Песчаные дюны могут «общаться» друг с другом

Когда гора песка сталкивается с потоком ветра или воды, образуется дюна, которая начинает перемещаться вместе с потоком. Дюны, будь то в пустынях или на речном или морском дне, обычно возникают большими группами. Известно, что скорость дюны обратно противоположна ее размеру: чем дюна меньше, тем быстрее она движется. Однако до сих пор оставалось неясным, взаимодействуют ли дюны друг с другом в процессе перемещения и как это происходит.

«Существуют разные теории на этот счет. Одна предполагает, что дюны разного размера сталкиваются и в конечном итоге формируют одну гигантскую дюну, хотя в природе такого явления не наблюдали, – говорит Кароль Басик, аспирант кафедры прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета. – Другая теория утверждает, что дюны могут сталкиваться и обмениваться массой до тех пор, пока не приобретут одинаковый размер и скорость».

Басик и его коллеги решили провести ряд экспериментов для подтверждения или опровержения этих теорий. В основном работа по моделированию поведения песчаных дюн проводилась в числовом виде, однако часть исследовательской команды спроектировала и простроила уникальную экспериментальную установку, которая позволила ученым наблюдать за дюнами в течение долгого времени.

«Мы поместили несколько дюн в круговое устройство наподобие гоночного трека для ускорения сбора информации, и совсем не ожидали увидеть, что дюны начнут взаимодействовать», – говорит Басик.

С началом движения установки две дюны одинакового объема и формы начали перемещаться, при этом ученые ожидали, что они будут двигаться с одной скоростью. Однако передняя дюна сначала двигалась быстрее задней, а затем стала замедляться до тех пор, пока обе дюны не приобрели одинаковую скорость. Произошло это из-за того, что поток, отклоненный передней дюной, создает завихрения на задней, отталкивая ее. По мере продолжения эксперимента дюны отодвигались друг от друга все дальше, пока не расположились на противоположных концах установки.

Теперь ученые хотят изучить процесс перемещения дюн в пустынях с помощью спутниковых снимков, чтобы выяснить, насколько эффективными могут быть меры по отклонению траектории их движения.

Фото: Pixabay