潜在蒸発散率、S は表面貯水量です。蒸発散量は、大気の蒸発による水分損失と植物の生命活動による水分損失を組み合わせたものです。したがって、潜在蒸発散量は、特定の地域で蒸発できる水の量です。たとえば、アリゾナ州ツーソンでは、年間約 300 mm (12 インチ) の雨が降りますが、1 年の間に約 2,500 mm (98 インチ) の水が蒸発する可能性があります。^[30]言い換えると、実際に雨として降る水の約 8 倍の量がこの地域から蒸発する可能性があります。アラスカなどの寒冷地域では、蒸発プロセスを助ける熱が不足しているため、蒸発散率ははるかに低くなります。^[31]

砂漠は「暑い」または「寒い」、「半乾燥」または「沿岸」に分類されることがある。^[29]暑い砂漠の特徴は、夏の気温が高いこと、降水量よりも蒸発量が多いこと（通常は高温、強風、雲量の少なさによってさらに悪化）、降水量の発生、その強度、分布にかなりのばらつきがあること、湿度が低いことである。冬の気温は砂漠によって大きく異なり、大陸のどの部分にあるか、また緯度に関係することが多い。気温の1日の変動は22℃（40℉）以上になることもあり、夜間の放射による熱損失は晴天によって増加する。^[32]

寒冷砂漠は温帯砂漠とも呼ばれ、暑熱砂漠よりも高緯度に存在し、乾燥は空気の乾燥によって引き起こされます。寒冷砂漠には海から遠く離れたものもあれば、山脈によって海から隔てられているものもありますが、どちらの場合も空気中の水分が不足しているため、降水量は多くありません。これらの砂漠のうち最大のものは中央アジアにあります。その他の砂漠は、ロッキー山脈の東側、南アンデスの東側、および南オーストラリアにあります。^[11]極地砂漠は寒冷砂漠の特別な種類です。空気は非常に冷たく、水分をほとんど含まないため、降水量はほとんどなく、降った雪は通常、強風に運ばれ、他の砂漠地域でほこりや砂によって引き起こされるものに似た吹雪、吹き溜まり、砂丘を形成することがあります。例えば南極では、中央高原での年間降水量は約50mm（2インチ）ですが、いくつかの主要な半島ではその10倍ほどになります。 ^[32]

降水量だけを見ると、超乾燥砂漠の年間降水量は25 mm（1インチ）未満で、年間の降水量季節サイクルがなく、12か月間まったく降水がない期間があります。^{[32] [33]}乾燥砂漠の年間降水量は25～200 mm（1～8インチ）、半乾燥砂漠の年間降水量は200～500 mm（8～20インチ）です。ただし、温度、湿度、蒸発および蒸発散の速度、地面の水分貯蔵容量などの要因は、乾燥度と維持できる動植物に顕著な影響を及ぼします。寒い季節に降る雨は植物の成長を促進するのに効果的である可能性があり、降水量だけを根拠に砂漠とそれを囲む半乾燥地域の境界を定義することは困難です。^[32]

半乾燥砂漠またはステップは、乾燥砂漠の一種で、降雨量、植生、湿度がはるかに多い。これらの地域は半乾燥気候を特徴とし、通常の砂漠ほど極端ではない。^[34]乾燥砂漠と同様に、半砂漠でも気温は大きく変化する。それらは真の砂漠といくつかの特徴を共有しており、通常は砂漠の端と大陸の乾燥地域に位置する。通常、降水量は250〜500 mm（9.8〜19.7インチ）ですが、蒸発散量や土壌の栄養分によって変化することがある。半砂漠は、タベルナス砂漠（およびスペイン高原の一部）の高地、サヘル、ユーラシアステップ、中央アジアのほとんど、米国西部、メキシコ北部のほとんど、南アメリカの一部（特にアルゼンチン）、オーストラリアのアウトバックに見られる。^[35]ケッペンの気候区分では、 BSh（高温ステップ）またはBSk（温帯ステップ）に分類されることが多い。

沿岸砂漠は、主に大陸の西端、寒流が陸地に接近する地域、または海底から冷たい水が湧き上がる地域に見られる。この海を渡る冷たい風は水分をほとんど含まないため、沿岸地域は気温が低く、降雨量も非常に少なく、主な降水は霧と露の形で現れる。日中および年間の気温差は比較的低く、アタカマ砂漠ではそれぞれ11℃（20℉）と5℃（9℉）である。このタイプの砂漠は細長く、東側は山脈に囲まれていることが多い。ナミビア、チリ、南カリフォルニア、バハカリフォルニアに見られる。寒流の影響を受けるその他の沿岸砂漠は、西オーストラリア、アラビア半島、アフリカの角、サハラ砂漠の西端に見られる。^[32]

1961年、ペヴェリル・メイグスは、地球上の砂漠地帯を降水量に応じて3つのカテゴリーに分類しました。現在広く受け入れられているこの分類法では、極度乾燥地は少なくとも12か月連続して降水がない地域、乾燥地は年間降水量が250 mm (9.8インチ) 未満、半乾燥地は年間平均降水量が250～500 mm (9.8～19.7インチ) とされています。極度乾燥地と乾燥地はどちらも砂漠とみなされますが、半乾燥地は草原の場合、一般的にステップと呼ばれます。^[6]

砂漠はまた、地理的位置と主な気象パターンによって、貿易風砂漠、中緯度砂漠、雨陰砂漠、沿岸砂漠、モンスーン砂漠、または極地砂漠に分類されます。^{[36]貿易風砂漠は、}馬の緯度両側、北緯 30 度から南緯 35 度で発生します。これらの帯は、亜熱帯高気圧と乾燥した空気の大規模な下降に関連しています。サハラ砂漠はこのタイプです。中緯度砂漠は、北緯 30 度から南緯 50 度の間に発生します。ほとんどが海から離れた地域にあり、ほとんどの水分は卓越風によってすでに沈殿しています。テンゲル砂漠やソノラ砂漠が含まれます。^[36]モンスーン砂漠も同様です。海と陸の温度差が大きい地域で発生します。湿った暖かい空気が陸地の上に上昇し、その水分を沈殿させて海に戻ります。内陸部では、降水量が非常に少なくなります。インドとパキスタンの国境付近のタール砂漠がこのタイプである。[ 36 ^]

