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流沙之謎

2022-05-09 13:22:32
科學(xué)之謎 2022年2期
關(guān)鍵詞:土衛(wèi)六漩渦沙丘

想到沙漠,你最先想到的可能是沙丘。它們大小不一,綿延起伏,在勁風(fēng)的吹拂下,形狀千變?nèi)f化。

沙丘不僅出現(xiàn)在沙漠,還可以在水下,甚至在其他行星上形成。例如,太陽系中除地球外,唯一表面擁有液態(tài)湖泊的土衛(wèi)六上(湖水是液態(tài)甲烷)上,就有大片未受破壞的沙丘?!吧匙印睂?shí)際上是固態(tài)碳?xì)浠衔锏念w粒。

眾所周知,沙丘會(huì)遷移。從航拍照片上我們知道,撒哈拉沙漠的沙丘,一年可移動(dòng)100多米。

于是,一個(gè)謎就產(chǎn)生了:既然沙丘總在移動(dòng),它們應(yīng)該會(huì)經(jīng)常相撞。相撞時(shí),要么相互交換材料,最終所有沙丘變?yōu)橥瑯哟笮?要么合并,形成越來越大的沙丘。為什么這兩種情況都沒有出現(xiàn)呢?

這個(gè)謎存在了很久。部分原因是,沙丘畢竟移動(dòng)得太慢了,而沙漠地帶又條件惡劣,科學(xué)家不可能一年到頭守在那兒觀察。

但這個(gè)謎最近終于被解開了。英國劍橋大學(xué)的科學(xué)家用水代替風(fēng),在水箱里做實(shí)驗(yàn)。他們向水下的沙丘泵水,來模擬風(fēng)對(duì)沙丘的作用。雖然一個(gè)是風(fēng),一個(gè)是水,但它們跟沙丘的作用,基本原理是一樣的。水的沖力比風(fēng)大,所以能加快沙丘的移動(dòng)。

研究小組發(fā)現(xiàn),當(dāng)前一座沙丘移動(dòng)的時(shí)候,后面一座也在移動(dòng),所以沙丘事實(shí)上不會(huì)發(fā)生碰撞。如果還原成現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景,那就是這樣:當(dāng)風(fēng)吹向前面一座沙丘時(shí),而后會(huì)在背風(fēng)的一側(cè)產(chǎn)生湍流漩渦;這個(gè)漩渦氣流又會(huì)不斷將后一座沙丘的沙子卷到背后去,所以總體效果是,前面一座沙丘往后移,后面一座沙丘也在往后移。這就解釋了為什么沙丘不會(huì)合并。

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