Объединяя математические модели с лабораторными экспериментами и полевыми измерениями от реки, океана и области дюны, команда во главе с геофизиком Университета Пенсильвании Дугласом Дж. Джеролмакком нашла, что те же самые общие процессы ведут округление тех разнообразных типов частицы. Они сообщили о своих результатах в журнале Science Advances.
«Мы показываем, что раздутый песок, речная галька и работавшая волной галька повсюду вокруг таким же образом, сталкиваясь», говорит Джеролмакк. «И, что более важно, мы показываем, как природа выбирает для условий, которые приводят к этому универсальному поведению».Математические модели, объясняющие универсальность этой эволюции, были созданы в последние десятилетия, в усилии доказать догадку Пуанкаре, главный прорыв в чистой математике.
Оказывается, что у тех же самых уравнений есть секунда, не менее интересная интерпретация как модели для естественной эволюции формы.Развитие этой общности о том, как частицы вокруг могут помочь ученым соединить историю других частиц, стратегию, Jerolmack и коллеги раньше восстанавливали транспортную историю гальки на Марсе в статье Nature Communications 2015 года, которая подтвердила вероятность жидкой воды на той планете.
Работа может также позволить исследователям отследить части осадка что чип прочь больших частиц. Маленький, но могущественный, это зерно строит заболоченные места, поймы и пляжи, затрагивая все от ураганной упругости до сельскохозяйственной производительности.
Исследовательская группа, которая включала Габора Домокоса, математика с Будапештским Технологическим университетом и Экономикой, и Тимеей Новак-Сзэбо, постдокторский исследователь, который провел время в лабораториях и Джеролмакка и Домокоса, ранее обдумала, как речные скалы округлились. В более ранних исследованиях они показали, что эти частицы сначала становятся гладкими, как они заставляют отскочить вниз русло, их острые углы, бьющиеся прочь, и затем становятся меньшими, в то время как они продолжают сталкиваться с другими частицами.В новой работе они показывают, как простая геометрия предсказывает общую эволюцию формы для большинства отложений быть ими зерна песка, унесенные ветром, блоки известняка, сталкивающиеся во вращающемся барабане в лаборатории или гальке, избитой океанскими волнами.Используя наборы данных от Белых дюн Песков Нью-Мексико, пуэрториканского русла, итальянского пляжа и лаборатории Домокоса, исследователи показали, что их предпосылка сохранялась: Столкновения с другими частицами вызвали все эти частицы к раунду идентичным способом.
Общие черты возникают из-за ограничений, что частицы, едущие вдоль кровати – разделяют ли река, дюна или океан-. Эти частицы, исследователи нашли, имеют тенденцию происходить как удлиненные формы, сталкиваться с частицами подобного размера и делать так с уровнем силы, которая одобряет осколок прочь маленьких фрагментов осадка, в противоположность более многочисленным силам, которые могли бы вызвать частицу к фрагменту в больших частях или слабые силы, которые сотрут поверхность как наждачная бумага.С этим общим правилом теперь в руке, у исследователей есть математические инструменты, они должны восстановить транспортную историю любой частицы осадка на основе ее формы, улучшив их способность предсказывать пейзажную эволюцию со временем.
Работа была поддержана Товариществом Koranyi, венгерский OTKA (Грант 119245), и Национальный научный фонд Лукильо Критическая Зональная Обсерватория (УХО Гранта 1331841).