沙丘竟然会彼此“交流”

沙丘通常成群出现，无论是在陆地上还是水下。

当两个相同的沙丘迁移很长一段距离时，物理学家发现这些结构意外地改变了它们的速度，并最终实现了均匀分布，这导致了对沙丘如何“交流”的猜测。

剑桥大学的物理学家娜塔莉·弗瑞德告诉《华盛顿邮报》:“他们一定在交流。”

显然，沙丘不能相互交流，但是研究人员相信沙丘对移动它们的力(例如风或水)的影响改变了它们周围其他沙丘的影响，使得这些物理结构“传达”它们的位置。

这与许多沙丘迁移理论模型的假设相反。沙丘迁移发生得非常缓慢，而且距离很远，很难研究。

通常，这些结构被认为是能够自动推进自身的自治机构。它们有时会相互碰撞并相互吞噬，但不一定会相互合作。

剑桥大学的理论物理学家凯罗尔·巴克克解释道:“另一个理论是沙丘可能会相互碰撞并交换质量，就像台球相互碰撞，直到它们的大小和移动速度相同。”

他们的新发现使得这两种解释似乎都不充分。众所周知，小沙丘移动得快，大沙丘移动得慢，这表明大小相似的沙丘将以同样的速度移动。但是新的结果表明情况可能并不总是如此。

相反，两个相同体积和形状的沙丘可能会相互加速或减速，以移动得更远。在这个过程中，他们的群众没有很大的交流。

弗里德说:“我们发现了模型中以前没有注意到的物理原理。”

通过创造一个充满水的旋转通道，团队能够一次旋转两个相同的沙丘几个小时。前面的沙丘起初没有以同样的速度移动，而是加速了。

当它向环形通道的另一侧旋转180度时，前方的沙丘会以与另一个沙丘相同的速度减速。

“前沙丘后面的流动结构就像船后面的尾流，”弗利恩德说，“会影响下一个沙丘的性质。”

通过在水流中产生湍流，第一个沙丘推动后面的沙丘。换句话说，上游的主导结构通过它们的“交流”与下游的邻居相互作用并排斥它们，在这个过程中，质量损失是最小的。

这种对附近沙丘的排斥效应以前在卫星图像中已经被观察到，但其背后的力量从未被解决。

即使研究人员将它们混合起来，将两个大小略有不同的沙丘放入河道，他们也会发现类似的效果。前方较大的沙丘将开始加速，然后，随着沙丘间距的增加，前方沙丘的尾流将减弱，下游较小的沙丘将开始加速。

最后，这个沙丘的“排斥效应”平衡了两个结构，因此它们将以相同的速度行进，以防止任何可能的碰撞。

作者写道:“因此，我们的结论是，自然水下沙丘场的结构是由这项工作中观察到的沙丘-沙丘排斥机制控制和稳定的。”

如果这种活动也存在于陆地上，它可能对气候变化的准备非常重要。多年来，全球变暖增加了世界一些地区的沙丘移动，包括美国、非洲和南极洲。

知道这些巨大的沙丘会去哪里以及它们是如何移动的，可以帮助我们建立基础设施，提前阻止迁移的沙子。

蝌蚪工作人员从科学警报，翻译李同信，转载必须授权