Исследователи раскрыли механизм, объясняющий структуру дюнных полей

Исследователи из Университета Пенсильвании, изучая суровый, но красивый национальный памятник Уайт-Сэндс в Нью-Мексико, обнаружили унифицирующий механизм, объясняющий формирование дюнных узоров. Эта работа вносит вклад в фундаментальную науку, но её выводы также могут иметь значение для определения момента, когда дюнные ландшафты, подобные Небрасским песчаным холмам, достигнут «переломного момента» из-за изменения климата, превратившись из ценных пастбищ в бесплодную пустыню.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Geoscience. Учёные проанализировали высокодетальные карты высот, измерявшиеся в течение пяти лет с помощью аэросканирования поверхности дюнного поля лазером (LiDAR). Данные показали, что дюны мигрируют быстрее всего на наветренном (западном) краю поля, где оно переходит в плоскую равнину. По мере продвижения по преобладающему направлению ветра (северо-восток) вглубь дюнного поля скорость движения дюн последовательно снижалась. Исследователи предположили, что трение, создаваемое дюнами, заставляет ветер замедляться над полем, и подтвердили эту идею количественно с помощью простой теории.

Наличие растительности также оказалось связано с активностью ветра и миграцией дюн. Наблюдения показали, что дюны, подверженные более сильным ветрам, имеют меньше растений, так как они не успевают укорениться в быстро смещающемся песке. Напротив, дюны в зонах с более медленным ветром достаточно стабильны, чтобы поддерживать растительность. Растения, в свою очередь, стабилизируют песок корневыми системами, влияя на форму дюн. Кроме того, было показано, что растения воздействуют на грунтовые воды, а не наоборот: поглощая воду, они понижают уровень грунтовых вод и уменьшают испарение, делая воду менее солёной.

«Понимая изменения в картине ветра над дюнами, мы можем также понять миграцию дюн, динамику растительности и грунтовых вод и даже долгосрочную скорость осадконакопления в дюнном поле», — отметил руководитель исследования Дуглас Джеролмак. Эти фундаментальные механизмы могут применяться и в других местах, например, в травяно-стабилизированных дюнных полях Небрасских песчаных холмов. Согласно некоторым прогнозам изменения климата, сокращение количества осадков может привести к гибели стабилизирующей травы, и дюны снова станут подвижными, что поставит под угрозу существующее там пастбищное животноводство.