언덕은 물리 흐름과 함께 산다

산이 단단해 보입니다. 그러나 이것은 단지 신기루 일 수 있습니다. 매우 긴 시간 규모에서 풍경은 끈적 끈적한 해류처럼 흐릅니다.

최근까지 대부분의 과학자들은 동물 구덩이, 쓰러진 나무, 지진, 번개와 같은 것들이 세계 지형의 대부분을 왜곡 한 원인이라고 말했을 것입니다. 그러나 모래 더미에서 초 미세 레이저를 사용한 새로운 실험은 크리프가 모든 환경의 고유 한 부분이며 다른 모든 조치가없는 경우에도 발생할 것임을 나타냅니다.

펜실베이니아 대학의 지구 물리학 박사 과정 후보자 인 Nakul Deshpande는 “모든 것이 항상 움직이고있다”고 말했다. “그냥 비유가 아닙니다. 진짜입니다. 그게 일어나는 일입니다.”

조경 과학을 전공하는 Deshpande 씨는 최근 침식 (지질 학적 과정, Radiohead 노래가 아닙니다.). 연구원들은 느슨하고 재생 가능한 토양이 1 년에 센티미터의 속도로 끊임없이 움직이고, 낮추고, 변화하고 있다는 사실을 오랫동안 알고있었습니다.

그러나 좋은 크롤링 데이터를 얻는 것은 항상 어려웠습니다. 산비탈에 묻힌 표식은 수십 년에 걸쳐 여행 할 것이지만 그러한 변화의 정확한 원인을 찾아내는 것은 거의 불가능합니다.

실험실에서 Deshpande와 그의 동료들은 진동 가습기 테이블에 커다란 피라미드 모양의 모래 더미를 놓고 모든 조명을 끄고 온도와 습도를 일정하게 유지했습니다. 그들은 광선이 서로 튀어 오르고 간섭하는 방식으로 스택에 레이저를 투사하여 검출기에 반점 패턴을 생성했습니다.

패턴의 미묘한 변화를 찾으면 1 백만 분의 1 미터 크기로 모래알의 미세한 움직임을 관찰 할 수 있습니다. 모래와 같은 물질은 자연적인 안식각을 가지고 있습니다. 마운드의 측면이 특정 각도보다 가파르면 그 알갱이가 작은 산사태에서 아래로 휩쓸립니다.

Deshpande와 그의 동료들은 그들의 모래 피라미드를 휴식 각도 아래에 세웠습니다. 이것은 이론적으로 그들은 거기에 앉았어야했다는 것을 의미합니다. 그러나 그들의 레이저 점은 더미를 부은 지 약 2 주 후에 모래 알갱이가 1 년에 약 1 센티미터와 비슷한 속도로 여전히 아주 약간 움직이고 있음을 보여 주었다. 그들의 결과가 나타났다 Nature Communications의 수요일.

결과는 팀원들에게도 놀라웠습니다. Deshpande의 지구 물리학 자이자 고문 인 Douglas Gerolmac은 “그럴 것이라고 생각했지만 여전히 무섭다”고 말했다.

그러나 실험실은 환경과 완전히 분리되어 있지 않으며 연구원들은 위의 항공기가 어떤 식 으로든 실험을 방해하지 않았는지 확신 할 수 없습니다. 그들의 직감을 확인하기 위해 그들은 또한 중력과 마찰의 힘에 영향을받지 않는 가상의 모래 알갱이로 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하고 실제 더미 에서처럼 끝없는 움직임을 관찰했습니다.

크리프에 영향을 미치는 요소를 추가로 연구하기 위해 팀은 모래 더미를 약간 변경했습니다. 예를 들어, 그들은 말뚝을 가열하여 곡물을 열적으로 팽창시키고 미끄러지는 속도를 높였습니다.

새로운 연구에 참여하지 않은 케임브리지 대학의 지구 물리학자인 나탈리 프렌드는 외부 방해가 없을 때 크립이 발생할 수 있다는 회의적이었다. 그러나 자신의 실험을 몇 차례 수행하고 3 월에 열린 회의에서 Deshpande가 자신의 연구 결과를 발표하는 것을 듣고 그녀는 아이디어를 생각해 냈습니다.

그녀는 ” ‘정말 멋진 작업 이군요.’라는 말을 듣고 말했던 기억이납니다. 경험 주의자로서 사람들이 이전에 숨겨져 있던 무언가를 측정 할 수있는 새로운 기술을 발견 할 때 감사합니다.”

실험 결과가 흥미롭고 새롭다는 데 동의하면서 독일 GFZ 지구과학 연구 센터의 지형학자인 Anne Voigtländer는 통제 된 실험실 환경 밖에서 수행 할 수 있는지 완전히 확신하지 못했습니다. 그녀는 “당신이 그것을 적용 할 수있는 시점에 있지 않다고 생각한다”고 말했다.

실제 세계에서 팀의 결과를 확인하는 방법을 아는 것은 “공개 질문”이라고 Deshpande는 말했습니다.

그러나 그와 Jerulmak 박사는 그들이 지구 물리학적인 과정을 조사하는 새로운 방법을 열었고 근본적인 가정이 이전에 생각했던 것만 큼 견고하지 않을 수 있음을 보여 주었다고 생각합니다.

“나는 사물을 다르게 보지 않고는 언덕을 걸을 수 없다”고 Deshpande는 말했다. “나는 내가 사물을 보는 방식의 장막 아래에 사물이 있음을 이제 안다.”