世界の一部の地域では、雨陰効果によって砂漠が作られている。高地を通過するために気団が上昇すると、地形性上昇が起こる。その過程で、気団は冷え、山脈の風上斜面で降水によって水分の多くを失う。風下側に下降すると、気団は温まり、水分を保持する能力が増すため、比較的降水量の少ない地域が発生する。^[37]タクラマカン砂漠はその一例で、ヒマラヤの雨陰に位置し、年間降水量は38 mm (1.5インチ) 未満である。^[38]その他の地域は、最も近い水分源から非常に遠いため乾燥している。^[39]

山岳砂漠は、標高が非常に高い乾燥した場所である。最も顕著な例は、ヒマラヤ山脈の北、崑崙山脈とチベット高原に見られる。このカテゴリに属する​​場所の多くは、標高が3,000メートル（9,800フィート）を超えており、気温は半寒帯である。これらの場所は、最も近い水分源から非常に遠く、山脈の風下に位置することが多いため、極度の乾燥状態（平均年間降水量は40ミリメートル（1.5インチ）未満であることが多い）となっている。山岳砂漠は通常寒冷であるか、キリマンジャロ山の北東斜面のように、日中は焼けつくほど暑く、夜間は非常に寒くなることがある。^[40]

マクマード乾燥谷のような極地砂漠は、周囲の山々から流れ下る乾燥したカタバ風のため、氷のない状態を保っている。 ^[41]ネブラスカ州のサンドヒルズなど、現在は非乾燥環境にあるかつての砂漠地帯は、古砂漠として知られている。^[36]ケッペンの気候区分では、砂漠はBWh（高温砂漠）またはBWk（温帯砂漠）に分類される。ソーンスウェイト気候区分では、砂漠は乾燥したメガサーマル気候に分類される。^{[42] [43]}

極地砂漠は寒冷砂漠の一種です。極地砂漠は雪と氷に覆われているため水が不足しているわけではありませんが、これは単に蒸発率が極めて低く、降水量が少ないためです。

南極のマクマード乾燥谷は、非極性砂漠のように水（雨、氷、雪）がなく、極度に乾燥し、いかなる種類の降水もないため、高温または低温の砂漠に似た（表面が凍結していることを除けば）高塩湖や断続的な小川などの砂漠の特徴さえ持っています。季節的な暑さではなく、強風が、これらのほとんど生命のない地形を乾燥させます。

「生物学的砂漠」という概念は、乾燥という特徴を持たず、水が不足しているのではなく、生命が不足しているという砂漠の概念を再定義するものである。このような場所は、主に 環流の中心にあるいわゆる「海洋砂漠」であるが、デッドゾーンなどの低酸素または無酸素の水域であることもある。^{[44] [45] [46]}

砂漠では通常、昼間の気温と季節間の気温差が大きく、日中の気温は夜間に急激に下がります。昼間の気温差は20～30℃（36～54℉）にもなり、岩の表面ではさらに大きな温度差が生じます。^[47]日中は通常空が晴れており、太陽の放射のほとんどが地面に届きますが、太陽が沈むとすぐに砂漠は熱を宇宙に放射して急速に冷却されます。暑い砂漠では、夏には日中の気温が45℃（113℉）を超え、冬には夜間に氷点下まで下がることがあります。^[48]

このような大きな温度変化は、露出した岩の表面に破壊的な影響を及ぼす。度重なる変動は露出した岩に負担をかけ、山腹は割れて砕け散る。断片化された地層は谷に滑り落ち、昼間の容赦ない太陽と夜の冷気によって粉々に砕け続ける。次の地層はさらに風化にさらされる。何億年もの間地下にあった岩石に蓄積された内部圧力が解放されると、岩石は砕け散ることがある。^{[49]岩石の外面が平らな薄片に分裂すると、} 剥離も起こる。これは、度重なる熱膨張と収縮によって岩石にかかる応力が元の表面と平行に割れを引き起こすことが原因であると考えられている。 ^[47]化学的風化プロセスは、おそらくこれまで考えられていたよりも砂漠で重要な役割を果たしている。必要な水分は露や霧の形で存在する可能性がある。地下水は蒸発によって地表に引き上げられ、塩の結晶の形成によって岩石粒子が砂として剥がれたり、岩石が剥離して崩壊したりすることがある。このため崖のふもとに浅い洞窟が形成されることもある。^[47]

砂漠の山々が崩壊するにつれ、広範囲に砕けた岩や瓦礫が発生します。このプロセスは継続され、最終生成物は塵か砂です。塵は固まった粘土や火山堆積物から形成され、砂はより硬い花崗岩、石灰岩、砂岩の破砕から生じます。^[50]岩石には一定の臨界サイズ（約0.5 mm）があり、それ以下では温度によるさらなる風化は起こらず、これが砂粒の最小サイズとなります。^[51]

山が浸食されるにつれて、ますます多くの砂が生成されます。風速が速いと、砂粒が表面から持ち上げられて吹き飛ばされます。これは跳躍と呼ばれるプロセスです。空中で渦巻く砂粒はサンドブラスト機構として機能し、風の運動エネルギーが地面に伝わると、その経路にある固体物体を削り取ります。 ^[52]砂は最終的に砂原または砂海と呼ばれる平らな場所に堆積するか、砂丘に積み重なります。^[53]

砂漠はテレビや映画でよく描かれるため、多くの人は砂漠が広大な砂丘で構成されていると考えていますが、^[54]砂漠は常にそのように見えるわけではありません。^[55]世界中で、砂漠の約20％は砂で、北米ではわずか2％ですが、オーストラリアでは30％、中央アジアでは45％を超えています。^[20]砂が存在する場合、通常は砂層または広大な砂丘の形で大量に存在します。^[20]

