Ya sea en tierra o bajo el agua, las dunas de arena generalmente aparecen en grandes grupos. Pero incluso cuando estas formaciones naturales están en contacto cercano con sus vecinos, todavía necesitan su espacio personal de vez en cuando.
Cuando dos dunas idénticas migran a largas distancias, los físicos han descubierto que estas estructuras cambiarán inesperadamente su ritmo, por lo que terminarán distribuidas de manera uniforme, lo que provocará especulaciones sobre cómo estos montículos de arena pueden 'comunicarse'.
"Definitivamente se están comunicando", dijo la física Nathalie Vriend de la Universidad de Cambridge. dijo en una entrevista con The Washington Post.
"Si le doy un empujón a mi vecino frente a mí, es algo que hago. Pero no estamos hablando de humanos con cerebro, estamos hablando de dunas de arena que se comunican, objetos inanimados que comunican información".
Obviamente, las dunas de arena no pueden hablarse entre sí. Pero los investigadores sostienen que la influencia de las dunas en las fuerzas que las mueven, como el viento o el agua, cambia la forma en que esas fuerzas afectan a otras dunas a su alrededor, haciendo que estas estructuras físicas 'comuniquen' su posición.
Esto es contrario a lo que muchos modelos teóricos han supuesto sobre la migración de dunas, que ocurre tan lentamente y a través de distancias tan grandes que es extremadamente difícil de estudiar.
En general, estas estructuras son vistas como agentes autónomos autopropulsados que a veces pueden chocar y consumirse entre sí, pero no necesariamente colaboran.
"Otra teoría es que las dunas podrían chocar e intercambiar masa, algo así como bolas de billar que rebotan entre sí, hasta que tengan el mismo tamaño y se muevan a la misma velocidad". explica físico teórico Karol Bacik de la Universidad de Cambridge.
Sus nuevos hallazgos hacen que ambas explicaciones parezcan inadecuadas. Las dunas de arena pequeñas generalmente se mueven más rápido y las dunas más grandes más lentamente, lo que sugiere que las dunas de un tamaño similar se moverían al mismo ritmo; pero los nuevos resultados sugieren que esto puede no ser siempre el caso.
En cambio, dos dunas de arena con el mismo volumen y forma pueden tomar sus señales entre sí, acelerando o desacelerando para alejarse, todo sin intercambiar gran parte de su masa en el proceso.
"Hemos descubierto física que no ha sido parte del modelo antes" dice Vriend
Al crear un canal giratorio lleno de agua, el equipo pudo mantener dos dunas idénticas girando en círculos durante horas a la vez. En lugar de moverse al mismo ritmo inicial, la duna al frente se aceleró inicialmente.
Una vez que había recorrido 180 grados para llegar al lado opuesto del canal circular, la duna principal se desaceleró al mismo ritmo que la otra.
"La estructura de flujo detrás de la duna delantera es como una estela detrás de un bote". explica Vriend, "y afecta las propiedades de la próxima duna".
Al crear turbulencias en el flujo de agua, la primera duna empuja a la que está detrás. En otras palabras, la estructura líder está interactuando y repeler a su vecino aguas abajo, 'comunicándose' a través de su estela y cediendo muy poco de su propia masa en el proceso.
Esta repulsión por las dunas de arena cercanas ha sido observado en imágenes de satélite antes, pero las fuerzas detrás de esto nunca se han entendido.
Incluso cuando los investigadores lo mezclaron y pusieron dos dunas de tamaños ligeramente diferentes en el canal, notaron un efecto similar. El más grande en frente inicialmente se aceleró; luego, a medida que aumentaba la separación entre las dos dunas y la estela del líder se debilitaba, la duna río abajo comenzó a acelerarse.
Finalmente, este 'efecto de repulsión' duna-duna equilibró las dos estructuras para que viajaran a la misma velocidad, evitando posibles colisiones.
"Concluimos, por lo tanto, que es plausible que la estructura de los campos de dunas subacuáticas naturales esté controlada y estabilizada por el mismo mecanismo de repulsión duna-duna observado en este trabajo", señalaron los autores. escribir.
Si esta actividad también existe en tierra, podría ser increíblemente importante para la preparación del cambio climático. Con los años, el calentamiento global ha mayor movimiento de dunas en ciertas partes del mundo, incluidos los EE. UU., África y Antártida.
Descubrir hacia dónde se dirigen estas estructuras masivas de arena, y cómo viajan, podría permitirnos preparar granjas, carreteras, infraestructura y medios de vida para la próxima colisión.
El estudio fue publicado en Cartas de revisión física.