Воодушевен од ветрот
Постојат многу херојски приказни за Ервин Ромел. Воените романтичари велат дека фелдмаршалот генерал на Африканскиот корпус ја изгубил битката против генералот Монтгомери, само за да се обвини за фактот дека Британците со големо мнозинство се силни во Северна Африка. За волја на вистината, поразот на „пустинската лисица“ кај Ел Аламаин може да се припише на човекот по име Ралф Багнолд. Британскиот гранати бил опседнат со пустината - тој веќе патувал низ Либија и Египет со преобразени возила во 1920-тите. Багнолд го познаваше морето песок како задниот дел од неговата рака. Додека германските трупи можеа да поминат само одредени безбедни патишта со своите тенкови, британските специјални команди под водство на Багнолд ги преминаа најгустите полиња со дина. Можеби Ромел ќе имаше шанса да ја прочиташе класичната книга на Багнолд, објавена во 1941 година, за физиката на дување песок и движење на дини.
60 години подоцна, британскиот пионер за дини најде достоен наследник: Ханс Јирген Херман, професор на Институтот за компјутерски апликации на Универзитетот во Штутгарт. Авантурата е напишана на лицето на Херман: кожа затемнета од сонце, коса развлечена од ветрот и робусна тридневна брада. Но, физичарот, роден во Куба и израснат во Колумбија, кој истражувал и предавал во Париз 17 години, не се бори против странските сили, туку против хаосот во неговата канцеларија. Тука има безброј примероци од песок од целиот свет - и многу други ронливи работи на кои 49-годишникот ја истражува физиката на грануларни медиуми. Доколку е потребно, монетите исто така можат да го сторат тоа: Херман ги стегнал помеѓу две стаклени плочи - и со тоа демонстрира дека малите пени се лизгаат надолу помеѓу големите парчиња марка. Можете исто така да изберете да користите центи и евра. Истиот ефект е виновен за фактот дека во чоколадните мусли, густиот, благ ориз секогаш излегува од пакетот и мора да чекате толку долго за вкусните чипсови од чоколадо.
Нормално, експериментите на Херман не се случуваат во лабораторијата, туку во компјутерот. Пред четири години тој прв симулираше на компјутер како висината, протокот на песок и брзината на ветерот се поврзани во таканаречените српни дини - една од околу сто форми на дина. Всушност, трите споени диференцијални равенки со две варијабли не само што дадоа некои убави резултати - како што беа поедноставните симулации од други колеги претходно - туку и некои што беа во хармонија со природата. Ова предизвика сензација во професионалниот свет и неодамна му донесе на Херман наградата за истражување Макс Планк, обдарена со 125.000 евра.
Пред две години, за време на експедициите во Мароко и Бразил, Херман провери дали дините во дивината навистина се однесуваат како нивните дигитални двојници. Неговото истражување потврди дека должината, ширината и висината на срповите дини секогаш се менуваат пропорционално. Херман исто така снимил како се однесува брзината на ветрот над профилот на дина и како влагата влијае на вискозноста на песокот. Во сезоната на дождови, српните дини можат да ја сменат својата форма - ветерот потоа дува во внатрешниот лак на српот. Самиот Херман бил зачуден што неговите симулации дале далеку поточни резултати од најдобрите уреди за мерење. Ова се должи на фактот дека мерењата во дините - на пример, брзината на ветерот и материјалниот транспорт - можат да се направат само со широка мрежа, бидејќи дините се големи, а мерните уреди се скапи, што го ограничува нивниот број. Значи, мерењата се само селективни и истражувачите интерполираат меѓу нив. Тоа ги прави податоците неточни. Во компјутерската симулација, од друга страна, параметрите за секоја точка можат да се пресметаат во кое било време. Исто така, може да се каже: „Компјутерската мрежа“ е потесно измешана и затоа е попрецизна од „мерната мрежа“ по природа.
Професорот од Штутгарт испитуваше друг феномен во живо. Ралф Багнолд веќе забележал на своите патувања низ пустината дека од одредена брзина на ветерот - околу 18 километри на час, како што знаеме само денес - дина се издига над дина
се создава песочен превез висок околу пет сантиметри. Во оваа таканаречена соленост, зрната песок се цицаат од воздушните вртлози и се забрзуваат од ветрот. По одредено растојание тие повторно паѓаат и нокаутираат нови зрна.
Во неговите алгоритми Херман дозволува милијарди зрна песок да летаат низ воздухот истовремено: Она што трае неколку години во природата, работи на компјутери со високи перформанси за неколку часа. Видео клип потоа го сведува процесот на неколку секунди. Каскадата со песок може да се испита и во тунел за ветер, вели Херман, но операторите на ваквите системи - на пример, колегите од соседниот Институт за статика и динамика на воздушните структури - не се воодушевени кога песокот влегува во запчаниците на нивните скапи тунели. Херман сака да продолжи - дури и без скапи експерименти: „Квантната физика се разбира, природата не е“.
