Ավազաթմբերը կարող են «շփվել» միմյանց հետ


Ավազավազաթումբներնրանք, իհարկե, կենդանի չեն, բայց նրանք կիսում են կենդանի արարածների առանձնահատկությունները: Նրանքշարժվել, գաղթելով գետնի վրայով քամու կամ հոսող ջրի պատճառով: Այժմ – օգտագործելով փորձարարականdune ձիարշավարան– Գիտնականներն ասում են, որ իրենք հսկայական քայլ են կատարել՝ բացատրելով, թե ինչպես են ավազաթմբերը նաև փոխազդում և «շփվում» միմյանց հետ: Նրանք սովորել են, որ ավազաթմբերը շարժվելիս հետ են մղում իրենց ներքևի հոսանքով հարևաններին:

Քեմբրիջի համալսարանի գիտնականները.հայտարարեցնրանց բացահայտումները 2020 թվականի փետրվարի 4-ին ևվերանայվածհետազոտական ​​աշխատանք էրհրապարակվածնույն օրըՖիզիկական վերանայման նամակներ.


Հայտնի է, որ ակտիվ ավազաթմբերը գաղթում են։ Նրանց շարժման արագությունը կապված է դրանց չափի հետ. փոքր ավազաթմբերը ավելի արագ են շարժվում, իսկ ավելի մեծ ավազաթմբերը՝ ավելի դանդաղ։ Բայց թե ինչպես են ավազաթմբերը փոխազդումիրար հետմի բան է, որը մինչ այժմ լավ փաստագրված չէր: ԻնչպեսԿարոլ Բաչիկ, թերթի առաջին հեղինակը, բացատրեց ահայտարարություն:

Գոյություն ունեն ավազաթմբերի փոխազդեցության տարբեր տեսություններ. մեկն այն է, որ տարբեր չափերի ավազաթմբերը կբախվեն և կշարունակեն բախվել, մինչև կստեղծեն մեկ հսկա ավազաթումբ, թեև այս երևույթը բնության մեջ դեռ չի նկատվել: Մեկ այլ տեսություն այն է, որ ավազաթումբները կարող են բախվել և փոխանակել զանգվածը՝ նման բիլիարդի գնդակների, որոնք ցատկում են մեկը մյուսից, մինչև նրանք լինեն նույն չափի և շարժվեն նույն արագությամբ, բայց մենք պետք է փորձարարականորեն հաստատենք այս տեսությունները:

Այժմ այդ երկու հնարավոր բացատրությունները, համենայն դեպս, ըստ այս հետազոտողների, քիչ հավանական են համարվում: ՀամաձայնՆատալի Ընկեր, ով վերահսկում էր նոր լաբորատոր հետազոտությունը.

Մենք հայտնաբերել ենք ֆիզիկա, որը նախկինում մոդելի մաս չի եղել:


Ոսկեգույն ալիքաձև ավազի կույտեր՝ կողքերին ուղղահայաց բազմաթիվ շերտերով:

Ավազաթմբեր Սահարա անապատում. Պատկերը՝ iStockphoto/ Thinkstock/ միջոցովԲրիտանական հանրագիտարան.

Ավազաթմբերի վարքագծի մոդելավորման աշխատանքների մեծ մասը կատարվում է թվային եղանակով, սակայն այս հետազոտողները կառուցել են հատուկ հաստատություն՝dune ձիարշավարանվերը նշված – հենց այս փորձերի համար: Դա թույլ տվեց նրանց ուսումնասիրել ավազաթմբերի երկարաժամկետ վարքագիծը: Նրանք օգտագործում էին շրջանաձև ջրով լցվածflume– մարդու ստեղծած ալիք ջրի համար – ժամերով հետևում է ավազաթմբերի շարժմանը, երբ պտտվում է հոսքը: Շրջանաձև բաքը ավելի լավ էր, քան սովորական ուղիղ խողովակներ օգտագործելը, ասում էին նրանք, քանի որ ուղիղ հոսքի մեջ ավազաթմբերին կարելի էր հետևել միայն մինչև հասնեն տանկի վերջը:

Հետազոտողները նաև օգտագործել են բարձր արագությամբ տեսախցիկներ, որոնց օգնությամբ նրանք կարող էին հետևել ավազի շարժումներին մինչև մեկ հատիկի մասշտաբը:

Բաչիկը ասաց, որ ի սկզբանե մտադիր չէր ուսումնասիրել երկու ավազաթմբերի փոխազդեցությունը.


