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Sanddünen können miteinander "kommunizieren"


Offensichtlich können Sanddünen nicht in dem Sinne miteinander sprechen, wie wir es in dieses Konzept einbauen. Dünen können jedoch Nachbarn beeinflussen, als ob sie ihre physische Position diesen physischen Strukturen mitteilen würden. Diese Aussage wurde von einem Team von Wissenschaftlern der Universität von Cambridge gemacht, das experimentell feststellte, dass die Sanddünen, wenn sie sich bewegen, interagieren und ihre Nachbarn entlang des Baches abstoßen.

Versuchen Sie sich eine Sanddüne vorzustellen. Sie wird nicht allein sein? Es gibt immer noch Dünen - Tonnen von fantastisch gelegenem Sand. Eine einsame Sanddüne ist kaum vorstellbar. An Land oder unter Wasser befinden sich Sanddünen normalerweise in großen Gruppen. Bei der Migration über große Entfernungen ändern diese Strukturen jedoch unerwartet ihre Wachstumsrate und stellen sich letztendlich als gleichmäßig verteilt heraus, was zu Überlegungen darüber führt, wie diese Sandhügel „kommunizieren“ können.

Wenn Sie ein paar kleine Wörter spielen, können sie als "soziale Wesen" bezeichnet werden. Eine besondere Ironie ist die Tatsache, dass selbst wenn die Düne von einer großen Anzahl von "Nachbarn" umgeben ist, möglicherweise persönlicher Raum erforderlich ist. Und die sandige „Community“ bietet diesen Raum.

Sandtheorien


Es gibt verschiedene Theorien der Düneninteraktion. Am beliebtesten waren zwei davon:

  • Die erste geht davon aus, dass Dünen unterschiedlicher Größe kollidieren und weiter kollidieren, bis sie eine riesige Düne bilden. Ich stelle fest, dass dieses Phänomen in der Natur noch nicht beobachtet wurde.
  • Das zweite ist, dass die Dünen kollidieren und Masse austauschen können, wie Billardkugeln, die voneinander abprallen, bis sie die gleiche Größe haben und sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen. Diese Version hat jedoch noch keine direkten Beweise.

Wissenschaftler der Universität Cambridge führten eine Studie durch, die eine neue Erklärung für die Bewegung der Dünen liefert. Ein Bericht über die Ergebnisse wurde 2020 in der Zeitschrift Physical Review Letters ( Text und Modelle ) veröffentlicht. Dies ist nicht nur eine theoretische Studie der nächsten britischen Wissenschaftler. Die Migration von Dünen führt zur Wüstenbildung großer Gebiete und ist daher eine wachsende Bedrohung, insbesondere unter Bedingungen der globalen Erwärmung. Diese Sandstrukturen können die Schifffahrtskanäle und die Straßeninfrastruktur gefährden. In Afrika und den USA beispielsweise ist eine Sandstraße nicht so selten. Deshalb verbringen nicht eine oder zwei Forschungsgruppen ihre Zeit damit, Dünen zu studieren, ihr Verhalten zu modellieren und zu versuchen, die Prozesse von Bildung und Migration zu verstehen.

Neues Experiment - neue Antworten



Die beiden Theorien, über die ich zuvor gesprochen habe, scheinen nicht zuverlässig zu sein. Es ist bekannt, dass sich kleine Sanddünen schneller und große langsamer bewegen (hier ein kurzes Video zum Thema). Dementsprechend bewegen sich dieselben Dünen mit derselben Geschwindigkeit. Neuere Experimente zeigen jedoch, dass dies nicht immer der Fall ist. Beispielsweise können zwei Sanddünen mit demselben Volumen und derselben Form beschleunigen oder verlangsamen, um sich weiter auseinander zu bewegen, ohne während der Migration einen wesentlichen Teil ihrer Masse auszutauschen.

Das Cambridge-Labor hat einen Versuchsaufbau entwickelt, mit dem Sie das Langzeitverhalten der Dünen überwachen können. Im Allgemeinen gab es mehrere solcher Installationen. In letzterem haben Wissenschaftler einen künstlichen Wasserkanal mit Wänden über der Umgebung geschaffen (das heißt, es war nicht nur ein Graben). Der kreisförmige Strom sollte es Forschern ermöglichen, die Wechselwirkung zwischen den Dünen zu beobachten.

Während des Experiments wurden zwei identische Dünen in der Installation mit Wasser gebildet, und Wissenschaftler erwarteten von ihnen identische Bewegungen. Zunächst bewegte sich die vordere Düne jedoch schneller und wurde von Zeit zu Zeit langsamer. Allmählich bewegten sich die Dünen auseinander, bis sie auf den gegenüberliegenden Seiten des Kreisstroms ein Gleichgewicht bildeten. Ihre Geschwindigkeiten wurden sehr ähnlich und sie blieben auf gegenüberliegenden Seiten des Kreises.

Es stellte sich heraus, dass die vordere Düne Turbulenzen erzeugt, die die hintere Düne betreffen. Im Allgemeinen ähnelt die Form des Baches hinter der vorderen Düne der Spur, die das Boot hinterlässt. Und es beeinflusst die Eigenschaften der darauf folgenden Düne.

Seltsamerweise platzierten die Forscher zunächst mehrere Dünen im Tank, um die Datenerfassung zu beschleunigen. Daher war das Zusammenspiel von Sandstrukturen miteinander eine angenehme Überraschung für sie.

Was weiter?


Mit diesen zufällig erhaltenen Daten können wir im Allgemeinen mit dem nächsten Schritt fortfahren: Untersuchung der Entwicklung von Dünen in anderen Arten von Umgebungen. Zum Beispiel unter Wüstenbedingungen. Zusätzlich werden neue Informationen verwendet, um die „Dünensprache“ zu entschlüsseln. Hierzu werden Satellitenbilder weiter analysiert. Vielleicht werden diese Studien in Zukunft dazu beitragen, wichtige Objekte für den Menschen davor zu schützen, von wandernden Sandstrukturen absorbiert zu werden.

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