砂層は、数センチメートルから数メートルの厚さの層に部分的に固まった粒子がほぼ水平に広がった固い広がりである。砂層の構造は、粗いシルトと極細から中粒の砂の薄い水平層で構成され、その層は一粒の厚さの粗い砂と小石の層で区切られている。これらの大きな粒子は他の粒子を所定の位置に固定し、表面で一緒に詰まってミニチュア砂漠の舗装を形成することもある。^[56]風速が 24 km/h (15 mph) を超えると、砂層に小さな波紋ができる。波紋は風向に対して垂直に形成され、風が吹き続けると徐々に表面を横切って移動する。波頭間の距離は、跳躍中に粒子が行うジャンプの平均長さに対応する。波紋は短命で、風向が変わると再編成される。^[57]

砂丘は、風に運ばれた砂が丘や尾根に積み重なったものである。砂丘は、乾燥したゆるい砂が豊富にある風下で形成され、地形や気候条件によって空中の粒子が沈殿してできる。風が吹くと、砂丘の風上側で跳躍と滑降が起こり、個々の砂粒が丘の上へと移動する。砂粒は頂上に達すると、反対側へと流れ落ちる。風上側の斜面は通常 10 ～ 20 度の勾配であるのに対し、風下側の斜面は、ゆるい乾燥した砂が滑り落ちる角度である約 32 度である。風によって砂粒が移動すると、砂丘は地表をゆっくりと移動する。^[58]砂丘は単独で存在することもあるが、砂丘原にまとまって存在することが多い。砂丘原が広範囲に広がると、砂海またはエルグと呼ばれる。^[59]

砂丘の形状は、卓越風の特性によって決まる。バルハン砂丘は、平らな地面を吹き抜ける強風によって形成され、風から離れた凹面を持つ三日月形をしている。風が定期的に2方向から吹く場合、セイフ砂丘と呼ばれる一連の長く直線的な砂丘が形成されることがある。セイフ砂丘は、一方向に吹く強風と平行に発生することもある。横断砂丘は、卓越風の方向に対して直角に走る。星型砂丘は、風向が変動することで形成され、中心点から放射状に広がる複数の尾根と滑り面を持つ。星型砂丘は垂直に成長する傾向があり、高さ500メートル（1,600フィート）に達することもあり、最も高い砂丘である。滑り面のない丸い砂丘は、砂海の風上側の端に見られる珍しいドーム型砂丘である。^[59]

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、大量の石灰岩の山々が閉じた盆地を取り囲んでいる砂漠では、時折起こる嵐の流水によって、溶け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、亜セレン酸塩と呼ば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、雪に覆われた風景に似た広大な白い砂丘として堆積する。このようなタイプの砂丘は珍しく、通常は海に流れ込む溶解性の高い石膏が残る、乾燥した閉じた盆地でのみ形成される。^[60]

世界の砂漠の大部分は、風食の影響を受けた石で覆われた平原で構成されている。「風成収縮」では、風が細粒の物質を絶えず吹き飛ばし、風に運ばれた砂となる。これにより、主に小石と多少の大きな石や玉石などの粗粒の物質が露出し、^{[53] [20]}砂漠の舗石、つまり密集した滑らかな石がモザイク状に敷き詰められた土地が形成される。舗石がどのように形成されるかについてはさまざまな説がある。砂や塵が風に吹き飛ばされた後、石が自ら揺れて定位置に定着するのかもしれないし、以前は地中にあった石が何らかの方法で地表に出てくるのかもしれない。舗石の形成後はそれ以上の浸食はほとんど起こらず、地面は安定する。蒸発により毛細管現象で水分が表面に現れ、カルシウム塩が沈殿して粒子が結合し、砂漠の凝灰岩を形成する。^{[61]時間が経つと、石の表面に生息するバクテリアが鉱物と粘土粒子の膜を蓄積し、}砂漠のワニスとして知られる光沢のある茶色のコーティングを形成する。^[62]

その他の非砂砂漠は、露出した岩盤、乾燥土壌またはアリディソル、および流水の影響を受ける扇状地、シンクまたはプラヤ、一時的または永続的な湖、オアシスなどのさまざまな地形で構成されています。^[20]ハマダは、風の作用によって砂が除去された高い岩の台地で構成される砂漠の風景の一種です。その他の地形には、細かい粒子が風によって剥ぎ取られた砂利と角張った玉石で大部分が覆われた平原があります。これらは、西サハラでは「レグ」、東サハラでは「セリル」、オーストラリアでは「ギバー平原」、中央アジアでは「サイ」と呼ばれています。^[63]アルジェリアのタッシリ高原は、浸食された砂岩の 露頭、峡谷、ブロック、尖塔、割れ目、スラブ、峡谷の寄せ集めです。ある場所では風が穴やアーチを彫り、他の場所ではキノコのような柱を作り、その柱は基部が上部より狭い。^[64]コロラド高原では、水が侵食の主な力となっている。ここでは、コロラド川などの川が何千年もかけて高地の砂漠の平原を切り開き、場所によっては深さ1マイル（6,000フィートまたは1,800メートル）を超える峡谷を作り、20億年以上前の地層を露出させている。^[65]

