Зыбучие пески, ползучие почвы и новое понимание эволюции ландшафта

Новое исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что груды песчинок, даже если их не трогать, находятся в постоянном движении. Используя высокочувствительные данные об оптических помехах, исследователи из Университета Пенсильвании и Университета Вандербильта представляют результаты, которые бросают вызов существующим теориям как в геологии, так и в физике о том, как ведут себя почвы и другие типы неупорядоченных материалов.

Зыбучие пески, ползучие почвы и новое понимание эволюции ландшафта

В этом исследовании ведущий автор и доктор философии Пенн. Кандидат Накул С. Дешпанде был заинтересован в наблюдении отдельных частиц песка в состоянии покоя, которые, согласно существующим теориям, должны быть полностью неподвижными. «Исследователи построили модели, предполагая определенное поведение зерен почвы при ползучести, но на самом деле никто не наблюдал непосредственно за тем, что делают зерна», — говорит Дешпанде.

Для этого Дешпанде провел серию, казалось бы, простых экспериментов, создавая кучи песка в небольших коробках из оргстекла на вершине рабочего стола с виброизоляцией. Затем он использовал метод рассеяния лазерного света, называемый спектроскопией диффузных волн, который чувствителен к очень маленьким движениям зерен. «Эксперименты технически сложны», — говорит Дешпанде об этой работе. «Доведение техники до такого разрешения еще не принято в физике, и этот подход не имеет прецедентов в науках о Земле или геоморфологии».

Дешпанде и Джеролмак также работали с давним соавтором Пауло Арратиа, который руководит Penn Complex Fluids Lab, чтобы связать свои данные с каркасами из физики, материаловедения и инженерии, чтобы найти аналогичные системы и теории, которые могли бы помочь объяснить их результаты. Дэвид Фурбиш из Вандербильта, который использует статистическую физику для изучения того, как движения частиц влияют на крупномасштабные изменения ландшафта, объяснил, почему предыдущие модели были физически неадекватными и несовместимыми с тем, что обнаружили исследователи.

Источник — Газета Daily.

Газета «DAILY» — Новости Ростова-на-Дону