На пример, долго време беше нејасно дали дината е солитон во математичка смисла. Да беше така, две дини ќе треба да навлезат една во друга без да комуницирате - како бранови кога ќе фрлите два камења во водата. Набationsудувањата на истражувачите за дина првично зборуваа во прилог на теоријата на солитон: Кога мала, брза дина ќе сретне голема, бавна дина одзади, по некое време мала дина пред заминува од пакетот со песок - како да го престигнала својот голем брат.
Ако Херман дозволи неговите симулации да се одвиваат како филм, дури и лаикот веднаш ќе види дека ова набудување е измамен. Наместо тоа, постои еден вид канибализам на дина: малата дина гриза на задниот дел од големата додека не биде голема колку самата таа. Таа ја губи брзината во процесот. Предната дина брза како мала дина по нејзината „диета“, понекогаш мали дини се појавуваат на краевите на српот. „Компјутерските пресметки се важни затоа што тие честопати противречат на интуицијата“, рекламира Херман. Шпанските инженери, кои пред 40 години изградија подвижна лента долга 20 километри за да пренесат фосфат од Западна Сахара до мароканскиот брег, преку средина на поле со илјадници српни дини, исто така можат да ви кажат нешто-две за тоа. Бидејќи сакале да бидат паметни, тие го поставиле подвижниот појас на столбови високи 15 метри, така што дините високи до 10 метри може да нуркаат под нив. Но, се покажа поинаку: дините се закачија на потпорниците и се натрупаа толку високо што објектот беше целосно преплавен со песок за неколку години.
Научниците од Институтот за физичка статистика во Париз преку лабораториски тестови откриле сосема поинаква појава, песната на дините. Истражувачот Марко Поло радуваше на овие звуци. Постојат околу 20 такви рички дини низ целиот свет. Неговиот звук е многу слаб на 100 херци и на 100 децибели скоро гласен како џакер. Понекогаш тоновите се груби како бучавата на моторот, понекогаш скоро чиста. Стефан Дуди
испитувани дини на југот на Мароко, кои „пеат“ скоро континуирано. Открил дека глината се создава кога песок го откинува сртот на дината и се лизга од задниот дел. Лизгачкиот слој е дебел десет сантиметри и се состои од околу 500 слоја во кои зрната песок се тријат едни со други. Бидејќи слоевите синхроно се лизгаат едни над други, се создаваат неверојатно звучни тонови. „Нашето разбирање сè уште не е доволно за да се симулира процесот на компјутер“, вели Дуди.
Theителите на Нуаккот, главниот град на Мавританија, немаат никаква врска со песната на дините. Тие трајно се во бегство од ролните за песок, кои се движат до 30 метри годишно. Од една страна куќите се закопани под маси песок, од друга страна жителите градат нови. Преградни wallsидови и вештачки создадената вегетација сега треба да помогнат да се разбие моќта на дините. Луѓето во Сахара не се сами во својата мизерија: дури има и дини во Европа, на пример на германското крајбрежје на Северното Море. Но, овие ролни за песок се фиксираат на таков начин што не ги загрозуваат куќите и сообраќајните правци.
Она што е благослов за локалните жители има големи неповолности за природата. Хаим Цоар од универзитетот Бен Гурион во Бершева, Израел, откри дека има помалку биодиверзитет во асфалтирани дини. Експертот за дини откри и дека дините што се движат делуваат како џиновски метли и чисти плажи од нечистотија. Поради оваа причина, луѓето низ целиот свет дискутираат за повторно извлекување на асфалтирани дини од поводник.
Бразил прв одговори. На северот на земјата, огромното поле со дина Lençoes Marahenses е прогласено за природен резерват - заработувате многу пари со туристите кои сакаат да го погледнат природниот спектакл. Ако имате среќа, таму ќе се сретнете и со Ханс Херман, кој планира почесто да патува во Бразил во следните неколку години. Херман не се меша со парите од наградата - тој сака да ги искористи за да измери понатаму дини со колегите од Универзитетот во Порто Алегре. Во септември, фокусот е на влијанието на вегетацијата врз миграцијата на дините. Херман вметнал равенка во неговиот модел за пресметка што го зема предвид ова влијание.
Следното патување на Херман е околу 60 милиони километри - но само виртуелно на компјутер. Дестинација е соседната планета Марс. Херман сака да се обиде да го заклучи составот на песок од формата на дините таму. Сè што им е потребно на неговите равенки како влез, веќе е истражувано од вселенските сонди, на пример густината на атмосферата или брзината на ветерот, која достигнува над 200 километри на час на црвената планета. Ралф Багнолд овој пат не му пречи на патот, а ниту на друг истражувач немаше идеја. Херман: „Секогаш е предизвик да се биде првиот“.
Професор од Штутгарт за прв пат симулираше на компјутер како мигрираат дините.
Сите обиди за спречување на миграцијата на песок во Сахара досега беа неуспешни.
Симулациите би можеле да дадат и информации за песокот на соседната планета Марс.