Ի սկզբանե, ես մի քանի ավազաթմբեր դրեցի տանկի մեջ՝ պարզապես տվյալների հավաքագրումն արագացնելու համար, բայց մենք չէինք սպասում, որ տեսնենք, թե ինչպես են նրանք սկսել փոխազդել միմյանց հետ:

Նրանց հայտարարությունըբացատրեց:

… Հետազոտողները նկատել են, որ երկու միանման ավազաթումբները սկսում են մոտիկից, բայց ժամանակի ընթացքում դրանք ավելի ու ավելի են բաժանվում միմյանցից: Այս փոխազդեցությունը կառավարվում է վերին հոսանքի ավազաթմբից պտտվող տուրբուլենտ պտույտներով, որոնք հեռացնում են հոսանքն ի վար ավազաթմբին:

Ոսկե ալիքաձև ձևեր՝ ֆոնին երկնքով:

Ավազաթմբի դաշտ, մի շրջան, որտեղ շատ ավազաթմբեր կան, Սահարա անապատում: Պատկերը՝ Goodshoot/ Jupiterimages/ միջոցովԲրիտանական հանրագիտարան.


Հետազոտողները բացատրել են, որ հոսանքով ներքև գտնվող այս շարժումը նորմալ է, քանի որ, երբ ավազը ենթարկվում է քամու կամ հոսող ջրի, այն հակված է ձևավորել ավազաթմբի ձև և աստիճանաբար շարժվել հոսանքին ներքև, ինչպես գետում: Դա կարող է տեղի ունենալ անապատներում, գետերի հատակին և նույնիսկ ծովի հատակին: Սովորաբար, տարածաշրջանում առաջանում են բազմաթիվ ավազաթմբեր՝ առաջացնելով աավազի դաշտ.

Այս փորձի սկզբում հետազոտողները նկատեցին ավելի մանր մանրամասներ, քան երբևէ տեսել էին նախկինում: Նրանք նկատեցին, որ երկու ավազաթմբերը կարող են ունենալ նույն ձևն ու ծավալը: Երբ ջուրը սկսեց հոսել ավազաթմբերի վրայով, նրանք սկսեցին շարժվել, ինչպես և սպասվում էր:

Բայց հետո մի անսպասելի բան տեղի ունեցավ. Հետազոտողները կարծում էին, որ կտեսնեն ավազաթմբերը, որոնք շարժվում են նույն արագությամբ: Փոխարենը երկու ավազաթմբերը սկսեցին շարժվել տարբեր արագությամբ։ Առջևի ավազաթումբը սկզբում ավելի արագ էր շարժվում, քան հետևում գտնվող ավազաթումբը, բայց հետո աստիճանաբար դանդաղեց, մինչև երկու ավազաթմբերն էլ շարժվեցին մոտավորապես նույն արագությամբ։

Շարժման այս փոփոխական արագությունն է միմյանց նկատմամբ, որ այս հետազոտողները անվանում են «հաղորդակցություն»: Դա բացատրելու հիմնական դիտարկումը ավազաթմբերի վրայով հոսքի օրինաչափությունն էր: Առջևի ավազաթումբը շեղում է հոսքը՝ ստեղծելով պտույտներ իր հետևում գտնվող ավազաթմբի վրա: Այս շեղումը մղում է հետևի ավազաթմբը առջևի ավազաթումբից ավելի հեռու՝ արդյունավետորեն դանդաղեցնելով հետևի ավազաթմբի շարժումը առջևի ավազաթմբի համեմատ։ Ինչպես Վրիենդբացատրեց:

Առջևի ավազաթումբը առաջացնում է տուրբուլենտության օրինաչափություն, որը մենք տեսնում ենք հետևի ավազի վրա: Առջևի ավազաթմբի հետևում գտնվող հոսքի կառուցվածքը նման է նավակի հետևում գտնվող արթնացմանը և ազդում է հաջորդ ավազաթմբի հատկությունների վրա:

