流沙之谜

2022-05-09 13:22
科学之谜 2022年2期
关键词:土卫六漩涡沙丘

想到沙漠,你最先想到的可能是沙丘。它们大小不一,绵延起伏,在劲风的吹拂下,形状千变万化。

沙丘不僅出现在沙漠,还可以在水下,甚至在其他行星上形成。例如,太阳系中除地球外,唯一表面拥有液态湖泊的土卫六上(湖水是液态甲烷)上,就有大片未受破坏的沙丘。“沙子”实际上是固态碳氢化合物的颗粒。

众所周知,沙丘会迁移。从航拍照片上我们知道,撒哈拉沙漠的沙丘,一年可移动100多米。

于是,一个谜就产生了:既然沙丘总在移动,它们应该会经常相撞。相撞时,要么相互交换材料,最终所有沙丘变为同样大小;要么合并,形成越来越大的沙丘。为什么这两种情况都没有出现呢?

这个谜存在了很久。部分原因是,沙丘毕竟移动得太慢了,而沙漠地带又条件恶劣,科学家不可能一年到头守在那儿观察。

但这个谜最近终于被解开了。英国剑桥大学的科学家用水代替风,在水箱里做实验。他们向水下的沙丘泵水,来模拟风对沙丘的作用。虽然一个是风,一个是水,但它们跟沙丘的作用,基本原理是一样的。水的冲力比风大,所以能加快沙丘的移动。

研究小组发现,当前一座沙丘移动的时候,后面一座也在移动,所以沙丘事实上不会发生碰撞。如果还原成现实场景,那就是这样:当风吹向前面一座沙丘时,而后会在背风的一侧产生湍流漩涡;这个漩涡气流又会不断将后一座沙丘的沙子卷到背后去,所以总体效果是,前面一座沙丘往后移,后面一座沙丘也在往后移。这就解释了为什么沙丘不会合并。

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