Super-Sized Sandbox zeigt wie Dünen wachsen

An einem kalten Wintertag im Dezember 2007 eine Planierraupe abgeflacht fast 40 Hektar (16 ha) der Inneren Mongolei Tengger-Wüste. Es war der Beginn ein einzigartiges Experiment: zum ersten Mal Wissenschaftler Erde Wind Dünen gebären sehen würde.

Vier Jahre später bestätigten Ergebnisse aus der riesigen mongolischen Sandbox lang gehegten Modelle der Sanddüne Formation, laut einer heute veröffentlichten Studie (Jan. 12) in der Zeitschrift Nature Geoscience.

Unter dem Einfluss von der Wüste variierenden saisonal Windmuster, welcher Schlag von Südosten und Westen, die Dünen in einem Winkel von etwa 50° zur allgemeinen Windrichtung wuchs. Die Dünen Ausrichtung verschoben zunächst hin und her mit den wechselnden Winden, schließlich konvergieren auf durchschnittlich zwischen zwei Windmuster, fanden die Forscher.

"Es war sehr spannend, als wir merkten, dass mit den zwei Windrichtungen bekamen wir eine Düne-Orientierung, die schräg gestellt, war", sagte Clément Narteau, ein Koautor der Studie und Geomorphologist im IGP Paris. "Es war faszinierend zu sehen, dass. "Es war einfach eine Freude zu sehen, dass diese Art von Experiment die erwarteten Ergebnisse produzieren kann."

Eine chaotische Welt modellieren

Zwar bestätigt, dass eine Theorie mag kleine Kartoffeln zu einigen, sind Wissenschaftler, die Dünen zu studieren von den Ergebnissen begeistert.

"sie etwas ziemlich genial gemacht haben", sagte Douglas Jerolmack, Geophysiker an der University of Pennsylvania, die nicht an der Forschung beteiligt war. "Es ist die Art des Ergebnisses, die besagt, dass das theoretische Verständnis in der natürlichen, chaotischen Welt tatsächlich überprüft wird." [Sand Szenen: California die Wanderdünen]

Dünen sind eine der schwierigsten Landschaften auf der Erde in einem Labor neu erstellen, sagte Jerolmack. Richtig bauen ein Modell bedeutet, dass Buchhaltung für die volle Distanz Wind muss zur Aufnahme der Sand, die es, in der Regel Hunderte von Füßen tragen kann.

"Man benötigt mindestens einen Windkanal Hunderte von Metern lang, und es wird schnell unpraktisch, Dünen in einem Labor untersuchen" Jerolmack sagte LiveScience OurAmazingPlanet.

So haben Wissenschaftler mehr auf Mathe als Miniatur-Skala Dünen zu erklären, wie diese spektakuläre Landschaften Form verlassen. Solche Modelle testen blieb aber immer noch eine kritische Hürde, denn die massiven Sand Pfähle entscheidende Hinweise zum Klima auf anderen Planeten und Monde, sowie in der Erde Vergangenheit halten. Die Ausrichtung der Dünen zeigt Windmuster an Orten, wo keine anderen Wetterdaten vorhanden ist.

"Ergebnisse dieser Arbeit – wie die früheren Studien zu diesem Thema – eignen sich für die Interpretation einer Vielzahl von modernen Bett Formen auf der Erde (einschließlich Äolischen Dünen, Welle, Wellen, Gezeiten Sand Wellen), Äolischen Dünen auf dem Mars und Titan und Sedimentgesteine, die durch solche Formen Bett hinterlegt", sagte David Rubin, ein sedimentären Geologe, der nicht an der Studie in einem e-Mail-Interview beteiligt war.

Rubin und Kollegen an der United States Geological Survey entwickelten Modells Düne-Formation in der mongolischen Düne-Studie (so genannte maximale Brutto Bedform-normale Transportdauer) getestet.

Großer Sandkasten

Narteau und seine Mitarbeiter am kalten und trockenen Regionen Umwelt- und Engineering Research Institute in China beschlossen um Theorie mit der Praxis verknüpfen, erstellen Sie ihre eigenen Dünen. Sie haben getestet, was passiert, wenn die Dünen unter saisonalen Windbedingungen, die innere Mongolei Sommer wie Winter in verschiedene Richtungen wehen entstehen. Das Modell vorhergesagt Dünen irgendwo zwischen den saisonalen Winden abgewinkelt.

Das Team abgeschrägt drei Patches der Wüste. Ein Bett war offen für neue Sand, einer eingehenden Sand geschlossen wurde, und man war bedeckt von Kies, Sand Erosion zu verhindern. Von Anfang an die Düne Wappen, den größten Teil der Dünen, waren ungefähr 75 Fuß (23 m) auseinander, eine charakteristische Wellenlänge, die über die Jahre gleich geblieben. Nach ein paar Jahren waren die Wappen etwa 50 Grad von den Winden, wie von Rubins Theorie vorausgesagt abgewinkelt.

"Dies ist die Validierung einer Theorie, die die Klima-Eigenschaften der Düne Bildung beschränkt", sagte Narteau. "Die Idee der Abflachung der Wüste Düne Topografie, um wind zu beziehen ist einfach, aber die einfache Idee ist immer die beste."

Die Forscher planen weitere Wüste Abflachung Experimente zur Messung der Dünen wie schnell wachsen und wie die Windgeschwindigkeit bezieht. "Wir möchten mehr ins Detail über die Physik der Sanddünen zu bekommen", sagte Narteau.

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