砂嵐と砂塵嵐は、土地が植生に覆われて保護されていない乾燥地域で発生する自然現象です。砂塵嵐は通常、細かい物質がすでに吹き飛ばされている砂漠自体ではなく、砂漠の縁で発生します。一定の風が吹き始めると、露出した地面にある細かい粒子が振動し始めます。風速が上がると、一部の粒子が気流に巻き上げられます。着地すると、他の粒子に衝突し、今度はその粒子が空中に巻き上げられて連鎖反応が始まります。放出されると、これらの粒子は、大きさ、形状、密度に応じて、懸濁、跳躍、または這うという 3 つの方法のいずれかで動きます。懸濁できるのは、直径が 0.1 mm (0.0039 インチ) 未満の粒子のみです。砂塵嵐では、これらの細かい粒子が巻き上げられ、最大 6 km (3.7 マイル) の高さまで舞い上がります。これらは視界を低下させ、貿易風によって最長6,000 km (3,700 mi) の距離を運ばれ、何日も大気中に留まることがあります。^[66]風が強くなると、より密度の高い砂塵の雲が形成され、うねる前縁とともに陸地を横切って移動します。太陽光が遮られ、地上では夜のように暗くなることがあります。^{[67] 2001年に中国で発生した砂塵嵐の研究では、650万トンの砂塵が関与し、1億3,400万km 2} (52,000,000平方マイル)の面積を覆ったと推定されています。平均粒子サイズは1.44 μmでした。^[68]はるかに小規模で短命な現象が、穏やかな状況で発生することがあります。これは、地表近くの熱い空気が、上空の小さな低温の低圧の空気ポケットを通って急速に上昇し、渦巻く粒子の柱、つまり砂塵旋風を形成するときです。^[69]

砂嵐は砂嵐よりもずっと頻度が低い。砂嵐はしばしば激しい砂嵐に先行し、風速が上昇して重い粒子を巻き上げられるようになったときに発生する。直径約 0.5 mm (0.020 インチ) までの砂粒は空中に吹き飛ばされるが、すぐに地面に落下し、その過程で他の粒子を放出する。砂粒の重さにより、砂粒は空中に長く留まることができず、ほとんどが数メートル (ヤード) の距離しか移動しない。砂は地表の上を流体のように流れ、高さ 30 cm (12 インチ) ほどまで上昇することが多い。^[66]非常に激しい安定した風の場合、砂流は 2 m (6 フィート 7 インチ) 程度までしか上昇しない。これは、最も大きな砂粒が空中にまったく浮かばないからである。砂粒は、砂漠の床に沿って転がったり、短いジャンプをしたりしながら、ゆっくりと運ばれる。^[67]

砂嵐の間、風に吹かれた砂の粒子は帯電する。このような電界は最大80kV/mに及び、火花を散らしたり通信機器に干渉したりする。また、人間にとっても不快であり、頭痛や吐き気を引き起こすこともある。^[67]電界は、空中の粒子同士の衝突や、地面に落下した砂粒の跳躍的な衝撃によって発生する。そのメカニズムはほとんど解明されていないが、粒子は通常、直径が250μm以下の場合は負に帯電し、500μmを超える場合は正に帯電する。^{[70] [71]}

砂漠と半砂漠は、乾燥気候または半乾燥気候において、バイオマスと一次生産性が低いか非常に低い生態系の本拠地です。これらは主に亜熱帯高圧帯と主要な大陸の雨陰に見られます。一次生産性は、まばらな栄養ネットワークを維持する小さな光合成独立栄養生物の低密度に依存しています。植物の成長は、降雨量、極端な温度、乾燥風によって制限されます。砂漠では、年間降雨量の合計と個々の降雨イベントの規模により、資源の利用可能性に時間的な変動が大きくなります。資源は短命または断続的であることが多く、これが散発的な動物の移動や、「脈動と蓄え」または「急増と急減」の生態系ダイナミクスを引き起こします。まばらな植生と大型哺乳類と人間の活動により、侵食と堆積が激しくなります。砂漠の植物や動物は、極端で長期にわたる水不足に適応していることが多いが、その生殖季節はしばしば短期間の水過剰に反応する。競争的相互作用は弱い。^[72]

植物は乾燥した環境では厳しい課題に直面している。植物が解決しなければならない問題には、十分な水を得る方法、食べられないようにする方法、繁殖する方法などがある。光合成は植物の成長の鍵である。光合成は太陽からのエネルギーが必要なため日中にしか行われないが、日中は多くの砂漠が非常に暑くなる。光合成に必要な二酸化炭素を取り込むために気孔を開くと蒸発散が起こり、水の保全は砂漠の植生にとって最優先事項である。一部の植物は、ベンケイソウ酸代謝を採用して夜間に気孔を開いて二酸化炭素を取り込み_、日中は気孔を閉じることでこの問題を解決した。^{[73]または}C4炭素固定を使用している。^[74]

多くの砂漠植物は葉を小さくしたり、完全に葉を捨てたりしている。サボテンはゴンドワナ大陸後期に北米と南米の両方に生息している。この属は砂漠に特化しており、ほとんどの種では葉がなくなり、クロロフィルが幹に移され、幹の細胞構造が水を蓄えられるように変化している。雨が降ると、水は浅い根に急速に吸収され、次の豪雨まで生き延びるために保持される。次の豪雨までには数か月から数年かかるかもしれない。^[75]ソノラ砂漠の巨大なサワロサボテンは「森」を形成し、他の植物に日陰を提供し、砂漠の鳥に巣を作る場所を提供する。サワロは成長が遅いが、最大200年生きることもある。幹の表面はアコーディオンのように折り畳まれており、伸びることができる。大きな標本は豪雨の後、8トンもの水を蓄えることができる。^[75]

他の乾生植物も、収斂進化と呼ばれる過程を経て、同様の戦略を発達させてきた。^{[76]これらの植物は、気孔の数や大きさを減らし、蝋状の被膜を作り、毛が生えたり小さな葉を生やしたりすることで、水分の損失を制限している。落葉植物の中には、最も乾燥した季節に葉を落とすものもあれば、蒸散を抑えるために葉を丸めるものもある。}アロエなどの他の植物は、多肉質の葉や茎、肉質の塊茎に水分を蓄える。

砂漠の植物は、広く広がる浅い根を持つか、地下水を得るために深い岩層まで届く長い主根を発達させることで、水分の吸収を最大化します。 ^[77]オーストラリアのソルトブッシュは多肉質の葉を持ち、塩の結晶を分泌するため、塩分の多い地域でも生息できます。^{[77] [78]}サボテンと同様に、多くの植物は食害動物を追い払うために棘を発達させています。^[75]

