Le dune di sabbia “parlano” tra di loro, ecco come accade

Spesso si pensa poeticamente alla voce del vento della pioggia e, perché no, anche quella del silenzioso ed infinito deserto. Ma secondo un recente studio dell’Università di Cambridge, la voce del deserto potrebbe non essere solo un immagine poetica. Sembrerebbe infatti che le dune di sabbia possano “parlare” tra di loro. Ovviamente non si tratta di una vera e propria comunicazione verbale, ma sembra che le dune, mentre si muovono, siano in grado di comunicare ed interagire tra di loro.

La migrazione delle dune di sabbia

Dai risultati dello studio, pubblicato su Physical Review Letters, è emerso che le dune più a monte sono infatti in grado di respingere le dune più a valle. Questi dati sono stati ottenuti studiando una serie di dune identiche, per le quali si è notato che con il tempo si allontanavano tra di loro. Il motivo di questo allontanamento sarebbero proprio i turbini creati dalle dune a monte. È come se con i loro turbini, le dune a monte dicessero a quelle più a valle di andarsene.

Le dune sono create dall’azione del vento o dell’acqua sulla sabbia e possono dunque crearsi sia nei deserti che sui fondali marini o fluviali. Raramente si crea con il flusso di aria o acqua una sola duna, generalmente infatti compaiono in grandi gruppi, con schemi precisi noti come campi o corridoi di dune.

Le dune si muovono dunque seguendo il flusso che le ha generate. Sappiamo inoltre che le dune attive si muovono compiendo una sorta di migrazione e la velocità con cui questo movimento avviene è inversamente proporzionale alle dimensioni della duna. Questo significa che le dune più piccole sono più veloci, mentre le più grandi procedono più lentamente.

Ma come interagisconono le dune quando si muovono?

Quello che i ricercatori non hanno ancora ben compreso, è proprio come le dune “parlano” tra di loro, ovvero come interagiscono le dune appartenenti allo stesso campo. Il dott. Karol Antoni Bacik, del Dipartimento di Matematica Applicata e Fisica Teorica di Cambridge, e primo autore dell’articolo ha affermato che “esistono diverse teorie sull’interazione tra le dune. Una prima ipotesi suggerisce che dune di dimensioni diverse si scontrano ripetutamente fino a che non si uniscono in un’unica duna di grandi dimensioni. Questo fenomeno però non è mai stato ancora osservato in natura. Un’altra teoria è che le dune scontrandosi finiscano col modificare la loro massa, un po ‘come palle da biliardo che rimbalzano l’una contro l’altra, fino a quando non hanno tutte le stesse dimensioni e si muovono alla stessa velocità. Queste teorie devono però essere convalidate sperimentalmente“.

Proprio per questo Bacik ed i suoi colleghi si sono messi al lavoro per studiare come le dune “parlano” tra di loro, ottenendo dei risultati sorprendenti. La dott.ssa Nathalie Vriend, a capo della ricerca, ha infatti affermato: “Abbiamo scoperto la fisica che prima non faceva parte del modello”. I risultati del team infatti mettono in dubbio entrambe le teorie sulle interazioni delle dune.

L’esperimento con un canale di dune circolare

I ricercatori sono giunti a questi risultati straordinari con un approccio allo studio delle dune molto diverso da quello utilizzato sino ad ora. Gran parte del lavoro di modellizzazione dei movimenti delle dune viene infatti eseguito attraverso modelli matematici e numerici. La dott.ssa Vriend ed i suoi colleghi invece hanno progettato e costruito uno strumento sperimentale davvero unico. Si tratta infatti di una struttura che permette loro di osservare il comportamento delle dune sul lungo termine.

Si tratta infatti di un canale circolare in cui può essere osservato il movimento delle dune in un movimento quasi infinito. Lo strumento è completato da alcune telecamere ad alta velocità che consentono di registrare il movimento delle singole particelle delle dune.

Osservando le dune muoversi nel canale circolare i ricercatori hanno scoperto le loro peculiari interazioni, decisamente diverse da quelle che si aspettavano. “Poiché sappiamo che la velocità di una duna è legata alla sua altezza, ci aspettavamo che le due dune si muovessero alla stessa velocità. Tuttavia, questo non è ciò che abbiamo osservato”, queste le parole della dott.ssa Vriend.

L’interferenza ed i turbini nel flusso spingono via le dune di sabbia posteriori

Ciò che infatti i ricercatori hanno osservato era il più veloce movimento delle dune anteriori all’inizio dell’esperimento. Man mano poi che lo spostamento proseguiva le dune anteriori iniziavano a rallentare sino a che non raggiungevano la stessa velocità di quelle posteriori.

Ciò che hanno potuto osservare nell’esperimento era un diverso modello nel flusso alla base del movimento delle dune. Il flusso (di acqua o vento) investe per prime le dune davanti, le quali creano una turbolenza nel flusso che respinge le dune dietro di loro allontanandole. Come afferma infatti la Vriend “la duna anteriore genera il modello di turbolenza che vediamo sulla duna posteriore. La struttura del flusso dietro la duna anteriore è come una scia dietro una barca e influenza le proprietà della duna successiva”.

Le ricerche proseguiranno ora alla ricerca di prove quantitative sulla migrazione dei campi di dune di sabbia nei deserti, nel lungo periodo. A questo scopo verranno utilizzate immagini satellitari ed osservazioni sul campo. Si tratta di una ricerca fondamentale per lo studio della migrazione delle dune a lungo termine, che minaccia i canali di navigazione, aumenta la desertificazione e può seppellire infrastrutture come le autostrade.