Sand Dunes Nessebar EarthCache

    Although no more than a pile of wind-blown sand, dunes take on a remarkable range of sizes and shapes, depending on the amount of sand available, the size of the sand, and the prevailing wind directions. Over time dunes can grow, shrink, or move in the direction of prevailing winds. Dunes can be created and destroyed by either nature or humans. Dunes can roll over trees and buildings, or be washed away by storms.

    The beach is the sole source of sand for coastal dunes, and every single sand grain in a dune has come across the beach at some time in its history. In fact, each grain probably has made the trip many times because when the wind reverses and blows offshore some of the grains go right back to the beach. Certainly the prominent scarp, often seen in the toe of the dune after a storm, is evidence that waves have redistributed dune sand back to the beach. Sand can come ashore from both the sound beach and the ocean-side beach.

    Dune building is helped along by the characteristic onshore coastal winds. Regardless of the general wind circulation patterns of the region, winds will blow onshore at least some of the time, and if there is vegetation, some of the sand will be trapped to grow a dune. Not only is the sand moving, but also the energy is sometimes transferred to other objects. A glass bottle left on the beach will become frosted. As the sand grains sandblast the shine and clarity of the glass surface.

    Dunes commonly begin as piles of sand accumulated in the lee of beach debris such as piles of seaweed (especially Sargassum), clumps of salt marsh straw, and a host of human refuse (fishing nets, bottles, timbers). Beach debris slows down the wind or blocks it, causing sand to accumulate in the wind “shadow” of the object. Eventually, dune grass seeds (especially Sea Oats) find their way to the new piles of sand, germinate, sprout and trap more sand. The rotting vegetation, seaweed or salt marsh grass that caused the sand accumulation to begin with now furnishes nutrients to help the new seedlings survive. As the plant grows it continues to cause more and more sand to accumulate. If all goes well and the surf zone stays far enough away, a new dune is born! As these embryonic dune grow, the vegetation keeps moving up and out, holding much of the sand in place.

    The faster the wind, the bigger the sand sizes that can be picked up and moved. Since the speed and direction of the wind changes all the time, the appearance of a dune surface varies in texture, color, grain size, and bed-forms almost on a daily basis. In the dune, consecutive layers of windblown sand build on top of each other and, over time, the layers form a unique type of layering or stratification called wind cross-bedding. Cross-beds, which can usually be seen in erosional scarps next to the beach have several sets of sand layers that are inclined at different angles. Each single layer indicates a former surface of the dune.

    Dune stratification is usually made up of hundreds of very thin alternating layers of quartz sand, shell fragment sand and heavy mineral sand plus some layers that are mixtures of all three. The black layers, some only a grain or two thick are the heavy mineral strata. Shell fragment layers are usually brown colored. These layers were each deposited under differing wind conditions. Perhaps single gusts of wind can form some layers while others may reflect wind conditions over minutes to hours. The winnowing of light grains leaving behind a dark layer of heavy minerals forms some layers. The surface of the dune that you are walking on will someday be a layer exposed in an erosion scarp at the beach! Perhaps even you footprints will remain.

    Въпреки, че не са нищо повече от една купчина тласкан от вятъра пясък, дюните могат да приемат  забележителна гама от размери и форми, в зависимост от количеството пясък, размера на песъчинките и преобладаващите посоки на вятъра. С течение на времето дюните могат да се развият, да се свият, или да се придвижат в посоката на преобладаващите ветрове. Дюните могат да бъдат създадени, а също така унищожени както от природата, така и от човека. Дюните могат да засипят дървета и сгради или да бъдат отмити от бури.

    Плажът е единственият източник на пясък за крайбрежните дюни и всяко едно зрънце пясък, в даден момент от своята история се е намирало на плажа. В действителност, всяка една песъчинка вероятно е направила пътуването много пъти, защото когато вятърът се обръща и духа от сушата към морето някои от зрънцата пясък се връщат към плажа. Отмитите краища на дюната след буря са доказателство, че вълните са преразпределили пясъка обратно към плажа. Пясъкът може да дойде на плажа, както от ивицата на прибоя така и от страна на сушата.

    Основна причина за формирането на дюните са характерните крайбрежни ветрове. Независимо от общите модели на въздушна циркулация в региона, ветровете ще духат в посока сушата поне за известно време и ако има растителност, някои песъчинки ще бъдат хванати от нея и ще започне да се оформя дюна. Пясъкът не само се движи, но и енергията му понякога се прехвърля върху други обекти. Стъклена бутилка оставена на брега на морето, след време ще стане матирана. Зрънцата пясък ще отнемат блясъка и чистотата на повърхността на стъклото.


    Дюните обикновено се зараждат като купчини пясък, натрупани в подветрената страна на плажни отломки като купчини морски водорасли (особено Sargassum), туфи от солено-блатна трева, както и множество човешки отпадъци (риболовни мрежи, бутилки, дървен материал). Плажните отломки забавят вятъра или го спират, което води до натрупване на пясък във ветровата "сянка" на обекта. В крайна сметка, тревни семена намирят пътя си към новите купчини пясък, покълват и се превръщат в капан за още повече пясъчинки. Гниещите растения, водорасли или трева, които са предизвикали натрупването на пясъка, стават източник на хранителни вещества, който помага на новопоникналите семена да оцелеят. С растежа на растението се натрупва все повече и повече пясък. Ако всичко върви добре и зоната на прибоя е достатъчно далече, се ражда нова дюна! Новородената дюна расте, а растителността се разраства, задържайки голяма част от пясъка на мястото.

    Колкото по-силен е вятърът, толкова по-голями количества пясък биват премествани. Тъй като скоростта и посоката на вятъра се променят през цялото време, повърхноста на дюните варира в текстура, цвят, размер на гранулите и релеф, като се променя почти ежедневно. Няколко последователни слоя от издухан пясък се натрупват един върху друг и с течение на времето, слоевете формират уникален вид наслояване или стратификация. В кръстосаните наслоявания, които обикновено могат да се видят в ерозионни деформации до плажа има няколко пясъчни пластове, които са наклонени под различни ъгли. Всеки един слой показва, бивша повърхност на дюната.

    Стратификацията на дюните обикновено се състои от стотици много тънки слоеве на кварцов пясък, пясък от фрагментирани черупки на морски обитатели и тежък минерален пясък, плюс някои слоеве, които са смеси от трите вида. Черните слоеве, някои с дебелина само едно-две пясъчни зрънца са тежките минерални слоеве. Слоевете от натрошени черупки обикновено имат кафяв цвят. Всеки един от тези слоеве е депозиран при различни условия на вятъра. Някои слоеве се образуват при единични пориви на вятъра, докато други могат да отразяват характеристиките на вятъра за часове. Вятърът отвява леките песъчинки, оставяйки след себе си тъмен слой от тежки минерали. Повърхността на дюната, по която ходите, някой ден ще бъде видим слой в подкопан от прибоя ерозионен скарп! Може би дори отпечатъците от стъпките ви ще се запазят.