Hills vivem com fluxos de física

As montanhas parecem sólidas. Mas isso pode ser apenas uma miragem. Em escalas de tempo extremamente longas, as paisagens se arrastam e fluem como correntes pegajosas.

Até recentemente, a maioria dos cientistas teria argumentado que coisas como poços de animais, árvores caídas, terremotos e quedas de raios eram responsáveis ​​por distorcer grande parte da topografia do mundo. Mas novos experimentos envolvendo lasers ultrafinos em pilhas de areia indicam, em vez disso, que a fluência é uma parte inerente de qualquer ambiente e ocorrerá mesmo na ausência de todas as outras medidas.

“Tudo está se movendo o tempo todo”, disse Nakul Deshpande, doutorando em geofísica na Universidade da Pensilvânia. “Não é apenas uma analogia. É real, é o que acontece.”

O Sr. Deshpande, que estuda a ciência da paisagem, recentemente deu uma olhada mais de perto na invasão (o processo geológico, Não é uma música do Radiohead.) Os pesquisadores sabem há muito tempo que solos soltos renováveis ​​estão em constante movimento, declínio e mudança a uma taxa de centímetros por ano.

Mas obter bons dados de rastreamento sempre foi difícil. As marcas enterradas nas encostas serão desalojadas ao longo de décadas, mas isolar as causas exatas de tais mudanças é quase impossível.

No laboratório, o Sr. Desvand e seus colegas colocaram grandes montes piramidais de areia em uma mesa umidificadora de vibração, desligaram todas as luzes e mantiveram a temperatura e a umidade constantes. Eles jogaram um laser na pilha de forma que os raios de luz refletem e interferem uns nos outros, criando um padrão pontilhado no detector.

Ao procurar mudanças sutis no padrão, eles podem observar os movimentos minúsculos dos grãos de areia em escalas de um milionésimo de metro. Materiais como areia têm o que é chamado de ângulo de descanso natural – se os lados de uma pilha ficarem mais inclinados do que um certo ângulo, seus grãos cairão em deslizamentos de terra em miniatura.

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Deshpande e seus colegas ergueram suas pirâmides de areia abaixo do ângulo de descanso, o que significa que, em teoria, eles deveriam ter se sentado lá. No entanto, seus pontos de laser mostraram que cerca de duas semanas depois que a pilha foi derramada, os grãos de areia ainda estavam se movendo muito ligeiramente, a uma taxa aproximadamente igual a um centímetro por ano, que é aproximadamente observada com o rastreamento do campo. Seus resultados apareceram Quarta na Nature Communications.

Os resultados foram surpreendentes até mesmo para os membros da equipe. “Embora eu achasse que isso pudesse acontecer, ainda é assustador”, disse Douglas Gerolmac, geofísico e conselheiro de Deshpande.

No entanto, o laboratório não está completamente separado de seu ambiente e os pesquisadores não podem ter certeza de que uma aeronave acima dele não atrapalhou seu experimento de alguma forma. Para confirmar sua intuição, eles também fizeram simulações de computador com grãos virtuais de areia que não estão sujeitos a nada além das forças de gravidade e fricção e observaram os mesmos movimentos infinitos de uma pilha do mundo real.

Para estudar melhor o que influencia a fluência, a equipe fez pequenas alterações nas pilhas de areia. Por exemplo, eles aqueciam as pilhas, o que expandia termicamente os grãos e aumentava a taxa de deslizamento.

Natalie Friend, uma geofísica da Universidade de Cambridge que não estava envolvida no novo estudo, estava cética de que a fluência pudesse ocorrer na ausência de distúrbios externos. Mas depois de fazer alguns experimentos e ouvir Deshpande apresentar suas descobertas em uma conferência em março, ela teve a ideia.

“Lembro-me de ouvir e dizer: ‘É um trabalho muito legal’”, disse ela. “Como empirista, aprecio quando as pessoas encontram novas técnicas para medir algo que antes estava oculto”.

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Embora concordando que os resultados experimentais são interessantes e novos, Anne Voigtländer, geomorfologista do Centro Alemão de Pesquisa em Geociências GFZ, não tinha certeza se eles poderiam ser realizados fora de um ambiente de laboratório controlado. “Não acho que seja um ponto em que você possa aplicá-lo”, disse ela.

Saber como confirmar os resultados da equipe no mundo real “é uma questão em aberto”, disse Deshpande.

Mas ele e o Dr. Jerulmak sentem que abriram novas maneiras de investigar os processos geofísicos e mostraram que as suposições subjacentes podem não ser tão sólidas quanto se pensava anteriormente.

“Não consigo andar nas colinas sem ver as coisas de maneira diferente”, disse Deshpande. “Eu sei agora que há coisas sob o véu da maneira como vejo as coisas.”

Annaliese Franke

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