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Usando câmeras de alta velocidade, pesquisadores foram capazes de constatar que dunas de areia, mesmo sendo objetos inanimados, “conversam” entre si. Uma equipe da Universidade de Cambridge descobriu que, à medida que se movem de acordo com o vento, as dunas interagem e repelem seus vizinhos.
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Usando uma pista experimental, os cientistas observaram que duas dunas idênticas começam juntas, mas com o tempo elas se distanciam cada vez mais. Essa interação é controlada por redemoinhos turbulentos da duna que fica para o lado do fluxo vento, que empurram a duna abaixo.
Os resultados, relatados na revista Physical Review Letters, são fundamentais para o estudo da migração de dunas a longo prazo, que ameaça os canais de transporte, aumenta a desertificação e pode enterrar infraestruturas, como estradas.
É sabido que as dunas de areia ativas migram. De um modo geral, a velocidade de uma duna é inversa ao seu tamanho: dunas menores se movem mais rapidamente e dunas maiores se movem mais lentamente. O que não foi entendido é como as dunas dentro de um campo interagem entre si. Usando câmeras de alta velocidade, os pesquisadores foram capazes de rastrear os movimentos das dunas de areia em um experimento de calha circular.
“Existem diferentes teorias sobre a interação das dunas: uma é que dunas de tamanhos diferentes colidem e continuam colidindo até formar uma duna gigante, embora esse fenômeno ainda não tenha sido observado na natureza”, disse Karol Bacik, do Departamento de Matemática Aplicada e Física Teórica de Cambridge. “Outra teoria é que as dunas podem colidir e trocar massa, como bolas de bilhar quicando umas nas outras, até que tenham o mesmo tamanho e se movam na mesma velocidade, mas precisamos validar essas teorias experimentalmente”.
Bacik e seus colegas de Cambridge mostraram resultados que questionam essas duas explicações. “Descobrimos a física que não fazia parte do modelo antes”, disse Nathalie Vriend, que liderou a pesquisa. A equipe do laboratório projetou e construiu uma calha circular para que as dunas possam ser observadas por horas, enquanto câmeras de alta velocidade permitem rastrear o fluxo de partículas individuais de areia.
A pesquisadora não pretendia estudar a interação entre duas dunas: “Originalmente, eu coloquei várias dunas no tanque apenas para acelerar a coleta de dados, mas não esperávamos ver como elas começaram a interagir umas com as outras”. disse.
Inicialmente, a duna da frente se moveu mais rápido que a duna de trás, mas, à medida que o experimento continuou, a duna da frente começou a desacelerar, até as duas se moverem quase na mesma velocidade. Crucialmente, o padrão de fluxo nas duas dunas foi observado como diferente: o fluxo é desviado pela duna frontal, gerando ‘redemoinhos’ na duna traseira e empurrando-a para longe.
“A duna frontal gera o padrão de turbulência que vemos na duna traseira”, disse Vriend. “A estrutura de fluxo atrás da duna da frente é como uma esteira atrás de um barco e afeta as propriedades da próxima duna”, completou. À medida que o experimento continuou, as dunas se distanciaram cada vez mais, até formarem um equilíbrio em lados opostos da calha circular, mantendo-se afastadas a 180 graus.
O próximo passo da pesquisa é encontrar evidências quantitativas da migração de dunas em larga escala nos desertos, usando observações e imagens de satélite. Ao rastrear aglomerados de dunas por longos períodos, é possível observar se as medidas para desviar a migração de dunas são eficazes ou não.
Via: Phys.org
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