Вчені з Університету Кампінас (Бразилія) і Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (США) докладно досліджували формування барханів. Так називають дюни – утворені вітром піщані пагорби, що мають форму півмісяця. Подібний тип рельєфу представлений в найрізноманітніших ландшафтах і розмірах. Крихітні бархани довжиною всього кілька сантиметрів утворюються на дні океану, в пустелях Землі, а на поверхні Марса вони розкидаються на багато кілометрів і досягають сотень метрів у висоту.

Дотепер вчені не проводили розрахунків і моделювання росту і еволюції барханів, які можуть формуватися роками на Землі і тисячоліттями на Червоній планеті. Обчислення, що відстежують кожну піщинку бархана, залишалися неможливі. Однак тепер дослідникам вдалося зробити це на прикладі крихітних дюн на дні океану, які під впливом води формуються набагато швидше, ніж бархани на суші.

Вони використовували моделювання CFD-DEM (обчислювальна динаміка рідини/метод дискретних елементів) для визначення морфології барханів, опису рухів окремих піщинок та параметрів потоків рідини, що впливають на них. Результати дослідження представлені в журналі Physics of Fluids.

Автори роботи застосували рівняння руху до кожної піщинки крихітного бархана, що деформується потоком рідини. Результати моделювання порівняли з поведінкою реальних барханів у водному середовищі.

Дослідження прокладає шлях для подальшого вивчення формування барханів. Зміни марсіанського і земного рельєфів під впливом вітру відбувається в набагато більших масштабах часу і відстані, ніж у водному середовищі, в якій бархани довжиною в кілька сантиметрів з’являються за лічені хвилини. Проте динаміка їх освіти багато в чому схожа.

Тепер вчені зможуть використовувати великі обчислювальні ресурси для моделювання барханів на Землі та інших планетах, які утворюються протягом десятиліть або тисячоліть.