Перемещение песчаных дюн, вызванное ветром или водными потоками, сопровождается турбулентными вихрями, которые служат для синхронизации их миграции с соседними дюнами.
Вода или воздух, воздействуя на песок, формируют дюну. Она перемещается по направлению ветра или волн, причем скорость ее движения зависит от размера: чем она меньше, тем быстрее перемещается. Дюны возникают поодиночке нечасто, обычно они формируют дюнные поля – от небольших участков до весьма протяженных территорий.
Ученые из Великобритании продемонстрировали, как песчаные холмы в дюнах взаимодействуют. По мнению Натали Вренд и ее коллег, эти взаимодействия могут существенно влиять на перемещение дюн статье, принятой к публикации в журнале Physical Review Letters. Коротко об их работе рассказывается в сообщении пресс-службы Кембриджского университета.
«По словам одного из авторов работы, Кэрол Бэсик (Karol Bacik), существует несколько теорий, объясняющих взаимодействие дюн. Одна из них предполагает, что дюны различного размера многократно объединяются, формируя более крупные образования, однако подобные процессы пока не зафиксированы в природе. Другая теория утверждает, что столкновения дюн должны сопровождаться обменом массы, подобно тому, как при соударении обмениваются импульсом бильярдные шары, в результате чего они выровняют свои размеры и скорости. Однако и эту гипотезу необходимо подтвердить экспериментальным путем».
Однако эксперименты, выполненные командой Вренд, ставят под вопрос обе модели взаимодействия. Для наблюдения за миграциями дюн ученые создали кольцевую установку, с помощью высокоскоростной видеокамеры они долгое время отслеживали их круговое движение. Внимательно изучив две идентичные дюны, физики обнаружили нечто необычное. Вопреки прогнозам, они двигались с разной скоростью.
Изначально передняя дюна двигалась с большей скоростью, но постепенно ее скорость снизилась до скорости задней. К моменту полной стабилизации движения песчаные холмики оказались расположены по разные стороны кольцевой камеры. Для анализа произошедшего ученые изучили видеозапись. Выяснилось, что потоки ветра, воздействуя на «заднюю» часть передней дюны, формируют за ней турбулентные завихрения, которые «выталкивают» заднюю дюну все дальше и дальше назад, вплоть до того, что она оказалась на 180° позади передней.