Aunque sean objetos inanimados, Las dunas de arena pueden "comunicarse" entre sí. Un equipo de la Universidad de Cambridge ha descubierto que, a medida que avanzan, Las dunas de arena interactúan y repelen a sus vecinos río abajo.

Usando una 'pista de carreras' de dunas experimental, los investigadores observaron que dos dunas idénticas comienzan muy juntas, pero con el tiempo se alejan cada vez más. Esta interacción está controlada por remolinos turbulentos desde la duna río arriba, que empujan la duna corriente abajo. Los resultados, reportado en la revista Cartas de revisión física , son clave para el estudio de la migración de dunas a largo plazo, que amenaza los canales de envío, aumenta la desertificación, y puede enterrar infraestructura como carreteras.

Cuando un montón de arena está expuesto al viento o al flujo de agua, forma una forma de duna y comienza a moverse río abajo con el flujo. Dunas de arena, ya sea en los desiertos, en fondos de ríos o lechos marinos, rara vez ocurren de forma aislada y, en cambio, suelen aparecer en grandes grupos, formando patrones llamativos conocidos como campos de dunas o pasillos.

Es bien sabido que las dunas de arena activas migran. Generalmente hablando, la velocidad de una duna es inversa a su tamaño:las dunas más pequeñas se mueven más rápido y las dunas más grandes se mueven más lentamente. Lo que no se ha entendido es si las dunas dentro de un campo interactúan entre sí y cómo.

"Existen diferentes teorías sobre la interacción de las dunas:una es que las dunas de diferentes tamaños colisionarán, y seguir chocando, hasta que formen una duna gigante, aunque este fenómeno aún no se ha observado en la naturaleza, "dijo Karol Bacik, un doctorado candidato en el Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge, y el primer autor del artículo. "Otra teoría es que las dunas pueden colisionar e intercambiar masa, algo así como bolas de billar rebotando unas sobre otras, hasta que sean del 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 una física que no ha sido parte del modelo antes, "dijo la Dra. Nathalie Vriend, quien dirigió la investigación.

La mayor parte del trabajo para 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 permite 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 entorno de laboratorio, pero las dunas solo se pueden observar hasta que llegan al final del tanque. En lugar de, los investigadores de Cambridge han construido un canal circular para poder observar las dunas durante horas mientras gira el canal, mientras que las cámaras de alta velocidad les permiten rastrear el flujo de partículas individuales en las dunas.

Bacik originalmente no había tenido la intención 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 empezaron a interactuar entre ellos, " él dijo.

Las dos dunas partían con el mismo volumen y con la misma forma. Cuando el flujo comenzó a moverse a través de las dos dunas, empezaron a moverse. "Como sabemos que la velocidad de una duna está relacionada con su altura, esperábamos que las dos dunas se movieran a la misma velocidad, "dijo Vriend, que tiene su sede en el BP Institute for Multiphase Flow. "Sin embargo, esto no es lo que observamos ".

Inicialmente, la duna delantera se movía más rápido que la duna trasera, pero a medida que continuaba el experimento, la duna delantera empezó a ralentizarse, hasta que las dos dunas se movieron casi a la misma velocidad.

Crucialmente, 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 empujándola. "La duna delantera genera el patrón de turbulencia que vemos en la duna trasera, "dijo Vriend." La estructura de flujo detrás de la duna delantera es como una estela detrás de un barco, y afecta las propiedades de la próxima duna ".

Mientras el experimento continuaba, las dunas se alejaban cada vez más, hasta que formen un equilibrio en lados opuestos del canal circular, restante 180 grados de distancia.

El siguiente paso para la investigación es encontrar evidencia cuantitativa de la migración de dunas compleja y a gran escala en los desiertos, utilizando observaciones e imágenes de satélite. Al rastrear grupos de dunas durante largos períodos, podemos observar si las medidas para desviar la migración de dunas son efectivas o no.