Las imágenes de cómo las dunas del desierto se «comunican» entre sí
El equipo utilizó una especie de 'circuito de carreras' experimental de dunas y observaron que dos agrupaciones de arena idénticas que comienzan muy juntas acaban distanciándose con el tiempo. Esta interacción está controlada por remolinos turbulentos de la duna que corren pendiente arriba, pero que también empujan a su compañera lejos de ella. Los resultados son clave para el estudio a largo plazo de la migración de estas masas que amenaza los canales, aumenta la desertificación y que puede enterrar infraestructuras como las carreteras.
A menos tamaño, más rápidas
Los investigadores conocen que, en términos generales, la velocidad de una duna es inversamente proporcional a su tamaño: las más pequeñas se mueven más rápido y, por el contrario, las más grandes se desplazan más lentamente. La mecánica más difícil de comprender es si entre las dunas que forman un campo hay algún tipo de interacción.
Existen diferentes teorías sobre la interacción de las dunas: una es que las dunas de diferentes tamaños chocan y chocan hasta que forman una duna gigante, «aunque este fenómeno aún no se ha observado en la naturaleza», explica en un comunicado Karol Bacik, del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge, y primer autora del artículo. «Otra teoría es que las dunas podrían colisionar e intercambiar masa, algo así como bolas de billar que rebotan entre sí, hasta que tengan el mismo tamaño y se muevan a la misma velocidad, pero necesitamos validar estas teorías experimentalmente».
Ahora, Bacik y sus colegas de Cambridge han mostrado resultados que cuestionan estas explicaciones. «Hemos descubierto física que nunca antes había sido parte del modelo», asegura Nathalie Vriend, quien dirige la investigación. La mayor parte del trabajo en modelar el comportamiento de las dunas de arena se realiza numéricamente, pero Vriend y los miembros de su laboratorio diseñaron y construyeron una instalación experimental única que les permitió observar su comportamiento a largo plazo. Los canales llenos de agua son herramientas comunes para estudiar el movimiento de las dunas de arena en un laboratorio, pero las dunas solo se pueden observar hasta que llegan al final del tanque. En cambio, los investigadores de Cambridge han construido un canal circular para que las dunas se puedan observar durante horas mientras el canal gira, mientras que las cámaras de alta velocidad les permiten rastrear el flujo de partículas individuales en las dunas.
En realidad, Bacik no tenía la intención original de estudiar la interacción entre dos dunas: «Originalmente, puse varias dunas en el tanque solo para acelerar la recopilación de datos, pero no esperábamos ver cómo comenzaron a interactuar entre sí». Las dos dunas comenzaron con el mismo volumen y forma. Cuando el flujo comenzó a moverse a través de las dos dunas, comenzaron a cambiar y moverse. «Como sabemos que la velocidad de una duna está relacionada con su altura, esperábamos que las dos se movieran a la misma velocidad. Sin embargo, esto no es lo que observamos».
Remolinos en la duna delantera que afectan a la trasera
Inicialmente, la duna delantera se movió más rápido que la duna trasera, pero a medida que el experimento continuó, la duna delantera comenzó a disminuir, hasta que las dos se movieron casi a la misma velocidad.
De manera crucial, se observó que el patrón de flujo a través de las dos dunas era diferente: el flujo es desviado por la duna frontal, generando 'remolinos' en la duna trasera y alejándola. «La duna delantera genera el patrón de turbulencia que vemos en la duna trasera. La estructura de flujo detrás de la duna delantera es como una estela detrás de un bote y afecta las propiedades de la próxima duna», afirmó Vriend. A medida de que el experimento continuaba, las dunas se separaban cada vez más, hasta formar un equilibrio en los lados opuestos del canal circular, quedando separadas 180 grados.
El siguiente paso para la investigación es encontrar la evidencia de que este patrón se repite también en las dunas de los desiertos, utilizando para ello imágenes satelitales. Así se podrá observar si las medidas para desviar la migración de las dunas son efectivas o no.