砂漠の植物の中には、降雨によって成長を促されるまで土の中で休眠状態にある種子を作るものがある。一年草の場合、そのような植物は急速に成長し、数週間以内に開花して種子を結ぶことがあり、最後の水が乾く前に成長を完了することを目指している。多年生植物の場合、種子が日陰の場所、ただし親植物と競合するほど親植物に近くない場所で発芽すると、繁殖が成功する可能性が高くなる。種子によっては、砂漠の地面で吹き飛ばされて種皮を傷つけるまで発芽しないものもある。アメリカ大陸の砂漠に生えるメスキートの木の種子は硬く、注意深く植えても発芽しない。それがプロングホーンの腸を通過するとすぐに発芽し、湿った糞の小さな山は親木から遠く離れた場所での生命の素晴らしいスタートを提供する。^[75]一部の植物の茎と葉は、砂を運ぶ風の表面速度を下げ、地面を浸食から守る。土壌表面（いわゆるクリプトバイオティック土壌）に生息する小さな菌類や微小な植物でさえも、侵食を防ぎ、他の生物を支える上で重要な役割を果たします。寒冷な砂漠では、土壌中の塩分濃度が高いことがよくあります。ここでは草や低木が主な植生で、地面は地衣類で覆われていることもあります。ほとんどの低木にはとげのある葉があり、一年で最も寒い時期に葉を落とします。^[79]

砂漠に適応した動物は乾草類と呼ばれる。哺乳類や鳥類の体温が、極度の暑さや寒さといったさまざまな気候に適応しているという証拠はない。実際、ごくわずかな例外を除いて、基礎代謝率は生息する気候に関係なく、体の大きさによって決まる。^[80]多くの砂漠の動物（および植物）は、水分保持や耐熱性に対する進化的適応が特に明らかであるため、比較生理学、生態生理学、進化生理学で研究されることが多い。よく研究されている例の 1 つは、砂漠に生息する種に見られる哺乳類の腎臓の特殊化である。^{[81]砂漠の生物には、}サボテンとユーフォルビア、カンガルーネズミとトビネズミ、フリュノソーマとモロクトカゲなど、収斂進化の例が数多く確認されている。^[82]

砂漠は動物にとって非常に過酷な環境です。動物は食物や水を必要とするだけでなく、体温を許容できるレベルに保つ必要もあります。多くの点で、鳥は高等動物の中でこれを最もうまく行うことができます。地元の雨が降った後、砂漠が花開くと、鳥は食物がより豊富にある地域に移動することができ、遠くの水場まで飛ぶことができます。暑い砂漠では、滑空する鳥は、熱気を利用して高い高度でより冷たい空気の中を舞い上がり、過熱した砂漠の床から離れることができます。エネルギーを節約するために、他の砂漠の鳥は飛ぶよりも走ります。クリーム色のコウノトリは、長い脚で地面を優雅に飛び回り、定期的に止まって昆虫を捕まえます。他の砂漠の鳥と同様に、その色でうまくカモフラージュされており、静止しているときは風景に溶け込むことができます。サケイはこのことの達人で、毎日訪れる必要がある水場から数十キロメートル (マイル) 離れた開けた砂漠の床に巣を作ります。昼行性の小型鳥の中には、羽毛が地表の色と一致する非常に限られた地域にしか生息しないものもある。サバクヒバリは頻繁に砂浴びをすることで、環境に適応している。^[83]

水と二酸化炭素は、脂肪、タンパク質、炭水化物の酸化による代謝最終生成物である。^[84]炭水化物1グラムを酸化すると0.60グラムの水が生成され、タンパク質1グラムを酸化すると0.41グラムの水が生成され、脂肪1グラムを酸化すると1.07グラムの水が生成されるため、^[85]キセロコールは飲料水をほとんどまたは全く摂取せずに生きることができる。^[86]例えばカンガルーラットは代謝の水を利用しており、基礎代謝率を低く抑え、日中の暑い時間帯は地中に潜んでいることで水分を節約し、^[87]休息時に皮膚や呼吸器系からの水分損失を減らしている。^{[86] [88]} 草食哺乳類は食べる植物から水分を得る。アダックスアンテロープ、^[89] ディクディク、グラントガゼル、オリックスなどの種は、水分補給が非常に効率的であるため、どうやら水を飲む必要がないようだ。^[90]ラクダは砂漠での生活に適応した哺乳類の素晴らしい例です。ラクダは濃縮された尿と乾燥した糞をすることで水分の損失を最小限に抑え、脱水で死ぬことなく体重の40％を水分損失で失うことができます。^[91]肉食動物は必要な水分の多くを獲物の体液から得ることができます。^[92]他の多くの暑い砂漠の動物は夜行性で、日中は日陰を探したり、地中の巣穴に住んでいます。50cm（20インチ）以上の深さでは、外気温に関係なく、30〜32°C（86〜90°F）に保たれます。^[92]トビネズミ、砂漠ネズミ、カンガルーネズミなどの小型げっ歯類は夜に巣穴から出てきます。それらを捕食するキツネ、コヨーテ、ジャッカル、ヘビも同様です。カンガルーは呼吸数を増やし、ハアハアと息をし、汗をかき、唾液で前脚の皮膚を湿らせることで体温を保っている。^[93]寒冷な砂漠に生息する哺乳類は、より暖かい体毛と皮膚の下の脂肪の断熱層によって、より優れた断熱性を発達させている。ホッキョクイタチの代謝率は、そのサイズの動物としては予想されるよりも2～3倍高い。鳥類は、足から熱が失われる問題を回避し、足を体の他の部分と同じ温度に保とうとしないという適応的断熱法を採用している。 ^[80]皇帝ペンギンは、体から熱が失われる問題を回避し、体から熱が失われる問題を回避している。 密集した羽毛、柔らかい下層、皮膚に隣接する空気断熱層、そして地球上で最も過酷な環境の一つで体温を維持するためのさまざまな体温調節戦略を持っています。^[94]

