Cientistas da EPFL e SLF descrevem com precisão como as superfícies de neve e areia sofrem erosão quando expostas ao vento. Sua descrição pode contribuir para melhores previsões de emissões de poeira de desertos e transporte de neve na Antártica, e pode ser adaptado a outros planetas.

O vento e a água transportam uma infinidade de partículas com eles, levando à erosão ou depósitos, como as emissões de poeira do deserto do Saara que podem chegar à Europa e o transporte de neve que pode… bloquear o tráfego.

Francesco Comola e Michael Lehning da EPFL e SLF descrevem com precisão como o fluxo do vento afeta uma superfície genérica de partículas não homogêneas, como neve ou areia, usando uma nova teoria que um dia ajudará a melhorar as previsões meteorológicas. Os resultados agora estão disponíveis no Vol. 44, No. 3 de Cartas de pesquisa geofísica .

Já existem descrições de transporte eólico ou aquático, mas esta é a primeira vez que as leis fundamentais - a segunda lei de Newton e a conservação de energia - são usadas para descrever como as partículas são ejetadas de um leito de partículas.

"É um marco, pois é surpreendente que o processo de ejeção de partículas nunca tenha sido descrito até agora usando as leis fundamentais de conservação, "diz Lehning, "pelo menos não para uma ampla gama de sedimentos de areia heterogênea a neve."

A nova teoria é poderosa o suficiente para que possam prever estatisticamente o número de partículas ejetadas da superfície do leito de partículas e levantadas no fluxo, mesmo para tamanhos de partícula variáveis ​​e propriedades de material ou fluxo variáveis.

A teoria pode ser vista como uma generalização de como as bolas de bilhar são espalhadas pela bola branca durante o primeiro golpe. Mas de muitas maneiras, a mesa de bilhar é um caso trivial em comparação com leitos de partículas na natureza. Em vez de ter uma cama de apenas 15 bolas de bilhar, o modelo pode lidar com um grande número de partículas e, portanto, ser aplicado a vastas áreas da Terra ou de outros planetas. Em vez de ter apenas uma bola branca, pode haver muitas partículas incidentes. Em vez de ter bolas de bilhar da mesma forma e tamanho, as partículas podem ser uma mistura de formas e tamanhos, como o que vemos em um punhado de areia ou neve. Em vez de bolas de bilhar que não se atraem nem se repelem, as partículas podem ser pegajosas devido a forças coesivas, como areia molhada ou neve úmida.

Os cientistas acreditam que seu novo modelo avançará o estudo do desenvolvimento de dunas e ondulações, tanto em regiões áridas como polares. Também contribuirá para melhorar as previsões de emissões de poeira de desertos e transporte de neve na Antártica, cujos efeitos se estendem da saúde global ao tempo e às mudanças climáticas. O modelo também pode ajudar a encontrar a causa da intensa atividade de transporte de areia observada em Marte, onde a baixa densidade da atmosfera sugere que os ventos não são suficientemente fortes para erodir as partículas da superfície.