Gli scienziati dell'EPFL e dell'SLF descrivono con precisione come le superfici di neve e sabbia si erodono quando esposte al vento. La loro descrizione può contribuire a migliori previsioni sulle emissioni di polvere dai deserti e dal trasporto di neve in Antartide, e può essere adattato ad altri pianeti.

Il vento e l'acqua trasportano con sé una moltitudine di particelle, portando a erosione o depositi, come le emissioni di polvere del deserto del Sahara che possono raggiungere l'Europa e il trasporto della neve che può… bloccare il traffico.

Francesco Comola e Michael Lehning di EPFL e SLF descrivono accuratamente come il flusso del vento influenzi una superficie generica di particelle non omogenee, come neve o sabbia, utilizzando una nuova teoria che un giorno aiuterà a migliorare le previsioni meteorologiche. I risultati sono ora disponibili nel vol. 44, n. 3 di Lettere di ricerca geofisica .

Esistono già descrizioni del trasporto eolico o acquatico, ma questa è la prima volta che le leggi fondamentali – la seconda legge di Newton e la conservazione dell'energia – vengono usate per descrivere come le particelle vengono espulse da un letto di particelle.

"È una pietra miliare poiché è sorprendente che il processo di espulsione delle particelle non sia mai stato descritto finora utilizzando le leggi fondamentali di conservazione, "dice Lehning, "almeno non per una vasta gamma di sedimenti dalla sabbia eterogenea alla neve".

La nuova teoria è abbastanza potente da poter prevedere statisticamente il numero di particelle espulse dalla superficie del letto di particelle e sollevate nel flusso, anche per diverse dimensioni delle particelle e diverse proprietà di materiale o flusso.

La teoria può essere vista come una generalizzazione di come le palle da biliardo vengono disperse dalla palla bianca durante quel primo colpo. Ma in molti modi, il biliardo è un caso banale rispetto ai letti di particelle in natura. Invece di avere un letto di sole 15 palle da biliardo, il modello può gestire un gran numero di particelle e quindi essere applicato a vaste aree della Terra o di altri pianeti. Invece di avere solo una palla bianca, ci possono essere molte particelle incidenti. Invece di avere palle da biliardo tutte della stessa forma e dimensione, le particelle possono essere un mix di forme e dimensioni come quello che vediamo in una manciata di sabbia o neve. Invece di palle da biliardo che non si attraggono né si respingono a vicenda, le particelle possono essere appiccicose a causa delle forze coesive, come sabbia bagnata o neve umida.

Gli scienziati ritengono che il loro nuovo modello farà progredire lo studio dello sviluppo di dune e increspature, sia nelle regioni aride che polari. Contribuirà inoltre a migliorare le previsioni sulle emissioni di polvere dai deserti e dal trasporto di neve in Antartide, i cui effetti si estendono dalla salute globale alle condizioni meteorologiche e ai cambiamenti climatici. Il modello può anche aiutare a trovare la causa dell'intensa attività di trasporto di sabbia osservata su Marte, dove la bassa densità dell'atmosfera suggerirebbe che i venti non sono sufficientemente forti da erodere le particelle superficiali.