Ph.D. o estudante Robbin Bastiaansen aplica a matemática para obter insights sobre problemas práticos. Ao comparar modelos matemáticos com desenvolvimentos em ecossistemas existentes, ele espera desmistificar o processo de desertificação. Sua pesquisa foi publicada em Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), uma realização rara para um matemático.

Durante a desertificação, uma área de deserto está se estendendo ou um novo deserto é criado. Os intermediários deste processo são 'quase desertos, "com padrões de vegetação onde a vegetação e manchas nuas se alternam (veja a imagem do banner). Para sua pesquisa, Bastiaansen estudou as propriedades desses padrões. Ao unir forças com matemáticos e ecologistas, ele examinou o comportamento típico dos modelos e as implicações disso nos ecossistemas reais. Novos conjuntos de dados disponíveis de satélites fornecem informações valiosas, por exemplo, sobre a biomassa desses padrões. Isso permitiu que Bastiaansen e os coautores fizessem uma comparação completa entre as previsões do modelo e a realidade.

Irrevresível

Uma das descobertas mais importantes é a 'estabilidade múltipla' que as áreas apresentam. "Nas áreas próximas ao deserto, nenhum padrão específico é predominante, mas toda uma gama de padrões é possível, "Bastiaansen explica." Isso significa que essas áreas são muito mais robustas e resistentes do que o conhecido anteriormente e, portanto, com menos rapidez do que o esperado colapso em um vazio, deserto estéril. "Isto é particularmente importante porque tal colapso é virtualmente irreversível:uma área completamente murcha será muito difícil de ser coberta de mato novamente - mesmo que não seja mais perturbada e / ou as condições climáticas melhorem novamente.

Bastiaansen considera um desafio usar a matemática para resolver problemas sociais. A desertificação é uma destas:“Existem muitas áreas na terra que estão ameaçadas pela desertificação. Nessas áreas também existem muitas pessoas que dependem do gado e das colheitas para o seu abastecimento alimentar, e isso requer solo fértil. A prevenção dessa 'desertificação' irreversível é, portanto, muito importante para a população. ”

A colaboração única entre matemáticos e ecologistas tem sido essencial para a pesquisa. “Foi somente por meio dessa colaboração que foi possível incluir o comportamento geral dos modelos, por um lado, e traduzir o comportamento em ecologia mensurável, por outro. "diz Bastiaansen. No entanto, esta cooperação também envolveu desafios:os conceitos de uma disciplina nem sempre eram conhecidos na outra, ou às vezes tem um significado ligeiramente diferente. "Isso requer muita consulta, coordenação e paciência, "Bastiaansen agora sabe.

Embora os pesquisadores tenham feito o possível para tornar possíveis comparações mensuráveis, muitas coisas ainda não eram viáveis ​​por falta de dados. “O processo de desertificação, por exemplo, é relativamente lento. Gostaríamos de ter examinado o curso desse processo, mas ainda há muito poucos dados disponíveis para isso:fotos de satélite detalhadas só remontam a quarenta anos no tempo. "Os modelos padrão também têm algumas deficiências. O desafio é, portanto, melhorá-los, para fazê-los corresponder melhor à realidade. "Além disso, mais conhecimento sobre as etapas exatas do processo de desertificação é necessário, a fim de evitar a propagação de desertos em todo o mundo. "