"قانون" رياضي خفي في "تموجات رملية غريبة" وجدت في جميع أنحاء الأرض!

وشوهدت ليس فقط في الأرض، ولكن حتى على الكواكب الأخرى مثل المريخ، المعروف جيدا بالعواصف الترابية الشاملة.

وبصرف النظر عن حجمها، فإن السمة الرئيسية لتموجات الأرض الوسطى هذه هي حجم الحبيبات المتضمنة - سطح من الحبوب الخشنة فوق جزء داخلي من مادة أكثر نعومة. ومع ذلك، فإن هذا المزيج من الحبوب ليس هو نفسه أبدا، كما أن الرياح التي تهب عبر الرمال لا تسبب التموجات في المقام الأول.

واكتشف الباحثون الآن ميزة مدهشة للحبوب الضخمة: قسمة قطر الحبيبات الخشنة في المزيج على قطر أصغر الحبوب دائما يساوي عددا مشابها - وهو شيء لم يتم رصده من قبل عبر عدة عقود من البحث.

وخلص معدو الدراسة إلى أنه في المستقبل، يمكن استخدام هذا الرقم لتصنيف أنواع مختلفة من التموجات وأي عمليات نقل حبوب معينة شكلت هذه التموجات.

وكتب الباحثون في ورقتهم المنشورة: "وجدنا أن التوقيع المميز للنقل على نطاق الحبوب مشفّر في توزيعات حجم الحبيبات (GSDs) التي تتطور بشكل مشترك مع megaripples. إن تجميعنا للبيانات والأدبيات الأصلية يؤسس بدقة وقوة التنبؤ النظري عبر مجموعة واسعة من المواقع الجغرافية والظروف البيئية السائدة".

وعندما تهب الرياح عبر الرمال، تحدث الحلقات الضخمة نتيجة ركل الحبوب الدقيقة للحبوب الخشنة. وتتنقل بمعدلات مختلفة، وتتجمع الحبيبات الخشنة على قمم التموجات، بينما تستقر الحبوب الدقيقة عادة في الأحواض.

إقرأ المزيد

العلماء يجدون "معدنا غريبا" يتصرف بطرق لا يفهمونها

وتمت دراسة العينات من حقول megaripple في إسرائيل والصين وناميبيا والهند والأردن والقارة القطبية الجنوبية ونيو مكسيكو في الولايات المتحدة. وتمت إضافة المزيد من التحليل من الملاحظات التي أجريت على المريخ وفي نفق الرياح في المختبر.

وكتب الباحثون: "مجموعة شاملة من البيانات الأرضية وخارج الأرض، تغطي مجموعة واسعة من المصادر الجغرافية والظروف البيئية، تدعم دقة ومتانة هذا الاكتشاف النظري غير المتوقع". وما يميزها أيضا عن الحلقات الضخمة هو أنها أكثر هشاشة من تموجات الرمل الصغيرة والكثبان الكبيرة، وأكثر عرضة لأهواء أنماط الرياح المتغيرة.

ويقترح الباحثون أنه يمكن أيضا استخدام حساباتهم للتنبؤ بموعد حدوث ذلك، وحتى لإلقاء نظرة على ظروف الطقس والمناخ السابقة بناء على الرواسب التي خلفتها الأمواج الضخمة السابقة.

وتنطبق النتائج حتى خارج الأرض: يمكن أن تعطينا فهما أفضل لكيفية تكوين الحلقات العملاقة على الكواكب مثل المريخ، ونوع الظروف الجوية اللازمة لإنتاجها بدلا من الأنواع الأخرى من موجات الرمال.

وتقول عالمة الفيزياء النظرية كاثرينا ثولين، من جامعة لايبزيغ: "إذا تمكنا من استخدام الظروف الجوية السائدة لشرح أصل وهجرة موجات الرمال الأرضية وخارج كوكب الأرض، فستكون هذه خطوة مهمة. وربما من الممكن بعد ذلك تقييم الهياكل الرملية التي نرصدها حاليا، على سبيل المثال على المريخ أو في الحفريات والمواقع النائية على الأرض، كأرشيفات معقدة للظروف المناخية الماضية".

ونُشر البحث في مجلة Nature Communications.

المصدر: ساينس ألرت