Удивительное открытие показывает, что песчаные дюны "дышат" водяным паром

Пустынные ландшафты не так безжизненны, как кажется. Огромные моря песчаных дюн могут не только расти, двигаться и взаимодействовать друг с другом, недавнее исследование показало, что они также могут "дышать". 

Используя сверхчувствительный зонд, на изобретение которого ушли десятилетия, исследователи показали, что песчаные дюны регулярно вдыхают и выдыхают крошечное количество водяного пара.

Вдыхать сложнее, когда песок более сухой. Но когда ветер проносится над поверхностью дюны, он уносит верхний слой, создавая быстрое изменение поверхностной влажности и давления. В результате "мимолетные волны влажности" из атмосферы сверху стекают вниз.

Зонд, используемый для обнаружения этого потока, настолько чувствителен к влаге, что может улавливать крошечные пленки воды на одной песчинке.

Погрузившись в дюну в пустыне Катар, прибор смог просканировать температуру, излучение и влажность в окружающей среде с миллиметровым разрешением всего за 20 секунд.

Эти измерения повторялись каждые 2,7 минуты в течение целых двух дней, что позволило собрать огромное количество данных.

Авторы не знают других приборов, которые могли бы следить за песчаной дюной с таким высоким пространственным и временным разрешением.

В сочетании с данными о скорости и направлении ветра, а также о температуре и влажности окружающей среды авторы выявили чрезвычайно тонкое поведение песка в пустыне.

В отличие от тепла, которое проходит через отдельные песчинки, водяной пар, похоже, просачивается между зернами.

Таким образом, поры песчаной дюны проводят влагу с поверхности вниз, и эти пути создаются и перестраиваются под воздействием ветра.

"Ветер обтекает дюну и в результате создает дисбаланс в местном давлении, что буквально заставляет воздух входить в песок и выходить из него. Таким образом, песок дышит, как дышит организм", - объясняет инженер-механик Мишель Луж из Корнельского университета. 

Это "дыхание" может быть частью того, что позволяет микробам жить глубоко в песчаных дюнах, даже когда там нет жидкой воды".

Интересно, что на поверхности дюны зонд зафиксировал меньше испарений, чем предполагали ученые. Для такого гиперзасушливого региона вымывание влаги из песчаной дюны в атмосферу было относительно медленным химическим процессом.

"Впервые удалось измерить столь низкий уровень влажности", - говорит Луж.

Чувствительность нового зонда - это достижение техники, которое может позволить ученым более точно измерить, как сельскохозяйственные земли превращаются в пустыню - процесс, усугубляемый изменением климата.

"Будущее Земли, если мы будем продолжать в том же духе, - это пустыня", - предупреждает Луге.

Поэтому знания о том, как работают пустыни, могут оказаться очень полезными. И не только для лучшего понимания нашей собственной планеты.

Зонды, способные чувствительно измерять влажность песка, могут помочь экспертам найти невидимые признаки воды, скажем, на Марсе.

Если пустыня выглядит безлюдной на поверхности, это не значит, что под ней не прячется жизнь.

Исследование было опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: