Nowy mechanizm erozji gleby odkryty. Jedna kropla deszczu może przenosić nawet dziesięć razy więcej osadu!
Naukowcy z University of Pennsylvania odkryli nieznany wcześniej mechanizm erozji gleby, który powstaje w wyniku działania pojedynczych kropel deszczu. Badania wykazały, że po uderzeniu w suchą, nachyloną powierzchnię krople mogą tworzyć niewielkie skupiska piasku przypominające kule śnieżne, nazwane przez badaczy „kulami piasku”.
Jak informuje uczelnia, odkrycie to dostarcza nowych informacji o procesach kształtujących krajobraz i może pomóc w lepszym przewidywaniu utraty gleby oraz planowaniu działań w rolnictwie.
Dotychczas zakładano, że erozja powodowana przez deszcz zachodzi głównie w momencie uderzenia kropli o podłoże. Nowe badania pokazują jednak, że istotna część procesu zachodzi później. Kropla, która zaczyna staczać się po zboczu, zbiera kolejne ziarenka piasku i powiększa się, przenosząc znacznie więcej materiału, niż wcześniej sądzono. W niektórych przypadkach ilość przemieszczanego osadu była nawet dziesięciokrotnie większa niż w przypadku samego rozprysku.
Podczas eksperymentów naukowcy zauważyli, że przemieszczające się kule piasku przyjmują dwa stabilne kształty – przypominające orzeszki ziemne oraz pączki. Oba typy struktur powstają w wyniku równowagi między siłami fizycznymi działającymi na obracającą się kroplę i wpływają na sposób, w jaki gleba jest transportowana w dół zbocza. To zjawisko wcześniej nie było uwzględniane w modelach opisujących erozję.
Dokładniejsze zrozumienie tego mechanizmu pozwoli ulepszyć modele zmian krajobrazu, prognozy utraty gleby oraz metody ochrony terenów rolniczych przed degradacją. Może to pomóc w lepszym planowaniu upraw, ograniczaniu spływu gleby podczas intensywnych opadów i skuteczniejszym zarządzaniu terenami narażonymi na erozję.
Badania mają także potencjalne zastosowania praktyczne poza naukami o Ziemi. Proces samoczynnego łączenia się ziaren pod wpływem toczącej się kropli może znaleźć zastosowanie w przemyśle, na przykład w produkcji materiałów ziarnistych, farmacji czy technologii żywności. W przyszłości podobne mechanizmy mogłyby zostać wykorzystane do tworzenia struktur o określonych właściwościach przy znacznie mniejszym zużyciu energii niż w tradycyjnych procesach mieszania.
Odkrycie pokazuje, że nawet pozornie proste zjawiska, takie jak spadający deszcz, mogą kryć procesy o dużym znaczeniu dla środowiska i technologii. Dalsze badania pozwolą lepiej zrozumieć, jak różne typy gleby reagują na opady oraz jak wykorzystać tę wiedzę zarówno do ochrony krajobrazu, jak i do opracowania nowych rozwiązań inżynieryjnych.
Źródło: University of Pennsylvania
Czytaj też: Właściwości ziemniaka odkryte na nowo
Grafika tytułowa: Marc Zimmer / Unsplash
