enero 21, 2022

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Hay una ‘ley’ matemática escondida en las mega ondas de arena que se encuentran por toda la Tierra

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Dondequiera que haya arena y atmósfera, los vientos predominantes pueden azotar los granos en formas ondulantes, agradables a la vista con su repetición calmante.

Ciertas olas de arena, con longitudes de onda entre 30 centímetros (casi 12 pulgadas) y varios metros (alrededor de 30 pies), son conocido como mega ondas: están entre las olas de la playa ordinarias y las dunas de tamaño completo, y las hemos visto no solo en la Tierra sino también en otros planetas como marte, conocida por sus tormentas de polvo.

Además de su tamaño, una característica clave de estas ondulaciones intermedias es el tamaño del grano involucrado: una superficie de grano grueso sobre un interior de material mucho más fino. Sin embargo, esta mezcla de granos nunca es la misma, ni los vientos que soplan la arena crean las ondas en primer lugar.

Ahora, los investigadores han descubierto una característica matemática sorprendente de las megaondulaciones: dividir el diámetro de los granos más gruesos en la mezcla por el diámetro de los granos más pequeños siempre es igual a un número similar, algo que no se había detectado antes en varias décadas de investigación.

Crestas de viento transversales, un tipo de mega ondulación que se ve en Marte. (NASA/JPL-Caltech/Univ. de Arizona)

En el futuro, este número podría usarse para categorizar diferentes tipos de ondas y qué procesos específicos de transporte de granos las formaron, concluyen los autores del estudio.

“Descubrimos que una firma característica del transporte a escala de grano está codificada en las distribuciones de tamaño de grano (GSD) que coevolucionan con megaondulaciones”, escriben los investigadores en su artículo. artículo publicado.

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“Nuestra compilación de datos y literatura originales establece firmemente la precisión y solidez de la predicción teórica en una amplia gama de ubicaciones geográficas y condiciones ambientales predominantes”.

A medida que los vientos soplan sobre la arena, los granos finos provocan megaondas que levantan los granos más gruesos. Viajando a diferentes velocidades, los granos gruesos se acumulan en las crestas de las ondas, mientras que los granos finos generalmente se asientan en los valles.

Se estudiaron muestras en campos de megaondas en Israel, China, Namibia, India, Israel, Jordania, la Antártida y Nuevo México en los Estados Unidos. Se agregaron análisis adicionales de las observaciones realizadas en Marte y en un túnel de viento de laboratorio.

“Una colección completa de datos terrestres y extraterrestres, que cubre una amplia gama de fuentes geográficas y condiciones ambientales, respalda la precisión y solidez de este inesperado descubrimiento teórico”. escriben los investigadores.

Lo que también distingue a las megaoleadas es que son más frágiles que las pequeñas ondas de arena y las dunas más grandes, y más susceptibles a los caprichos de los patrones cambiantes del viento: si el viento se vuelve demasiado fuerte, los mecanismos que crean las megaoleadas se ven superados.

Los investigadores sugieren que sus cálculos también podrían usarse para predecir cuándo sucederá eso, e incluso para observar el tiempo pasado y las condiciones climáticas en función de los sedimentos que quedaron de mega-oleajes anteriores.

Los hallazgos se aplican incluso más allá de la Tierra: pueden darnos una mejor comprensión de cómo se crean los megaoleajes en planetas como Marte y el tipo de condiciones atmosféricas necesarias para producirlos, en lugar de otros tipos de olas de arena.

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“Si pudiéramos usar las condiciones atmosféricas predominantes para explicar el origen y la migración de las ondas de arena terrestres y extraterrestres, este sería un paso importante”, dijo. dice la física teórica Katharina Tholen, de la Universidad de Leipzig.

“Entonces puede ser posible evaluar las estructuras de arena que estamos observando actualmente, por ejemplo en Marte o en fósiles y lugares remotos de la Tierra, como archivos complejos de condiciones climáticas pasadas”.

La investigación fue publicada en Comunicaciones de la naturaleza.

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