Mesmo que sejam objetos inanimados, as dunas de areia podem "comunicar-se" umas com as outras. Uma equipe da Universidade de Cambridge descobriu que, conforme eles se movem, as dunas de areia interagem e repelem seus vizinhos a jusante.

Usando uma 'pista de corrida' experimental de dunas, os pesquisadores observaram que duas dunas idênticas começam próximas, mas com o tempo eles ficam cada vez mais distantes. Essa interação é controlada por redemoinhos turbulentos da duna a montante, que empurram a duna a jusante para longe. Os resultados, relatado no jornal Cartas de revisão física , são fundamentais para o estudo da migração de dunas de longo prazo, que ameaça os canais de envio, aumenta a desertificação, e pode enterrar infraestrutura, como rodovias.

Quando uma pilha de areia é exposta ao vento ou fluxo de água, ele forma uma duna e começa a se mover rio abaixo com o fluxo. Dunas de areia, seja em desertos, no fundo de rios ou leitos do mar, raramente ocorrem de forma isolada e, em vez disso, geralmente aparecem em grandes grupos, formando padrões impressionantes conhecidos como campos de dunas ou corredores.

É bem sabido que dunas de areia ativas migram. De um modo geral, a velocidade de uma duna é inversa ao seu tamanho:dunas menores movem-se mais rápido e dunas maiores movem-se mais devagar. O que não foi entendido é se e como as dunas em um campo interagem umas com as outras.

"Existem diferentes teorias sobre a interação de dunas:uma é que dunas de tamanhos diferentes irão colidir, e continue colidindo, até que eles formem uma duna gigante, embora este fenômeno ainda não tenha sido observado na natureza, "disse Karol Bacik, um Ph.D. candidato no Departamento de Matemática Aplicada e Física Teórica de Cambridge, e o primeiro autor do artigo. "Outra teoria é que as dunas podem colidir e trocar massa, como bolas de bilhar quicando umas nas outras, até que tenham o mesmo tamanho e se movam na mesma velocidade, mas precisamos validar essas teorias experimentalmente. "

Agora, Bacik e seus colegas de Cambridge mostraram resultados que questionam essas explicações. "Descobrimos a física que não fazia parte do modelo antes, "disse a Dra. Nathalie Vriend, quem liderou a pesquisa.

A maior parte do trabalho de modelagem do comportamento das dunas de areia é feito numericamente, mas Vriend e os membros de seu laboratório projetaram e construíram uma instalação experimental única que lhes permite observar seu comportamento a longo prazo. Calhas cheias de água são ferramentas comuns para estudar o movimento das dunas de areia em um ambiente de laboratório, mas as dunas só podem ser observadas até chegarem ao fim do tanque. Em vez de, os pesquisadores de Cambridge construíram uma calha circular para que as dunas possam ser observadas por horas enquanto a calha gira, enquanto as câmeras de alta velocidade permitem rastrear o fluxo de partículas individuais nas dunas.

Bacik originalmente não pretendia estudar a interação entre duas dunas:"Originalmente, Coloquei várias dunas no tanque apenas para acelerar a coleta de dados, mas não esperávamos ver como eles começaram a interagir uns com os outros, " ele disse.

As duas dunas começaram com o mesmo volume e a mesma forma. Quando o fluxo começou a se mover pelas duas dunas, eles começaram a se mover. "Como sabemos que a velocidade de uma duna está relacionada à sua altura, esperávamos que as duas dunas se movessem na mesma velocidade, "disse Vriend, que trabalha no BP Institute for Multiphase Flow. "Contudo, isso não é o que observamos. "

Inicialmente, a duna da frente moveu-se mais rápido do que a duna de trás, mas conforme o experimento continuou, a duna da frente começou a desacelerar, até que as duas dunas estivessem se movendo quase na mesma velocidade.

Crucialmente, o padrão de fluxo através das duas dunas foi observado ser diferente:o fluxo é desviado pela duna frontal, gerando 'redemoinhos' na duna posterior e empurrando-a para longe. "A duna da frente gera o padrão de turbulência que vemos na duna de trás, "disse Vriend." A estrutura do fluxo atrás da duna da frente é como uma esteira atrás de um barco, e afeta as propriedades da próxima duna. "

Conforme o experimento continuou, as dunas se distanciaram cada vez mais, até que formem um equilíbrio em lados opostos da calha circular, permanecendo 180 graus separados.

A próxima etapa da pesquisa é encontrar evidências quantitativas de migração de dunas complexas e em grande escala em desertos, usando observações e imagens de satélite. Ao rastrear aglomerados de dunas durante longos períodos, podemos observar se as medidas para desviar a migração das dunas são eficazes ou não.