Πέμπτη, 6 Φεβρουαρίου 2020

Οι αμμόλοφοι δεν σχηματίζονται τυχαία. Sand dunes can 'communicate' with each other

Mondrian, Dune II, 1909. Βρετανοί ερευνητές μελέτησαν τις κινήσεις των αμμόλοφων με στόχο να κατανοήσουν με ποιον τρόπο αυτοί σχηματίζονται. Even though they are inanimate objects, sand dunes can 'communicate' with each other. A team from the University of Cambridge has found that as they move, sand dunes interact with and repel their downstream neighbors.

Έχετε αναρωτηθεί ποτέ βλέποντας φωτογραφίες μιας ερήμου εάν ο σχηματισμός των αμμόλοφων γίνεται τυχαία ή εάν «κρύβεται» κάποια λογική πίσω από την εμφάνιση του ξηρού επιβλητικού τοπίου;

Μία ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ έθεσε το ίδιο ερώτημα και με μία σειρά πειραμάτων, τα αποτελέσματα των οποίων δημοσιεύτηκαν στην επιστημονική επιθεώρηση «Physical Review Letters», απέδειξε ότι καθώς οι αμμόλοφοι παρασύρονται από το νερό αλληλεπιδρούν με τους γειτονικούς αμμόλοφους απωθώντας τους. Η αλληλεπίδραση αυτή οδηγεί στο σχηματισμό συγκεκριμένων μοτίβων άμμου.

Αποκρυπτογραφώντας τις κινήσεις

As they move, sand dunes interact with and repel their downstream neighbors, according to a new study published in the journal Physical Review Letters. Using an experimental dune’ racetrack,’ the study authors observed that two identical dunes start out close together, but over time they get further and further apart; this interaction is controlled by turbulent swirls from the upstream dune, which push the downstream dune away. Sand dunes. Image credit: Nicola Giordano.

Μέχρι σήμερα οι ερευνητές γνώριζαν ότι οι αμμόλοφοι αλλάζουν θέση εξαιτίας φυσικών παραγόντων όπως ο αέρας ή το νερό, αλλά δεν κατανοούσαν με ποιον τρόπο σχηματίζονται συγκεκριμένα μοτίβα, όπως αμμόλοφοι με όμοια απόσταση ο ένας από τον άλλον. Κλειδί για την κατανόηση αυτής της γνώσης είναι η μελέτη του τρόπου με τον οποίο η αλλαγή της μορφής ενός αμμόλοφου επηρεάζει τη μορφή ενός γειτονικού.

«Υπάρχουν διαφορετικές υποθέσεις για την αλληλεπίδραση των αμμόλοφων», εξήγησε σε σχετικές δηλώσεις του ο διδακτορικός φοιτητής και πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης Κάρολ Μπάσικ. «Η μία υπόθεση υποστηρίζει ότι αμμόλοφοι διαφορετικού μεγέθους συγχωνεύονται μέχρι να σχηματίσουν έναν τεράστιο αμμόλοφο. Η άλλη υπόθεση υποστηρίζει ότι οι αμμόλοφοι συγχωνεύονται εν μέρει και ανταλλάσσουν άμμο μέχρι το ύψος τους να εξισωθεί και ως εκ τούτου να παρασύρονται από τον αέρα ή το νερό ομοιόμορφα».

Αλληλεπίδραση μέσω στροβιλισμών

Τα αποτελέσματα των ερευνητών ωστόσο δεν επιβεβαίωσαν καμία από αυτές τις υποθέσεις. Αντίθετα, προέκυψε μία καινούρια θεωρία βασισμένη στα εν λόγω αποτελέσματα, σύμφωνα με την οποία καθώς κινείται ένας αμμόλοφος παρασυρμένος από το νερό δημιουργεί στροβιλισμούς στο πίσω μέρος του, οι οποίοι ωθούν τον επόμενο αμμόλοφο να απομακρυνθεί σταδιακά από τον πρώτο. Με αυτόν τον τρόπο σχηματίζονται συγκεκριμένα μοτίβα άμμου.

Για να καταλήξουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι ερευνητές σχημάτισαν δύο αμμόλοφους μέσα σε ένα σύστημα ρέοντος νερού. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι ο πρώτος αμμόλοφος άρχισε να κινείται πιο γρήγορα, όμως σταδιακά επιβραδύνθηκε, ενώ παράλληλα η άμμος του δεύτερου αμμόλοφου άρχισε να κινείται σε κατεύθυνση αντίθετη από αυτή του πρώτου. Τελικά, οι δύο αμμόλοφοι κατέληξαν αντιδιαμετρικά σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους.

Τα επόμενα βήματα των επιστημόνων θα είναι να ποσοτικοποιήσουν αυτές τις κινήσεις χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες. Όπως οι ίδιοι υποστηρίζουν, τα αποτελέσματα είναι πολύ σημαντικά για εκτάσεις όπου η μετακίνηση των αμμόλοφων αποτελεί σοβαρό πρόβλημα, όπως στην περίπτωση στενών πορθμών ή περιοχών όπου λόφοι άμμου καλύπτουν το οδικό δίκτυο.

Πηγές: Karol A. Bacik, Sean Lovett, Colm-cille P. Caulfield, Nathalie M. Vriend. Wake Induced Long Range Repulsion of Aqueous DunesPhysical Review Letters, 2020; 124 (5) DOI: 10.1103/PhysRevLett.124.054501 - http://www.sci-news.com/othersciences/geophysics/sand-dunes-08086.html - https://www.tovima.gr/2020/02/05/science/oi-ammolofoi-de-sximatizontai-tyxaia/