التلال تعيش مع تدفقات الفيزياء

تبدو الجبال صلبة. لكن هذا قد يكون مجرد سراب. على نطاقات زمنية طويلة للغاية ، تزحف المناظر الطبيعية وتتدفق مثل التيارات اللزجة.

حتى وقت قريب ، كان معظم العلماء يقولون إن أشياء مثل حفر الحيوانات والأشجار المتساقطة والزلازل والصواعق كانت مسؤولة عن تشويه الكثير من تضاريس العالم. لكن التجارب الجديدة التي تنطوي على إطلاق أشعة ليزر فائقة الدقة على أكوام الرمل تشير بدلاً من ذلك إلى أن الزحف جزء متأصل في أي بيئة وسيحدث حتى في غياب كل الإجراءات الأخرى.

قال ناكول ديشباندي ، مرشح الدكتوراه في الجيوفيزياء بجامعة بنسلفانيا: “كل شيء يتحرك طوال الوقت”. “إنه ليس مجرد تشبيه. إنه حقيقي ، هذا ما يحدث “.

السيد ديشباندي ، الذي يدرس علم المناظر الطبيعية ، ألقى مؤخرًا نظرة فاحصة على الزحف (العملية الجيولوجية ، ليست أغنية راديوهيد). لقد عرف الباحثون منذ فترة طويلة أن التربة الرخوة والمتجددة تتحرك باستمرار وتنخفض وتتغير بمعدل سنتيمترات في السنة.

لكن الحصول على بيانات جيدة عن الزحف كان دائمًا صعبًا. ستنتقل العلامات المدفونة في سفوح التلال على مدى عقود ، ومع ذلك فإن عزل الأسباب الدقيقة لمثل هذه التغييرات يكاد يكون مستحيلاً.

في المختبر ، وضع السيد ديشباندي وزملاؤه أكوامًا هرمية كبيرة من الرمل على طاولة ترطيب الاهتزازات ، وأغلقوا جميع الأضواء وحافظوا على ثبات درجة الحرارة والرطوبة. لقد ألقوا ليزرًا على الكومة بطريقة تجعل أشعة الضوء ترتد وتتداخل مع بعضها البعض ، مما يخلق نمطًا مرقطًا على الكاشف.

من خلال البحث عن تغييرات طفيفة في النمط ، يمكنهم ملاحظة الحركات الدقيقة لحبيبات الرمل بمقاييس جزء من المليون من المتر. تحتوي مواد مثل الرمل على ما يسمى بزاوية الراحة الطبيعية – إذا أصبحت جوانب الكومة أكثر انحدارًا من زاوية معينة ، فإن حبيباتها ستكتسح لأسفل في انهيارات أرضية مصغرة.

READ  يطلق قسم الهندسة في USF أقمارًا صناعية على صاروخ SpaceX ، ويخطط لمواصلة الاستثمار في تقنيات الأقمار الصناعية - Oracle

أقام السيد ديشباندي وزملاؤه أهراماتهم الرملية لتكون أقل من زاوية الراحة ، مما يعني أنه من الناحية النظرية كان يجب أن يكونوا قد جلسوا هناك. ومع ذلك ، أظهرت بقع الليزر الخاصة بهم أنه بعد أسبوعين تقريبًا من سكب الكومة ، كانت حبيبات الرمل لا تزال تتحرك بشكل طفيف للغاية ، بمعدل يساوي السنتيمتر في السنة ، وهو ما يُلاحظ تقريبًا مع الزحف في الحقل. ظهرت النتائج التي توصلوا إليها الأربعاء في مجلة Nature Communications.

كانت النتائج مفاجئة حتى لأعضاء الفريق. قال دوغلاس جيرولماك ، الجيوفيزيائي ومستشار السيد ديشباندي: “على الرغم من أنني اعتقدت أن ذلك قد يحدث ، إلا أنه لا يزال مخيفًا”.

ومع ذلك ، فإن المختبر ليس منفصلاً تمامًا عن بيئته ولا يمكن للباحثين التأكد من أن طائرة فوقها لم تزعج تجربتهم بطريقة أو بأخرى. لتأكيد حدسهم ، أجروا أيضًا عمليات محاكاة في جهاز كمبيوتر بحبيبات رملية افتراضية لا تخضع لأي شيء سوى قوى الجاذبية والاحتكاك وشاهدوا نفس الحركات اللامتناهية كما هو الحال مع كومة العالم الحقيقي.

لمزيد من دراسة ما يؤثر على الزحف ، أدخل الفريق تغييرات صغيرة على أكوام الرمال. على سبيل المثال ، قاموا بتسخين الأكوام ، مما أدى إلى توسيع الحبوب حراريًا وزيادة معدل انزلاقها حولها.

كانت ناتالي فريند ، عالمة الجيوفيزياء بجامعة كامبريدج والتي لم تشارك في الدراسة الجديدة ، متشككة في أن الزحف قد يحدث في غياب الاضطرابات الخارجية. ولكن بعد إجراء بعض التجارب الخاصة بها وسماع السيد ديشباندي يقدم نتائجه في مؤتمر في مارس ، توصلت إلى الفكرة.

قالت: “أتذكر الاستماع والقول ،” هذا عمل رائع حقًا “. “بصفتي خبيرًا تجريبيًا ، أقدر عندما يجد الناس تقنيات جديدة لقياس شيء كان مخفيًا في السابق.”

READ  هبطت مروحية المريخ التابعة لناسا في مكان جديد لم تره من قبل

مع الموافقة على أن النتائج التجريبية مثيرة للاهتمام وجديدة ، لم تكن Anne Voigtländer ، عالمة الجيومورفولوجيا في مركز GFZ الألماني لأبحاث علوم الأرض ، متأكدة تمامًا من إمكانية تنفيذها خارج بيئة المختبر الخاضعة للرقابة. قالت “لا أعتقد أنها في مرحلة يمكنك فيها تطبيقها”.

قال السيد ديشباندي إن معرفة كيفية تأكيد نتائج الفريق في العالم الحقيقي “هو سؤال مفتوح”.

لكنه يشعر هو والدكتور جيرولماك أنهما قد فتحا طرقًا جديدة للتحقيق حول العمليات الجيوفيزيائية وأظهرا أن الافتراضات الأساسية قد لا تكون صلبة كما كان يعتقد سابقًا.

قال السيد ديشباندي: “لا يمكنني السير في التلال دون رؤية الأشياء بشكل مختلف”. “أنا أعلم الآن أن هناك أشياء تحت حجاب الطريقة التي أرى بها الأشياء.”

Written By
More from Fajar Fahima
الحرب الباردة بين الصين والولايات المتحدة أمر لا بد منه: أستاذ هندي
أشار أبراهام إنديان إلى أن الحرب الباردة بين بكين وواشنطن أمر لا...
Read More
Leave a comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *