Капли дождя формируют «песчаные шарики», усиливая эрозию почвы
Новое исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что капли дождя, скатываясь по склону, собирают частицы песка и формируют так называемые «песчаные шарики». Этот процесс перемещает до 10 раз больше почвы, чем первоначальный удар капли о землю.
«Арахисообразные» песчаные шарики, образованные каплями дождя на песчаном склоне. Автор: Penn GEFLOW Lab
Ученые из лаборатории GEFLOW Пенсильванского университета, наблюдая за дождем на склоне в Швейцарии, заметили, что капли собирают песок при движении вниз. В лаборатории они смоделировали этот процесс на 1,2-метровой наклонной поверхности с сухим песком.
Исследователи обнаружили, что капли формируют две основные формы «песчаных шариков»:
- Форма «арахиса»: образуется при сравнительно низких скоростях, песчинки удерживаются на поверхности капли.
- Форма «пончика»: возникает при высоких скоростях вращения, песок поглощается внутрь объема капли, делая её более плотной и непрозрачной.
«Пончикообразные» песчаные шарики. Автор: Penn GEFLOW Lab
Как объясняют авторы, с увеличением скорости и центробежной силы форма капли дестабилизируется. «Пончики» могут разрываться, создавая более мелкие шарики, которые продолжают катиться по склону.
Это открытие важно для уточнения моделей эрозии почвы, используемых в сельском хозяйстве и природоохранном планировании. Кроме того, самоорганизующийся процесс грануляции «песчаных шариков» может найти применение в материаловедении, биотехнологии и пищевой промышленности.
Исследование проведено Бертилем Тротте и его коллегами. DOI: 10.1073/pnas.2519392122
0 комментариев