Как песчаные дюны общаются друг с другом

Под действием ветра или воды небольшие груды песка принимают формы дюн. При этом они редко встречаются по отдельности: как в пустынях, так и на морском дне дюны передвигаются, создавая большие группы и располагаясь в том или ином порядке. Считается, что скорость дюны обратно пропорциональна ее размеру: меньшие движутся быстрее, а большие — медленнее. Изучая это явление, ученые из Кембриджского университета обнаружили, что этот процесс не хаотичен: по мере своего перемещения дюны взаимодействуют.

Выяснилось это почти случайно. Исследователи сконструировали уникальную экспериментальную установку с круговым потоком, позволяющую наблюдать за долгосрочным поведением дюн. При этом высокоскоростные камеры отслеживали движение отдельных частиц в самих дюнах. Руководитель исследования, профессор кафедры прикладной математики и теоретической физики в Кембридже Карол Бачик (Karol Bacik) рассказал, что в установку было помещено две дюны одинакового объема и одинаковой формы только для ускорения сбора данных.

«Но мы не ожидали увидеть, как они начали взаимодействовать друг с другом», – Карол Бачик.

Когда поток воды начал идти через две дюны, они начали сближаться, при этом сначала одна дюна двигалась быстрее другой, но постепенно скорости сравнялись. Уже это было удивительно — оказывается, что скорость дюн не обязательно коррелирует с их размерами.

По мере продолжения эксперимента дюны оказывались все дальше и дальше друг от друга: турбулентные вихри из первой дюны отталкивали вторую. В результате они расположились на противоположных сторонах кругового потока.

Результаты исследования важны для изучения долгосрочной миграции дюн, которая угрожает судоходным каналам, усиливает опустынивание местности и может нанести ущерб инфраструктуре. На следующем этапе ученые будут наблюдать за этими процессами непосредственно в пустынях и с использованием спутниковых снимков.