爬虫類は外温動物なので、寒い砂漠には生息できないが、暑い砂漠には適応している。サハラ砂漠では日中の暑い時期には気温が 50 °C (122 °F) まで上昇することがある。爬虫類はこの気温では生き延びることができず、トカゲは 45 °C (113 °F) の暑さで衰弱してしまう。爬虫類は砂漠での生活にほとんど適応しておらず、汗をかいて体を冷やすことができないため、日中の暑い時期には避難する。夜が明けると、地面が日中に吸収した熱を放射するため、爬虫類は外に出て獲物を探す。トカゲとヘビは乾燥地域に最も多く生息しており、特定のヘビは横向きに移動して高い砂丘を移動できる新しい移動方法を発達させている。これにはアフリカのツノクサリヘビと北アメリカのヨコバイが含まれる。これらは進化的には異なるが、収斂進化により行動パターンが似ている。多くの砂漠の爬虫類は待ち伏せ型の捕食者であり、獲物が射程内に来るのを砂の中に埋まって待つことが多い。^[95]

両生類は皮膚を湿潤状態に保つ必要があり、生殖のために水に依存することから、砂漠に住む動物とは思えないかもしれない。実際、この生息地で見つかる数少ない種は、いくつかの驚くべき適応を遂げている。それらのほとんどは掘り出し物で、暑く乾燥した月を深い巣穴で夏眠しながら過ごす。そこで何度も脱皮し、その残りを防水の繭として周囲に留め、湿気を保つ。ソノラ砂漠では、カウチのスペードフットヒキガエルが一年の大半を巣穴で休眠状態で過ごす。大雨が出現のきっかけとなり、適当な水たまりを最初に見つけたオスが他のオスを誘うために鳴く。卵が産まれ、オタマジャクシは水が蒸発する前に変態に達しなければならないため、急速に成長する。砂漠が乾くと、成体のヒキガエルは再び地中に戻る。幼体はしばらく地表に留まり、餌を食べ成長していくが、すぐに自分で巣穴を掘り始める。成体まで成長する個体は少ない。^[96]オーストラリアのミズガエルも同様のライフサイクルを持ち、雨が降らなければ5年ほど夏眠することがある。^[97]ナミビアの砂漠雨ガエルは夜行性で、大西洋から流れ込む湿った海霧のおかげで生き延びている。 ^[98]

無脊椎動物、特に節足動物は砂漠にうまく住み着いている。ハエ、甲虫、アリ、シロアリ、イナゴ、ヤスデ、サソリ、クモ^[99]は硬い表皮を持っていて水を通さないため、多くが地中に卵を産み、幼虫は地表の極端な温度から離れた場所で成長する。^[100]サハラギンアリ( Cataglyphis bombycina )は熱ショックタンパク質を斬新な方法で使用し、日中の暑い時間帯に短時間野外で餌を探す。^{[101]ナミビアの脚の}長いコガネムシは前脚で立ち、甲羅を上げて朝霧を凝結水として捉え、水を口に吸い込む。^[102]節足動物の中には雨上がりにできる一時的な水たまりを利用し、数日で生活環を完了するものもいる。砂漠のエビは、休眠中の卵が孵化すると、新しくできた水たまりに「奇跡的に」現れる。ブラインシュリンプ、フェアリーシュリンプ、オタマジャクシエビなどの他のエビは、隠蔽生物であり、体重の最大92％を失うことがあるが、雨が降って一時的な水たまりが再び現れるとすぐに水分を補給する。^[103]

人類は古くから砂漠を居住地として利用してきましたが^[104]、最近では鉱物^[105]やエネルギーの採取のために砂漠を利用し始めています^[106]。砂漠は人類の文化において重要な役割を果たしており、文献にも数多く登場しています^{[107] 。砂漠は}人間と動物の両方において限られた人口しか支えることができません^[108]。

砂漠には何千年もの間、人々が暮らしてきた。カラハリ砂漠のブッシュマン、オーストラリアのアボリジニ、北米インディアンのさまざまな部族など、その多くはもともと狩猟採集民だった。彼らは武器の製造と使用、動物の追跡、水の探し方、食用植物の採集、自然環境で見つけたものを使って日々の必需品を賄う技術を発達させた。彼らの自給自足の技術と知識は、口伝えで何世代にもわたって受け継がれた。^[104]他の文化では、羊、山羊、牛、ラクダ、ヤク、ラマ、トナカイの遊牧民として遊牧生活が発達した。彼らは家畜を連れて広大な地域を旅し、季節や不規則な降雨によって新しい植物が成長すると、新しい牧草地へと移動した。彼らは布や皮を柱に掛けて作ったテントを携行し、食事には牛乳、血、時には肉が含まれていた。^[109]

砂漠の遊牧民は貿易商でもあった。サハラは大西洋の縁からエジプトまで広がる広大な土地である。南部のサヘルと北部の肥沃な地中海地域を結ぶ貿易ルートが開発され、砂漠内部を横切って貴重な品物を運ぶために多数のラクダが使われた。トゥアレグ族は貿易商であり、輸送される品物には伝統的に奴隷、北方への象牙と金、南方への塩などがあった。この地域の知識を持つベルベル人が、様々なオアシスや井戸の間をキャラバンを案内するために雇われた。^[110] 8世紀から18世紀の間に、数百万人の奴隷がサハラを越えて北方に連れて行かれた可能性がある。^[111]陸上輸送の伝統的な手段は自動車、船舶、航空貨物の出現により衰退したが、キャラバンは今でもアガデスとビルマの間、およびトンブクトゥとタウデンニの間のルートを通り、内陸から砂漠の端のコミュニティに塩を運んでいる。^[112]

砂漠の縁では降水量が多く、条件もより適していたため、一部の集団は作物の栽培を始めた。これは干ばつで家畜が死に、遊牧民が耕作に転じざるを得なくなったときに起こったのかもしれない。投入物が少ないため、彼らは天候に翻弄され、最低限の生活水準で暮らしていたかもしれない。彼らが耕作した土地は遊牧民が利用できる面積を減らし、土地をめぐる争いを引き起こした。砂漠の半乾燥地帯の縁は土壌が脆弱で、露出すると浸食される危険がある。これは 1930 年代のアメリカのダスト ボウルで起こったことだ。土壌を支えていた草は耕され、乾燥した年が続いたことで作物が不作となり、巨大な砂嵐が表土を吹き飛ばした。この大惨事で 50 万人のアメリカ人が土地を離れることを余儀なくされた。^[113]

