Fisiografia
Diverse piccole catene montuose e catene, composte da arenarie e argille di età cenozoica (cioè formate negli ultimi 65 milioni di anni), sorgono nella parte occidentale del deserto. Le montagne Mazartag a forma di arco, situate tra le valli del fiume Hotan e Yarkand (Ye’erqiang), si arcano verso sud-ovest. Circa 90 miglia (145 km) di lunghezza e 2 a 3 miglia (3 a 5 km) di larghezza, e con un’altezza massima di 5.363 piedi (1.635 metri), si alzano in media di soli 1.000 a 1.150 piedi (300 a 350 metri) sopra la superficie della pianura sabbiosa. Nelle vicinanze si trova un’altra catena insulare, circondata su tutti i lati da massicci di sabbie mobili; il monte Rosstagh, noto anche come monte Tokhtakaz, raggiunge un’altitudine di 5.117 piedi (1.560 metri), e la gamma sale da 600 a 800 piedi (180 a 240 metri) sopra la pianura. Entrambe le catene sono coperte da un mantello poco profondo di eluvio e detriti di roccia e hanno vegetazione sparsa, di tipo desertico. Nel nord le sabbie del Takla Makan formano un chiaro confine con la valle del fiume Tarim vegetata.
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La pendenza generale della pianura è da sud a nord, e i fiumi che scorrono dalle montagne Kunlun scorrono in quella direzione. Le valli del fiume Hotan e Keriya sono sopravvissute fino ai giorni nostri, ma la maggior parte dei fiumi meno profondi sono stati persi nelle sabbie, dopo di che le loro valli vuote sono state riempite dalla sabbia trasportata dal vento.
La superficie del Takla Makan è composta da depositi alluvionali friabili spessi diverse centinaia di piedi. Questo strato alluvionale è stato influenzato dal vento e la sua copertura di sabbia portata dal vento è spessa fino a 1.000 piedi. Il rilievo è costituito da una varietà di caratteristiche topografiche eoliane (formate dal vento) e dune di sabbia di varia forma. Queste dune di sabbia eolie si sono formate attraverso gli agenti atmosferici dei depositi alluvionali e colluviali del bacino del Tarim e delle pianure pedemontane del Kunluns e del Tien Shan orientale. La dimensione delle catene di dune di sabbia più grandi è considerevole: essi variano da 100 a 500 piedi (30 a 150 metri) di altezza e 800 a 1.650 piedi (240 a 500 metri) di larghezza, con una distanza tra le catene di 0,5 a 3 miglia (1 a 5 km). Le più alte forme topografiche eoliane sono le dune piramidali, che salgono da 650 a 1.000 piedi (da 200 a 300 metri). Nelle parti orientali e centrali del deserto predominano reti di dune cave e grandi e complesse catene di dune di sabbia. Sono comuni anche nella parte occidentale del deserto (ad est della valle del fiume Hotan), dove coesistono forme topografiche trasversali e longitudinali (rispetto al vento). Ai margini del deserto predominano dune di sabbia semipermanenti e raggruppate con cespugli di tamerici e nitri—così come regioni argillose con dune di sabbia scollegate. Tale diversità nelle caratteristiche eoliane è il risultato delle complesse condizioni del vento del bacino.