Dealurile sunt vii cu fluxul fizicii

Munții arată solid. Dar poate fi doar un miraj. Pe scări de timp extrem de lungi, peisajele naturale se târăsc și curg ca niște pâraie subțiri.

Până de curând, majoritatea oamenilor de știință ar fi spus că lucruri precum îngroșarea animalelor, căderea copacilor, cutremurele și fulgerele au fost responsabile pentru deformarea unei mari părți a terenului lumii. Dar noile experimente care implică tragerea razelor laser de precizie asupra grămezilor de nisip sugerează în schimb că fluirea este o parte inerentă a oricărui mediu și ar avea loc chiar și în absența oricărei alte acțiuni.

„Totul se mișcă tot timpul”, a spus Nakul Deshpande, doctorand în geofizică la Universitatea din Pennsylvania. „Nu este doar o analogie. Acest lucru este real, asta se întâmplă.

Domnul Deshpande, care studiază știința peisajului, s-a uitat recent la fluaj (proces geologic, nu melodia Radiohead.) Cercetătorii știu de multă vreme că solurile libere și degradate se mișcă, se prăbușesc și se schimbă constant cu o rată de câțiva centimetri pe an.

Însă obținerea unor date bune de creep a fost întotdeauna dificilă. Marcatoarele îngropate în dealuri vor fi strămutate de-a lungul deceniilor, dar este aproape imposibil să se izoleze cauzele exacte ale acestor schimbări.

În laborator, Desphande și colegii săi au așezat mormane piramidale mari de nisip pe o masă antivibrație, au stins toate luminile și au menținut temperatura și umiditatea constante. Au îndreptat un laser către teanc, astfel încât razele de lumină să sară și să interfereze una cu cealaltă, creând un model pătat pe un detector.

Căutând ușoare modificări ale modelului, au putut observa mișcări delicate ale boburilor de nisip la scări de milionimi de metru. Materialele precum nisipul au ceea ce se numește un unghi natural de odihnă – dacă laturile unei grămezi devin mai abrupte decât un anumit unghi, boabele sale vor mătura în jos în alunecări de teren miniaturale.

READ  O nouă fotografie a NASA arată „energia violentă” în galaxia noastră

Domnul Deshpande și colegii săi și-au instalat piramidele de nisip la unghiul de odihnă, ceea ce înseamnă că teoretic ar fi trebuit să stea acolo. Cu toate acestea, petele lor laser au arătat că la aproape două săptămâni de la turnarea grămezii, boabele de nisip se mișcau încă foarte ușor, cu o viteză echivalentă cu centimetri pe an, mai mult sau mai puțin exact ceea ce se observă cu câmpul de fluaj. Concluziile lor au apărut Miercuri în revista Nature Communications.

Rezultatele au fost surprinzătoare, chiar și pentru membrii echipei. „Deși am crezut că se poate întâmpla, este încă înfricoșător”, a spus Douglas Jerolmack, geofizician și consilier al domnului Deshpande.

Cu toate acestea, un laborator nu este complet deconectat de mediul înconjurător și cercetătorii nu ar putea fi siguri că un avion aerian nu și-ar fi perturbat experiența într-un fel. Pentru a-și confirma intuițiile, au efectuat și simulări într-un computer cu granule virtuale de nisip supuse altceva decât forțelor gravitaționale și de frecare și au văzut aceleași mișcări infinitezimale ca și în stiva din lumea reală.

Pentru a investiga în continuare ce influențe se strecoară, echipa a introdus mici modificări în movilele lor de nisip. De exemplu, au încălzit grămezile, care au extins termic boabele și au mărit viteza cu care au alunecat.

Nathalie Vriend, geofizician la Universitatea din Cambridge care nu a fost implicată în noul studiu, fusese sceptică cu privire la posibilitatea de a se strecura în absența unor tulburări externe. Dar după ce a efectuat unele dintre propriile sale experimente și l-a auzit pe domnul Deshpande prezentându-i concluziile la o conferință din martie, ea a cumpărat ideea.

READ  IMAGINA INCREDIBILĂ PUBLICATĂ DE NASA

„Îmi amintesc că am ascultat și am spus:„ Este o treabă grozavă ”, a spus ea. „În calitate de experimentator, mă bucur când oamenii găsesc tehnici noi pentru a măsura ceva care anterior era ascuns”.

Deși a fost de acord că rezultatele experimentale sunt interesante și inovatoare, Anne Voigtländer, geomorfolog la Centrul German de Cercetare pentru Geoștiințe GFZ, nu era pe deplin sigură că acestea ar putea fi efectuate în afara mediului controlat de laborator. „Nu cred că se află într-un stadiu în care îl puteți aplica”, a spus ea.

Determinarea modului de confirmare a rezultatelor echipei în lumea reală “este o întrebare deschisă”, a spus Deshpande.

Dar el și doctorul Jerolmack cred că au deschis noi căi pentru investigarea proceselor geofizice și au arătat că ipotezele de bază ar putea să nu fie atât de puternice pe cât credeau cândva.

„Nu pot să merg pe dealuri fără să văd lucrurile diferit”, a spus Deshpande. „Știu acum că există lucruri sub vălul modului în care văd lucrurile.”

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *