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이것은 반드시 모래로 만들어지는 것은 아니다.

사구의 생성은 비(非)고화물질을 운반할 수 있는 바람의 속도와 직접 관련되어 있으며, 바람에 실려온 모래가 넓은 지역을 차지하고 있는 사막지역에서 주로 나타난다. 예를 들면 사하라 사막에서는 모래 퇴적물이 약 700만 ㎢를 덮고 있는 것으로 추정된다. 지사적으로는 최근이라고 할 수 있는 플라이스토세(世) 빙하기의 건조한 기간에는 사막지역이 훨씬 더 넓었을 것으로 보인다. 그당시 북아메리카·유럽·아시아 등지에는 황토가 넓은 지역에 걸쳐 퇴적되었다. 사구는 해빈(海濱)의 모래가 바람을 따라 다시 움직이는 해안지역에서도 나타날 수 있다.

전문적인 입장에서 보면, 사막이란 용어는 매우 추운 지역에도 적용된다. 그래서 남극대륙의 빙하가 없는 지역에서는 넓은 사구지역이 나타난다. 모래가 사구의 주성분이기는 하지만, 바람은 조건만 충족된다면 다른 여러 가지 비고화물질도 운반·퇴적할 수 있다. 미국 텍사스 주의 코퍼스크리스티 근처와 본네빌플랫·아프리카·오스트레일리아 등지에서는 점토입자로 구성된 사구가 발견되었다.

사구의 모래가 이동하는 방법은 2가지이다.

첫째는 바람이 모래 알갱이를 들어올려 떨어지기 전에 짧은 거리를 운반하는 도약(saltation)이다. 모래가 암석표면으로 실려가면 2~3m 높이까지 튀어오를 수도 있지만, 대개의 경우에는 지표에서 2~3㎝ 정도 이동된다. 2번째 이동형태는 도약한 입자가 지표를 때릴 때 그 충격 때문에 다른 입자가 앞으로 밀려가는 것이다. 이러한 이동형태를 표면포행(surface creep)이라고 한다. 사구가 만들어지는 가장 단순한 방법은, 암석이나 식물 등의 장애물이 공기의 흐름을 방해해 그 뒤편에 모래가 쌓이게 되는 것으로 눈더미가 쌓이는 것과 같은 원리이다.

사구가 점차 커지게 되면 바람에 실려오는 모래의 더 큰 장애물이 되며, 그 뒷면에는 도약에 의해 이동되는 모래들이 쌓이게 된다. 사구가 더욱더 커지면 바람이 불어가는 방향으로 천천히 이동하기 시작하며, 점차 비대칭적인 모양을 띠게 된다. 사구가 기류를 더욱 방해하게 되면 사구의 바람맞이면에는 풍속이 증가한다. 이때 도약에 의해 이동되는 입자들은 사구의 경사면을 따라 올라가며, 사구의 정상부를 넘어서면 아래로 굴러떨어지기 때문에 활주면의 급경사가 만들어진다.

사구의 모래입자는 지름 1㎜를 넘지 않으며, 약 35。의 안식각을 유지한다. 활주면의 경사가 증가하여 안식각을 초과하게 되면 사면(斜面)은 점차 불안정하게 된다. 결국에는 모래가 활주면을 미끄러져내리고 사구는 앞으로 조금씩 이동하게 된다.

장애물에 의한 사구의 생성이론으로는, 완만하고 편평한 지역에서 사구가 어떻게 만들어지고 사구가 어떻게 규칙적인 구릉으로 된 모래바다를 만드는가 하는 문제를 설명할 수가 없다.

그러한 사구는 공기와 지표의 마찰 때문에 생기며, 사구는 강바닥이나 해변의 연흔과 유사한 방식으로 만들어진다는 이론이 제시되었다. 사구의 형태는 바르한과 세이프로 구분된다. 바르한은 고전적인 사막지형의 하나로 사구의 뿔이 바람이 불어가는 방향으로 뻗는 초승달 모양의 사구이다. 바르한 사구는 높이가 27m 이상일 때도 있는데, 길이와 폭이 같고 높이가 길이의 약 1/10일 때 안정된 상태를 취한다고 한다.

세이프 사구는 기다란 모래언덕이다. 일반적으로 이것은 탁월풍의 방향과 나란히 형성된다. 이러한 사구의 활주면은 소용돌이 때문에 만들어지는 것으로 알려져 있다. 세이프 사구의 구릉들 사이에 있는 저지에서는 바람에 의해 모래들이 깨끗이 쓸려간다. 구릉은 길게 뻗어 있으며, 때때로 수㎞에 달할 때도 있다. 구릉들의 높이도 다양한데, 이란의 세이프 사구는 높이가 180m라고 한다. 높이는 사구 바닥 폭의 약 1/6이다.

주요형태는 바르한과 세이프이지만 다른 모양의 사구도 나타난다.

모래의 공급량이 충분한 지역에서는 바르한이 서로 합체되어 횡사구가 만들어지기도 하는데, 횡사구에서는 초승달 모양의 구릉이 분명하지 않다. U자형 사구는 식생피복이 파괴되고 바람이 저지대를 만든 곳에 형성된다. U자형 사구는 평면상으로는 약간 초승달 모양을 띠나, 사구의 뿔이 바람이 불어오는 쪽에 형성되며, 급경사의 활주면은 초승달 모양의 바깥쪽에 있다.

이것이 바람이 불어가는 쪽으로 이동해 길이가 길어지면 머리 핀 모양을 나타낸다. 마지막 사구형태는 중동과 사하라에서 보고된 것으로 성사구(星砂丘) 또는 피라미드형 사구가 있다. 평면상의 모양은 중앙의 정점에서 사방의 여러 지점으로 뻗어내리는 가파른 구릉들로 이루어진 별 모양이다.

그러한 사구들은 움직이지 않기 때문에 수세대 동안 사막 여행자들의 길잡이 역할을 한다고 한다.