据统计，地球上沙漠面积1535万平方公里，占陆地的10．3％，而且这个数字似乎还在不断增大。那么，面积如此广大的沙漠究竟是怎样形成的呢?
传统的观念认为，沙漠是地球上干旱气候的产物。从地球上沙漠分布来看，也证实了这一观点。
然而，这一理论并不能解释所有沙漠的成因。比如塔尔沙漠，它的上空湿润多水，而且当西南季风来临时，那里的空气中，水汽含量几乎可与热带雨林区相比，但它的地上却是沙漠遍野。科研人员经过研究，认为尘埃是形成沙漠的主要原因。
他们发现，塔尔沙漠上空混浊不堪，每平方公里上空平均飘浮尘埃达1吨半多，分布高度比城市上空要高。尘埃白天遮住了阳光，大气呈灰蒙蒙的，有些暗红色，夜间也不见群星。尘埃在这里竟制服了湿气，使地面只能形成沙漠。
那么，这么多的尘埃又源于何处呢?
有的学者指出，塔尔沙漠的尘埃最初是人类造成的，后来沙漠又加剧了它的密度。
持这一观点的人还以世界上最大的沙漠——撒哈拉沙漠的演变为证据来进一步说明。
撒哈拉沙漠的大部分地区在远古时代曾是一片植物茂盛的肥沃土地，绿叶葱翠，百花艳丽，禽兽成群，万木竞荣……1957年考古学家在撒哈拉沙漠找到8000年前的岩壁画，以及后来找到的阔叶树种和化石，都为此提供了证据。后来，由于人类破坏了原有生态，才“制造”了沙漠，干旱的气候不是元凶，它只是提供了形成沙漠的适宜条件。
但也有人不完全同意上述观点，认为撒哈拉沙漠的形成最初是很缓慢的，直至公元前5000年，不知从什么地方飞来铺天盖地的黄沙，才使此地变成了辽阔无边的沙漠瀚海。然而若问这不期而至、突如其来的黄沙又是从哪里飞来的呢?遗憾的是，没有人能确切地回答出来。
甚至还有人提出在人类尚未出现在地球上以前，那些沙漠是怎样产生的呢?人类不适当的开发自然，固然会使丰美的草原森林退化成沙漠，但是沙漠本身成为一种生态类型，早在人类出现以前就存在了。
到底是谁制造了沙漠?是人类?还是气候?还是人类和干旱气候共同制造了沙漠?这个问题尚在争论中。
戈壁荒漠“丹青”
走过美国干旱的西南部地区，或是穿过中国西部苍凉的戈壁荒漠边缘，或是越过阿根廷安第斯山的沙漠，你都会看到一幅奇异的景象。这些干旱地区光秃秃的岩石上经常会蒙上一层神秘而亮丽多彩的外衣。仿佛是有什么人或物曾在沙漠上挥洒丹青。
剥去这层外衣，你就会看到这到底是怎么回事。这些岩石有一层极薄的“光泽表面”。它由岩石表面的菌群生成，通过氧化的微量金属如锰等来汲取能量，这些金属是由空中的灰尘和偶而降雨落下的岩屑积聚而成的。
这一神秘地貌正向我们揭示一个重要的情况。它将有助于解开某些地方过去气候的秘密，科学家原来一直认为这些地方缺乏记录气候的特征。虽然还处于起步阶段，但这层表面最终会解开一个气候学的重要谜团，并且能告诉我们今后是否会发生气候突变。
不再是“大黑洞”
岩石表面一直是个少有人研究的难题。但纽约拉蒙特一多尔蒂地球观测站的刘坦卓(音)和沃利?布勒克已将它变成了一个重要的研究工具。刘是世界最著名的研究沙漠表面的专家。布勒克是海洋学家，并且一直致力于研究过去的气候。
尽管看起来存在的时间很久，但许多沙漠其实很不稳定。气候上一些小小的变化就会导致它们发生巨大变化，比如在原来是沙丘的地方出现浓密的灌木丛甚至森林。像撒哈拉沙漠6000年前就是一片灌木丛，但没过多长时间就变成了沙漠。
这种敏感性使沙漠成了气候多变的一个重要因素。但问题是它们也是气候历史上的大黑洞，因为它们缺少可供研究的冰核，湖泊沉积物或树木年轮也很少见。你所能研究的差不多只是岩石和沙子。尽管沙漠覆盖了地球表面的很大一部分，但我们对它的过去几乎一无所知，而它未来的变化也难以预测。
那么，靠岩石表面是否可以把沙漠气候与布勒克所揭示的一些全球大的变化联系起来呢?刘认为可以。岩石表面的化学成分非常多样化。虽然铁的成分相对稳定，但其它像锰、钙、钡等成分的密度变化很大。这种化学组合就决定了表层的颜色。富含锰的岩石呈黑色，较光滑，锰含量减少时，颜色就会转为棕色。刮开岩石表层你就能看到其他颜色，尤其是桔黄色。透过显微镜甚至能看到红、黄、蓝色。刘认为这些表层成分的变化将是推测过去气候的关键。
有些表面的形成可能是上一次冰川的作用，至少也是在大约10万年前的问冰期时代。它们现在也只有约200微米厚，但这可能已经是极限了。岩石在整块剥落之前只能承受这样厚度的表面。