Որքան երկար էր փորձարկումը, այնքան երկու ավազաթմբերը միմյանցից ավելի էին բաժանվում: Ի վերջո, նրանք ձևավորեցին անհավասարակշռություն– Հավասարակշռված լինելու վիճակ – խողովակի հակառակ կողմերում, որտեղ նրանք այնուհետև մնացին միմյանցից 180 աստիճան հեռավորության վրա:

Խոշոր ավազաթումբ՝ սարերով և թեթև երկնքով ֆոնին:

Նամիբ ավազաթմբի եզրը՝ Բագնոլդ ավազաթմբի դաշտի մի մասը Մարսի Գեյլ խառնարանում, ինչպես տեսել է Curiosity մարսագնացը 2015 թվականին: Պատկերը՝ NASA/ JPL-Caltech/ MSSS/Թոմաս Ափերե.

Թեև փորձը ջուր է օգտագործել ավազահատիկները տեղափոխելու համար, հետազոտողները ասում են, որ արդյունքները, հավանաբար, կարող են կիրառվել նաև քամուց շարժվող ավազաթմբերի վրա: Թղթից.

Մենք ենթադրում ենք, որ նմանատիպ մեխանիզմ կարող է առկա լինել քամուց շարժվող ավազաթմբերում՝ պոտենցիալ բացատրելով ավազաթմբերի նկատված կայուն կայունությունը տարբեր միջավայրերում:

Գտածոները կարող են օգտակար լինել՝ փորձելով շեղել մեծ ավազաթմբերի միգրացիան անհրաժեշտության դեպքում, օրինակ՝ երբ նրանք ոտնձգություն են անում բնակեցված տարածքների վրա: Դա կարելի է անել՝ հետևելով ավազաթմբերի կլաստերների շարժումներին երկար ժամանակահատվածում՝ օգտագործելով ինչպես ցամաքային դիտարկումներ, այնպես էլ արբանյակային պատկերներ: Այսպիսով, ավազաթմբերի հետագա տեղաշարժերը կարելի էր նախապես ավելի լավ կանխատեսել։

Հետաքրքիր կլիներ նաև տեսնել, թե արդյոք այս դիտարկումները կարող են վերաբերվելավազաթմբեր այլ մոլորակների կամ արբանյակների վրա, ինչպիսիք են Մարսը և Տիտանը։ Երկու աշխարհներն էլ ունեն ավազաթմբերի մեծ տարածություններ, որոնք որոշ առումներով բավականին նման են Երկրի վրա գտնվող ավազաթմբերին: Տիտանները տեսել են միայն մթնոլորտի վերևից՝ Cassini և Huygens զոնդերով, սակայն Մարսի վրա ռովերներն ու վայրէջքները կարողացել են մոտիկից տեսնել դրանք և նույնիսկ փորել դրանց մեջ և ավազից նմուշառել վերլուծության համար: Վեներան և նույնիսկ Պլուտոնը նույնպես այժմ հայտնի են, որ ունեն իրենց սեփական ավազաթմբերը: Պլուտոնի վրա «ավազն» էկազմված է մեթանի սառույցի մասնիկներից. Որքան լավ է դա: Հետաքրքիր կլինի տեսնել, թե արդյոք այս այլաշխարհիկ ավազաթմբերը նույն կերպ են շփվում իրենց երկրային նմանների հետ:

Ակնոցներով և անվանական պիտակով տղամարդը, որը կանգնած է վարագույրի առջև:

Կարոլ Բաչիկը՝ նոր հետազոտական ​​աշխատության առաջին հեղինակը։ Պատկերը միջոցովLinkedIn.

Ստորին գիծ. Նոր ուսումնասիրությունը պարզում է, որ ավազաթմբերը կարող են «շփվել» միմյանց հետ շարժվելիս:

Աղբյուր. Wake-ի պատճառած ջրային ավազաթմբերի երկարաժամկետ վանում

Քեմբրիջի համալսարանի միջոցով