砂漠の周囲の半乾燥地帯でも同様の被害が現在起こっており、毎年約1200万ヘクタールの土地が砂漠化している。^[114] 砂漠化は干ばつ、気候変動、農業のための耕作、過放牧、森林伐採などの要因によって引き起こされる。植生は土壌の組成を決定する上で大きな役割を果たしている。多くの環境では、植生被覆が減少すると浸食と流出の速度が劇的に増加する。^[115]

砂漠には相当量の鉱物資源があり、時には砂漠の表面全体に広がっているため、砂漠に特徴的な色を与えています。たとえば、多くの砂漠の赤はラテライト鉱物によるものです。^[116]砂漠気候の地質学的プロセスにより、鉱物が濃縮されて貴重な鉱床が形成されることがあります。地下水による浸出により鉱石鉱物が抽出され、地下水位に応じて濃縮された形で再堆積します。 ^[105]同様に、蒸発により砂漠の湖に鉱物が濃縮され、鉱物が豊富な乾燥した湖底やプラヤが形成されます。蒸発により、石膏、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、ホウ酸塩など、さまざまな蒸発岩鉱床として鉱物が濃縮されます。^[105]蒸発岩は米国のグレートベースン砂漠で発見され、歴史的にはデスバレーから最寄りの鉄道までホウ砂の荷車を引いた「20頭のラバのチーム」によって採掘されていました。^[105]ミネラル塩が特に豊富な砂漠はチリのアタカマ砂漠で、1850年頃から爆発物や肥料用に硝酸ナトリウムが採掘されてきました。 ^[105]その他の砂漠の鉱物としては、チリ、ペルー、イランの銅、オーストラリアの鉄とウランがあります。他の多くの金属、塩、軽石などの商業的に価値のある種類の岩石は、世界中の砂漠から採掘されています。^[105]

石油とガスは、微生物が無酸素状態で分解し、後に堆積物に覆われるときに浅い海の底に形成されます。多くの砂漠はかつて浅い海の場所であり、他の砂漠では地殻プレートの動きによって炭化水素の堆積物が運ばれてきました。^[117]ガワール などの主要な油田はサウジアラビアの砂の下にあります。^{[105]地質学者は、他の油田はアメリカのいくつかの主要な油田の場合と同様に、古代の砂漠で}風成作用によって形成されたと考えています。^[105]

北アフリカでは伝統的な砂漠農業システムが長らく確立されており、水ストレスが成長の制限要因となっている地域では灌漑が成功の鍵となっている。使用可能な技術には、点滴灌漑、有機残留物または動物の堆肥を肥料として使用すること、およびその他の伝統的な農業管理慣行が含まれる。いったん肥沃度が高められると、さらなる作物生産により、風やその他の形態の浸食による土壌の破壊が防止される。^[118]植物成長促進細菌はストレス条件に対する植物の抵抗力を高める役割を果たしていることがわかっており、これらの根圏細菌懸濁液を植物付近の土壌に接種することができる。これらの微生物の研究により、砂漠農業は肥沃な島を形成し、農家が不利な環境条件にもかかわらず収穫量を増やすことで砂漠化を妨げていることが明らかになった。 [ ^118]ソノラ砂漠で、劣化した土地を回復させることを目的として、さまざまな種類の樹木の根を根圏細菌と窒素固定細菌アゾスピリルム・ブラジル^{にさらすという野外実験が行われたが、部分的にしか成功しなかった。 [118]}

ユダヤ砂漠は、鉄器時代の紀元前7世紀に砂漠の砦に食料を供給するために耕作された。^[119]アメリカ南西部のネイティブアメリカンは、メキシコから種子と技術が入手できるようになった紀元後600年頃に農業を始めた。彼らは段々畑の技術を使用し、湧水地のそば、砂丘のふもとの湿った場所、洪水灌漑を提供する小川の近く、特別に建設された広大な運河で灌漑された地域で菜園を作った。ホホカム族は500マイル（800 km）を超える大きな運河を建設し、何世紀にもわたって維持管理した。これは工学上の素晴らしい偉業である。彼らはトウモロコシ、豆、カボチャ、ピーマンを栽培した。^[120]

砂漠農業の現代的な例としては、気温が高く、年間平均降水量がわずか 3 インチ (76 mm) のカリフォルニア州インペリアル バレーが挙げられます。 ^{[121]経済は農業に大きく依存しており、土地は}オール アメリカン運河を経由してコロラド川から完全に水源を引いた運河とパイプラインのネットワークによって灌漑されています。土壌は川の氾濫原の一部であるため深く肥沃で、本来は砂漠であった場所がカリフォルニアで最も生産性の高い農業地域に変貌しました。川からのその他の水はパイプで都市部に送られますが、これはすべて川を犠牲にして行われており、抽出場所の下流では、年間の大半で地上水流がなくなりました。この方法で作物を栽培することのもう 1 つの問題は、川の水の蒸発によって土壌に塩分が蓄積することです。^[122]砂漠の緑化は依然として願望であり、かつては世界の人口増加に伴う食糧生産を増やす将来の手段と見なされていました。この見通しは、砂漠プロジェクトの灌漑のために水を転用することで他の場所で引き起こされる環境被害を無視していたため、誤りであることが判明しました。^[123]

砂漠は雲量が少ないこともあり、太陽エネルギーの供給源として注目され始めています。モハーベ砂漠には、太陽エネルギー発電システムやイヴァンパ太陽光発電施設など、多くの太陽光発電所が建設されています。^[124]この砂漠の広い範囲は鏡で覆われています。^[125]

