20°القدس
19°رام الله
19°الخليل
23°غزة
20° القدس
رام الله19°
الخليل19°
غزة23°
الإثنين 21 سبتمبر 2020
4.34جنيه إسترليني
4.97دينار أردني
0.22جنيه مصري
3.8يورو
3.52دولار أمريكي
جنيه إسترليني4.34
دينار أردني4.97
جنيه مصري0.22
يورو3.8
دولار أمريكي3.52

علماء يكتشفون.. الكثبان الرملية تتواصل فيما بينها

580
580

رغم أن الكثبان الرملية ليست كائنات حية، فقد اكتشف باحثون من جامعة كامبريدج أن بإمكانها التواصل والتفاعل فيما بينها أثناء تحركها، إذ يؤثر كل كثيب في الذي يليه محددا شكله وسرعة حركته.

باستخدام "حلبة سباق" تجريبية، لاحظ الباحثون أن اثنين من الكثبان الرملية المتطابقة يبدآن في الابتعاد عن بعضهما، ليتخذا مسافة ثابتة مع مرور الوقت. ويتم هذا التفاعل عن طريق دوامات مضطربة من الكثبان الرملية الأمامية، تدفع الكثبان الرملية بعيدا.

نشرت الدراسة في 4 فبراير/شباط الحالي في مجلة "فيزكال رفيو لترز"، وستمثل نتائجها -كما يقول الباحثون- مفتاحا لدراسة حركة الكثبان على المدى الطويل.

تتحرك لكن كيف؟
عندما تتعرض كومة من الرمال للرياح أو لتدفق الماء، فإنها تتخذ شكل الكثيب وتبدأ في التحرك باتجاه التدفق.

ونادرا ما تتشكل الكثبان الرملية -سواء في الصحاري أو في قيعان الأنهار أو في قاع البحر- بشكل منفرد وبمعزل عن غيرها، وعادة ما تظهر في مجموعات كبيرة، وتشكل أنماطا مذهلة تعرف باسم حقول الكثبان الرملية أو الممرات الكثبانية.

ومن المعروف أن الكثبان الرملية النشطة تتحرك من مكان لآخر. وبشكل عام، فإن سرعة الكثبان تتناسب عكسيا مع حجمها، لذلك تتحرك الكثبان الصغيرة بشكل أسرع من الكبيرة. لكن ما لم يُعرَف هو ما إذا كانت تتفاعل مع بعضها بعضا، وكيف يتم هذا التفاعل؟

اعلانتقول الباحثة في قسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية في كامبريدج كارول باكيك، إن "هناك نظريات مختلفة بشأن حركة الكثبان، من بينها تلك التي تقول إن الكثبان الرملية قد تصطدم فيما بينها بشكل متتالٍ لينتهي الأمر بتشكل كثبان كبيرة، لكن ذلك لم تتم ملاحظته في الطبيعة".

وتضيف الباحثة الرئيسية للدراسة "هناك نظرية ثانية تقول إن تصادم الكثبان فيما بينها يؤدي إلى تبادلها الكتلة، لتكون بنفس الحجم في النهاية وتتحرك بنفس السرعة مثل كرات البلياردو، لكننا بحاجة إلى التحقق من صحة هذه النظريات بشكل تجريبي".

وقد أظهرت الدراسة الجديدة لباكيك وزملائها في كامبريدج نتائج تشكك في تلك التفسيرات، فقد اكتشفوا الظواهر الفيزيائية التي تتحكم في حركة الكثبان لكنها لم تكن جزءا من أي من النماذج السابقة التي تفسر الظاهرة.

تفاعل الكثبان فيما بينها
يتم إعداد معظم أعمال نمذجة حركة الكثبان الرملية حسابيا، لكن باحثي الدراسة الجديدة اعتمدوا طريقة مختلفة بتصميم جهاز تجريبي فريد من نوعه يمكنهم من مراقبة حركة الكثبان على المدى الطويل.

تعتبر القنوات المملوءة بالماء أدوات شائعة لدراسة حركة الكثبان الرملية في بيئة معملية، ولكن لا يمكن ملاحظة الكثبان الرملية إلا بعد وصولها إلى نهاية الخزان.

وبدلا من ذلك، قام الباحثون في جامعة كامبريدج ببناء قناة دائرية تمكّن من مراقبة الكثبان الرملية لساعات، بينما تسمح للكاميرات العالية السرعة بتتبع تدفق الجزيئات الفردية في الكثبان الرملية.

شكل الباحثون كثبانين بنفس الحجم ونفس الشكل، ومع بداية تدفق المياه بدآ الحركة. وعلى عكس ما كان متوقعا، اتخذ كل واحد منهما سرعة مختلفة عن الآخر.

 

في البداية، تحرك الكثيب الأمامي بشكل أسرع من الخلفي، ولكن مع استمرار التجربة، بدأ الكثيب الأمامي يتباطأ، ليتحرك الكثيبان بعد ذلك بنفس السرعة تقريبا.

ولاحظ الباحثون أن نمط تدفق التيار المائي عبر الكثبانين كان مختلفا، فقد ولد انحرافه بسبب الكثبان الأمامي "دوامات" أبطأت الكثيب الخلفي وأثرت في خصائصه.

يقول الباحثون إن الخطوة التالية للبحث هي العثور على أدلة كمية لهجرة الكثبان على نطاق واسع ومعقد في الصحاري، باستخدام الملاحظات وصور الأقمار الصناعية.

ومن خلال تتبع مجموعات الكثبان الرملية على مدى فترات طويلة، يمكن ملاحظة ما إذا كانت تدابير الحد من حركة الكثبان الرملية التي يتم اتخاذها في العديد من الدول لمنع التصحر، فعالة أم لا.