Há uma “lei” matemática oculta em Megaripples de areia encontrados em toda a Terra

Onde quer que haja areia e ar, os ventos dominantes podem empurrar os grãos para formas ondulantes, agradando os olhos com sua repetição suave.

Certas ondas de areia, cujos comprimentos de onda estão entre 30 cm (12 pol) e vários metros (cerca de 30 pés), são: Conhecido como megaripplesEles estão entre ondas regulares de praia e dunas de areia de tamanho normal, e nós os vimos não apenas na Terra, mas até em outros planetas. como MarteÉ conhecido por suas tempestades de poeira arrebatadoras.

Além de seu tamanho, a principal característica dessas ondulações da Terra-média é o tamanho dos grãos envolvidos – uma superfície de grãos grossos sobre um interior de um material mais fino. No entanto, essa combinação de grãos nunca é a mesma, e os ventos que sopram na areia não causam as ondulações em primeiro lugar.

Os pesquisadores descobriram agora uma surpreendente vantagem matemática dos grãos maciços: dividir o diâmetro dos grãos mais grossos em uma mistura pelo diâmetro dos grãos menores sempre é igual a um número semelhante – algo que não havia sido observado antes em várias décadas de pesquisa.

Cristas transversais eólicas, um tipo de anel maciço visto em Marte. (NASA/JPL-Caltech/Universidade do Arizona)

Os autores do estudo concluíram que, no futuro, esse número poderia ser usado para classificar diferentes tipos de ondulações e quaisquer transferências de grãos específicas que formassem essas ondulações.

“Descobrimos que a assinatura distinta do transporte em escala de grão é codificada em distribuições de tamanho de grão (GSDs) que co-evoluem com megaondulações”, escreveram os pesquisadores em artigo publicado.

“Nossa compilação de dados originais e literários estabelece fortemente a precisão e robustez da previsão teórica em uma ampla gama de localizações geográficas e condições ambientais predominantes.”

Quando o vento sopra através da areia, anéis maciços ocorrem como resultado do grão fino lançando o grão grosso. Eles se movem em taxas diferentes, grãos grossos se acumulam nas cristas das ondulações, enquanto grãos finos geralmente se depositam em calhas.

As amostras foram estudadas em campos de megaripples em Israel, China, Namíbia, Índia, Israel, Jordânia, Antártica e Novo México nos Estados Unidos. Uma análise adicional foi adicionada a partir das observações feitas em Marte E no túnel de vento do laboratório.

“Um conjunto abrangente de dados terrestres e extraterrestres, cobrindo uma ampla gama de fontes geográficas e condições ambientais, apoia a precisão e a robustez desta inesperada descoberta teórica”, escrever pesquisadores.

O que também distingue os grandes anéis é que eles são mais frágeis que pequenas ondulações de areia e grandes dunas, e mais suscetíveis aos caprichos da mudança dos padrões de vento – se os ventos se tornarem muito fortes, os mecanismos que criam essas enormes ondas os superam.

Os pesquisadores sugerem que seus cálculos também podem ser usados ​​para prever quando isso pode acontecer, e até mesmo para analisar o tempo passado e as condições climáticas com base em sedimentos deixados por mega-ondas anteriores.

As descobertas se aplicam até além da Terra: elas podem nos dar uma melhor compreensão de como os anéis gigantes se formam em planetas como Marte e que tipo de condições climáticas são necessárias para produzi-los, em vez de outros tipos de ondas de areia.

“Se pudermos usar as condições climáticas predominantes para explicar a origem e migração de ondas de areia terrestres e extraterrestres, isso seria um passo importante”, disse. A física teórica Katharina Thoulin diz:da Universidade de Leipzig.

“Pode ser então possível avaliar as estruturas de areia que observamos atualmente, por exemplo em Marte ou em fósseis e locais remotos da Terra, como arquivos complexos de condições climáticas passadas”.

A pesquisa foi publicada em Comunicações da Natureza.