Cambridge Üniversitesi, 'ilginç' bir deneye imza attı.
“Cansız nesneler olsalar da, kum tepeleri birbirleriyle 'iletişim' kurabilir.” Cambridge Üniversitesi'nden bir ekip, hareket ettikçe, kum tepelerinin komşularıyla etkileşime girdiğini ve ittiğini buldu.
Araştırmacılar, deneysel bir kumul 'yarış pisti' kullanarak, iki özdeş kumulun birbirine yakın başladığını; ancak zamanla daha da uzaklaştıklarını gözlemlediler.
Fiziksel İnceleme Mektupları dergisinde yayınlanan sonuçlar, nakliye kanallarını tehdit eden, çölleşmeyi artıran ve otoyollar gibi altyapıyı etkileyen uzun vadeli kumul göçünün incelenmesi için anahtardır.
Bir kum yığını rüzgar veya su akışına maruz kaldığında, kumul şekli oluşturur ve akışla aşağı hareket etmeye başlar. Çöllerde, nehir dibinde veya deniz yataklarında kum tepeleri nadiren izole edilir ve bunun yerine genellikle büyük gruplar halinde ortaya çıkar ve kumul alanları veya koridorları olarak bilinen çarpıcı desenler oluşturur.
Aktif kum tepelerinin göç ettiği bilinmektedir. Genel olarak, bir kumulun hızı boyutunun tersidir: daha küçük kumullar daha hızlı hareket eder ve daha büyük kumullar daha yavaş hareket eder. Anlaşılmayan şey, bir alandaki kum tepelerinin birbirleriyle etkileşip etkileşmediği veya nasıl etkileştiğidir.
Cambridge Uygulamalı Matematik ve Teorik Fizik Bölümü doktora adayı Karol Bacik, "Kumul etkileşimi konusunda farklı teoriler var: Birincisi, farklı boyutlardaki kum tepelerinin, dev bir kumul oluşturana kadar, bu fenomen doğada henüz görülmemiş olmasına rağmen çarpışacak ve çarpışmaya devam edecekler. Başka bir teori ise, kum tepelerinin aynı boyutta ve aynı hızda hareket edene kadar birbirinden seken bilardo topları gibi çarpışıp, değiş- tokuş edebilmesidir; ancak bu teorileri deneysel olarak doğrulamamız gerekir" dedi.
Şimdi, Karol Bacik ve Cambridge meslektaşları bu açıklamaları sorgulayan sonuçlar gösterdiler. Araştırmaya öncülük eden Dr. Nathalie Vriend, "Daha önce modelin bir parçası olmayan fizik keşfettik" dedi.
Kum tepelerinin davranışını modelleme çalışmalarının çoğu sayısal olarak yapılır; ancak Dr. Vriend ve laboratuvarının üyeleri, uzun vadeli davranışlarını gözlemlemelerini sağlayan benzersiz bir deneysel tesis tasarladı ve inşa etti.
Su dolu kanallar, bir kum ortamında kum tepelerinin hareketini incelemek için yaygın araçlardır; ancak kum tepeleri tankın sonuna ulaşana kadar gözlemlenebilir. Bunun yerine, Cambridge araştırmacıları dairesel bir oluk inşa ettiler. Böylece kum tepeleri dönerken ve saatler boyunca gözlemlenebilirken, yüksek hızlı kameralar ise kum tepelerindeki bireysel parçacıkların akışını izlemelerine izin veriyor.
Karol Bacik aslında iki kum tepesi arasındaki etkileşimi incelemek istememişti. Bacik, "Başlangıçta, sadece veri toplamayı hızlandırmak için tanka birden fazla kumul koydum, ama birbirleriyle nasıl etkileşime girmeye başladıklarını görmeyi beklemiyorduk. İki kumul aynı hacimde ve aynı şekilde başladı. Akış iki kum tepesinden geçmeye başladığında hareket etmeye başladılar” dedi.
BP Çok Fazlı Akış Enstitüsü'nde çalışan Dr. Vriend ise şunları söyledi:
"Bir kumulun hızının yüksekliği ile ilişkili olduğunu bildiğimiz için, iki kumulun aynı hızda hareket etmesini bekledik. Ancak gözlemlediğimiz bu değil.
Başlangıçta, ön kumul arka kumuldan daha hızlı hareket etti; ancak deney devam ettikçe, iki kumul hemen hemen aynı hızda hareket edene kadar ön kumul yavaşlamaya başladı. Çok önemli olarak, iki kum tepesindeki akış hızının farklı olduğu gözlemlenmiştir: akış, ön kumul tarafından saptırılır, arka kumul üzerinde 'girdaplar' üretilir ve itilir. Ön kumul, arka kumulda gördüğümüz türbülans modelini oluşturur. Ön kumulun arkasındaki akış yapısı bir teknenin arkasındaki uyanıklık gibidir ve bir sonraki kumulun özelliklerini etkiler."
Araştırmanın bir sonraki adımı ise, çöllerde büyük ölçekli ve karmaşık kumul göçünün gözlem ve uydu görüntülerini kullanarak kantitatif kanıtı bulmaktır. Kumul kümelerini uzun süre takip ederek, kumulların göçünü yönlendirecek önlemlerin etkili olup olmadığını gözlemleyebiliriz.
Kaynak: sciencedaily.com
