Fizycy sprawdzili, jak "komunikują się" wydmy. Czeka nas zderzenie?

Fizycy zaobserwowali, że kiedy dwie identyczne rozmiarem wydmy migrują na duże odległości, nieoczekiwanie zmieniają tempo, aby ostatecznie rozmieścić się równomiernie. Ta obserwacja pozwala badaczom spekulować, że wydmy „potrafią się komunikować”.

– Jeśli popchnę sąsiada przede mną, to wykonuję jakąś czynność. Ale nie mówimy o ludziach posiadających mózgi, mówimy o piaskowych wydmach, które się komunikują – nieożywionych obiektach przekazujących informacje – powiedziała Nathalie Vriend z Cambridge University w wywiadzie dla „The Washington Post”.

Oczywiście wydmy nie mogą ze sobą rozmawiać. Ale naukowcy twierdzą, że wpływ wydm na siły wprawiające je w ruch – takie jak wiatr czy woda – zmienia wpływ tych sił na inne otaczające je wydmy, powodując, że te struktury fizyczne „komunikują” swoją pozycję.

Wcześniejsze teorie nietrafione?

Twierdzenie to stoi w sprzeczności z tym, co o migracji wydm sądzono na podstawie dotychczasowych modeli teoretycznych. Migracja wydm zachodzi bowiem bardzo powoli i na tak dużych odległościach, że niezwykle trudno jest ją zbadać.

Ogólnie rzecz biorąc, wydmy postrzegane są jako samobieżne autonomiczne czynniki, które czasami mogą się zderzać i pochłaniać jedne drugie, ale niekoniecznie współpracują.

– Inną teorią jest ta, że wydmy mogą się zderzać i wymieniać masę, jak odbijające się od siebie kule bilardowe, aż osiągną ten sam rozmiar i zaczną poruszać się z tą samą prędkością – wyjaśnia fizyk teoretyczny Karol Bacik.

Najnowsze odkrycie fizyków z Cambridge, opisane w „Physical Review Letters” sprawia, że obie te teorie wydają się niedostateczne. Wiadomo, że małe wydmy poruszają się szybciej, a większe wydmy wolniej, co sugeruje, że wydmy podobnego rozmiaru poruszałyby się w tym samym tempie, ale nowe wyniki sugerują, że nie zawsze tak jest.

Okazuje się, że dwie wydmy o tej samej objętości i kształcie mogą przyjmować od siebie wzajemnie wskazówki, przyspieszając lub zwalniając, aby oddalić się od siebie, a to wszystko bez wymiany znacznej części swojej masy.

Przygotujemy się na zmiany

Dzięki stworzeniu obracającego się, wypełnionego wodą okrągłego kanału zespół był w stanie utrzymywać dwie identyczne wydmy wirujące w kółko przez wiele godzin. Zamiast poruszać się w tym samym początkowym tempie, wydma z przodu najpierw przyspieszyła, a po pokonaniu 180 stopni, by dotrzeć do przeciwnej strony kanału, zwolniła do tego samego tempa co druga wydma.

Dzięki powstaniu turbulencji w przepływie wody pierwsza wydma popychała tę znajdującą się za nią. Innymi słowy, wiodąca struktura oddziaływała na sąsiednią wydmę i odpychała ją – „komunikując się” poprzez swój ślad i zużywając bardzo niewiele własnej masy w tym procesie.

To odpychanie sąsiadujących wydm zaobserwowano wcześniej na zdjęciach satelitarnych, ale dopiero teraz naukowcy zbadali stojące za procesem mechanizmy.

Nawet gdy naukowcy przemieszali wydmy i umieścili w kanale dwie struktury o nieco różnych rozmiarach, zauważyli podobny efekt. Większa wydma z przodu początkowo przyspieszyła, a potem – gdy odległość między wydmami wzrosła – mniejsza wydma zaczęła przyspieszać.

Jeśli ten schemat działa również na lądzie, odkrycie może być niezwykle ważne w badaniach nad zmianami klimatu i ich wpływem na środowisko. Z biegiem lat globalne ocieplenie zwiększyło ruch wydm w niektórych częściach świata, m.in. w USA, Afryce czy Antarktydzie.

Zrozumienie, dokąd zmierzają te masywne struktury piasku – i w jaki sposób się przemieszczają – może pozwolić nam przygotować gospodarstwa, drogi, infrastrukturę i tereny mieszkalne na nadchodzące zderzenie – sądzą autorzy badań.

Katarzyna Grzelak