Nonostante siano oggetti inanimati, le dune di sabbia sono in grado di “comunicare” tra loro. Un team dell’Università di Cambridge ha scoperto che, mentre si muovono, le dune interagiscono e si respingono. Utilizzando una scia di dune sperimentale, i ricercatori hanno osservato che due dune identiche si muovono insieme, ma nel tempo si allontanano sempre più. Questa interazione è controllata da turbinii turbolenti.
Quando un mucchio di sabbia è esposto al flusso del vento o dell’acqua, forma una duna e inizia a muoversi a valle con il flusso. Le dune di sabbia, sia nei deserti, sul fondo dei fiumi o sul fondo del mare, raramente si verificano in isolamento e generalmente compaiono in grandi gruppi, formando modelli impressionanti noti come campi di dune o corridoi.
La comunicazione fra dune
È già noto che le dune di sabbia attive migrano. La velocità di una duna è inversa alle sue dimensioni: le dune più piccole si muovono più velocemente e le dune più grandi si muovono più lentamente. Ciò che non si sa è se e come le dune interagiscono tra loro.
“Esistono diverse teorie sull’interazione delle dune: una è che dune di dimensioni diverse si scontrano e continuano a scontrarsi fino a formare una duna gigante, anche se questo fenomeno non è stato ancora osservato in natura“, ha affermato Karol Bacik, del Dipartimento di Matematica Applicata e Cambridge Theoretical Physics e primo autore dell’articolo. “Un’altra teoria è che le dune possono scontrarsi e cambiare massa fino a quando non hanno le stesse dimensioni e si muovono alla stessa velocità.”
Bacik e colleghi a Cambridge hanno mostrato risultati che mettono in dubbio queste spiegazioni. “Abbiamo scoperto la fisica che prima non faceva parte del modello“, ha dichiarato Nathalie Vriend, che ha guidato le indagini.
Gran parte del lavoro sulla modellizzazione del comportamento delle dune è fatto numericamente, ma Vriend e i membri del suo laboratorio hanno progettato e costruito una struttura sperimentale unica che consente loro di osservare il loro comportamento a lungo termine. Gli scienziati hanno costruito una grondaia circolare in modo che le dune potessero essere osservate per ore mentre la grondaia girava. Le telecamere ad alta velocità hanno consentito di tracciare il flusso di singole particelle nelle dune.
Le due dune all’inizio avevano lo stesso volume e nella stessa forma. Quando il flusso ha iniziato a muoversi attraverso le due dune, queste hanno iniziato a muoversi a loro volta. “Come sappiamo che la velocità di una duna è legata alla sua altezza, ci aspettavamo che i due si muovessero alla stessa velocità“, ha detto Vriend. “Tuttavia, non è quello che abbiamo osservato”.
Inizialmente, la duna anteriore si muoveva più velocemente della duna posteriore, ma mentre l’esperimento continuava, la duna anteriore ha iniziato a rallentare, fino a quando entrambe si sono mosse quasi alla stessa velocità.
Pertanto, il modello di flusso tra le due dune osservate era diverso: il flusso viene deviato dalla duna frontale, generando turbinii nella duna posteriore e spingendolo via. Man mano che lo studio procedeva, le dune sono diventate sempre più distanti fino a quando non hanno formato un equilibrio sui lati opposti della grondaia circolare, mantenendosi a 180° di distanza.
I risultati, pubblicati sulla rivista scientifica Physical Review Letters, sono fondamentali per lo studio della migrazione delle dune a lungo termine, che minaccia i canali di trasporto, aumenta la desertificazione e può seppellire infrastrutture, come le autostrade.
Il prossimo passo sarà trovare prove quantitative di migrazione delle dune complesse e su larga scala nei deserti, usando osservazioni e immagini satellitari. Tracciando i cluster di dune per lunghi periodi di tempo, possiamo vedere se le misure per deviare la migrazione delle dune sono efficaci o meno.
