I risultati del team, pubblicati sulla rivista Physical Review Fluids, fanno luce su una delle domande fondamentali della geomorfologia:come fanno le rocce fluviali ad ottenere la loro caratteristica forma rotonda e liscia?
La risposta, si scopre, sta nell'interazione di tre forze:la forza dell'acqua che scorre sulle rocce, la forza delle rocce che si scontrano tra loro e la forza delle rocce che sfregano contro il letto del fiume.
"Questo è un problema che è stato studiato per secoli, ma nessuno è mai stato in grado di fornire una descrizione matematica completa di come funziona", ha detto Ian Walker, professore di geofisica presso l'Università del Texas presso la Jackson School di Austin. di Geoscienze e coautore dello studio. "Siamo entusiasti di essere i primi a farlo."
Il modello matematico del team si basa sull'osservazione che le rocce fluviali vengono costantemente frantumate in pezzi più piccoli dalla forza dell'acqua che scorre su di esse. Questi pezzi più piccoli poi entrano in collisione tra loro e con il letto del fiume, scomponendoli ulteriormente in pezzi ancora più piccoli. Nel corso del tempo, questo processo di abrasione e logoramento arrotonda gli spigoli vivi delle rocce e conferisce loro la forma liscia e rotonda.
Il modello del team tiene conto anche del fatto che la velocità con cui le rocce si disgregano dipende dalla loro dimensione e forma. Le rocce più grandi sono più resistenti all'abrasione rispetto alle rocce più piccole e le rocce con bordi affilati hanno maggiori probabilità di rompersi rispetto alle rocce con bordi lisci.
"Il nostro modello è in grado di prevedere con precisione la velocità con cui le rocce del fiume diventano rotondeggianti", ha affermato Walker. "Si tratta di un progresso significativo nella nostra comprensione dei processi geomorfici che modellano i paesaggi del nostro pianeta."
Le scoperte del team potrebbero avere applicazioni in una varietà di campi, tra cui ingegneria, geologia e scienze ambientali. Ad esempio, il modello potrebbe essere utilizzato per progettare macchine per la frantumazione delle rocce più efficienti o per prevedere il tasso di erosione dei letti dei fiumi.
"Siamo entusiasti delle potenziali applicazioni della nostra ricerca", ha affermato Walker. "Crediamo che potrebbe avere un impatto significativo su una serie di campi diversi."