サハラ砂漠から太陽エネルギーを生成する可能性は大きく、地球上で最も高い。ベングリオン大学のデイビッド・ファイマン教授は、サハラ砂漠の10%から世界の電力需要をすべて供給できる技術が現在存在すると述べた。^[126]デザーテック・インダストリアル・イニシアティブは、地中海の下を走るケーブルラインを通じてヨーロッパに電力を供給するために、今後40年間で北アフリカの太陽光発電および風力発電設備に5600億ドルを投資することを目指しているコンソーシアムだった。ヨーロッパがサハラ砂漠に興味を持つのは、昼間ほぼ絶え間なく太陽が照り、未使用の土地がたくさんあるという2つの側面がある。サハラは、ヨーロッパのどの地域よりも1エーカーあたりの日照量が多い。また、サハラ砂漠には、太陽光発電所の鏡面を敷設するために必要な数百平方マイルの空き地がある。^[127]

イスラエルのネゲブ砂漠とアラバ渓谷を含む周辺地域は、十分な日光を浴びており、一般的に耕作には適していません。このため、多くの太陽光発電所が建設されています。^[106]デビッド・ファイマンは、ネゲブの「巨大な」太陽光発電所がイスラエルの電力需要をすべて供給できると提案しています。^[126]

アラブ人はおそらく砂漠で戦闘を成功させた最初の組織的勢力だった。裏道やオアシスの位置を知り、ラクダを利用することで、イスラム教のアラブ軍はイスラムカリフ制の拡大期であった西暦600年から700年の間にローマ軍とペルシャ軍の両方を首尾よく打ち負かすことができた。 [ ^128]

何世紀も後、両世界大戦は砂漠での戦いとなった。第一次世界大戦では、オスマン トルコはイギリス正規軍とアラビア半島にまたがる作戦で交戦した。トルコ軍はイギリス軍に敗れたが、イギリス軍はヒジャズでトルコ軍に反乱を起こそうとしていたアラブの非正規軍の支援を受けていた。このことはT.E.ロレンスの著書『七つの知恵の柱』で有名になった。^{[129] [130]}

第二次世界大戦では、イタリア領リビアで西部砂漠作戦が始まった。砂漠での戦闘は、民間人の死傷に煩わされることなく広大なオープンスペースを戦術家が活用できる大きな機会だった。戦車や装甲車は妨害されることなく長距離を移動でき、地雷も大量に敷設された。しかし、地形の広さと厳しさから、すべての補給品は遠方から運ばれる必要があった。戦闘で勝利した軍は前進し、必然的に補給網が長くなる一方、敗れた軍は撤退、再編成、補給が可能だった。こうした理由から、各軍が勢いを失ったり回復したりするにつれ、前線は数百キロメートルにわたって行ったり来たりした。^[131]最東端はエジプトのエル・アラメインで、1942年に連合軍が枢軸軍を決定的に破った場所である。 ^[132]

砂漠は一般的に不毛で何もない風景と考えられています。作家、映画製作者、哲学者、芸術家、批評家によって、砂漠は極端な場所、死、戦争、宗教から原始的な過去や荒涼とした未来まで、あらゆるものの比喩として描かれてきました。 ^[133]

砂漠を題材にした文献は数多くある。^[107]初期の歴史的記述としては、中央アジアから中国まで旅し、24年間の旅で数多くの砂漠を横断したマルコ・ポーロ（ 1254年頃- 1324年）の記述がある。 ^[134]いくつかの記述では砂漠の状況が鮮明に描写されているが、砂漠横断の旅の記述は反省と織り交ぜられていることも多く、チャールズ・モンタギュー・ダウティの主著『アラビア砂漠旅行』（1888年）がその好例である。^[135]アントワーヌ・ド・サン＝テグジュペリは『風と砂と星』で自身の飛行と砂漠の両方について描写している。^[136]またガートルード・ベルは20世紀初頭にアラビア砂漠を広範囲に旅してこの分野の専門家となり、著書を執筆したり、アラブ人との交渉についてイギリス政府に助言したりした。^[137]もう一人の女性探検家はフレイヤ・スタークで、中東を一人で旅し、トルコ、アラビア、イエメン、シリア、ペルシャ、アフガニスタンを訪れ、その経験について20冊以上の本を執筆しました。^[138]ドイツの博物学者ウーヴェ・ゲオルクは数年間砂漠で生活し、その経験と研究を著書『この地球の砂漠で』に記録しました。^[139]

アメリカの詩人ロバート・フロストは、彼の詩『砂漠の場所』（1933年）の中で、その暗い考えを表現している。その詩は、「星々の間の空虚な空間、人類のいない星々では、私を怖がらせることはできない。私はもっと身近なところに、自分の砂漠の場所を怖がらせる力がある」という節で終わる。^[140]

砂漠と関連のある聖人には、「砂漠のアントニオ」としても知られる大アントニオがいる。ベネディクト16世は、教皇就任の説教の中で、「内なる砂漠」という比喩的な存在を物理的および社会的砂漠と結び付けて次のように述べた。「世界の外なる砂漠は拡大している。なぜなら、内なる砂漠があまりにも広大になったからだ」^[141]

火星は、地球の他に太陽系で砂漠が確認されている唯一の惑星である。 ^[142]火星の表面大気圧は低い（地球のわずか1/100）にもかかわらず、大気の循環パターンにより、地球上のほとんどの砂漠よりも広い、500万km ²（190万平方マイル）を超える周極砂の海がその地域に形成されている。火星の砂漠は主に、火星北部の永久極冠近くの平坦な地域にある半月状の砂丘からなる。より小さな砂丘地帯は、火星の極地にある多くのクレーターの底を占めている。^[143]火星探査ローバーから照射されたレーザー光線による岩の表面の調査では、地球で見られる砂漠のワニスに似た表面膜が示されたが、それは単なる表面の塵である可能性もある。^[144]土星の衛星タイタンの表面も、砂丘の海のある砂漠のような表面である。^[145]

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  • 砂漠地帯の生物多様性シナリオを示す地図（Global Deserts Outlook より）2018-07-14 にWayback Machineにアーカイブされています。