Sanddünen sind ständig in Bewegung. Sandkörner gelangen von der dem Wind oder Wasser zugewandten Luv- zur abgewandten Leeseite, und mit ihnen wandert allmählich die ganze Düne. Kleine Exemplare sind schneller als große, denn sie müssen wenige Körner bewegen. Trotzdem holen die Kleinen die Großen nur sehr selten ein. Dafür sorgt ein neu entdeckter Strömungsmechanismus.
Ein Team um den Physiker Karol Bacik von der University of Cambridge hat die Hintergründe des Effekts entdeckt und die Resultate im Februar 2020 veröffentlicht.
Bei den Experimenten liefen zwei künstliche Dünen aus Glaskügelchen innerhalb einer ringförmigen, mit Wasser gefüllten Rinne im Kreis (siehe »Dünentunnel«). Für eine Strömung sorgten umlaufende Schaufeln an der Oberfläche und die gegenläufig rotierende Rinne.
Die Forscher stellten fest, dass die stromaufwärts liegende Düne mit konstanter Geschwindigkeit im Kreis läuft, während die in ihrem Windschatten befindliche Düne sich zunächst rasch entfernt und sich dann immer mehr dem Tempo ihrer Vorgängerin angleicht. Das dauert so lange an, bis sie sich in der Rinne gegenüberliegen.
Ursache sind Wirbel an der stromaufwärts gelegenen Düne, die bis zur dahinter befindlichen Düne reichen und an deren Spitze zahlreiche Sandkörnchen ablösen. Diese gelangen in den Wasserstrom, werden ein Stück weit mitgerissen und sinken an der Leeseite der Düne wieder ab. So unterstützen die Wirbel von stromaufwärts den Sandtransport auf der stromabwärts gelegenen Düne. Die Reichweite der Turbulenzen ist begrenzt und nimmt mit zunehmender Entfernung ab, bis sich ein charakteristischer Abstand einpendelt. So stabilisieren sich verschiedenförmige Dünen gegenseitig. Geht man von einer kleinen Düne neben einer großen aus, so würde die erstere, schnellere Düne die letztere, langsame über kurz oder lang einholen. Durch die Annäherung nimmt jedoch der Einfluss der Wirbel von der kleinen auf die große Düne zu. Das beschleunigt dort den Sandtransport – umso stärker, je näher sich beide kommen. Sofern sich der Größenunterschied in Grenzen hält, wandert das Paar schließlich mit gleicher, konstanter Geschwindigkeit.
Die Zusammenhänge dürften sich auf die windgetriebenen Exemplare an Land übertragen lassen.
Quelle: Spektrum
