Dünen von Katar. (Mohamed Alaa/Getty Images) Wüstenlandschaften sind nicht so leblos, wie sie aussehen. Riesige Sanddünenmeere können nicht nur wachsen, sich bewegen und miteinander interagieren Eine aktuelle Studie legt nahe, dass sie auch „atmen“ können.
Mithilfe einer hochempfindlichen Sonde, deren Erfindung Jahrzehnte dauerte, haben Forscher gezeigt, dass Sanddünen regelmäßig winzige Mengen Wasserdampf ein- und ausatmen.
Die Inhalationen sind schwieriger zu erreichen, wenn der Sand trockener ist. Wenn der Wind jedoch über die Oberfläche einer Düne strömt, trägt er die oberste Schicht ab, was zu einer schnellen Änderung der Oberflächenfeuchtigkeit und des Drucks führt. Infolge, ' flüchtige Feuchtigkeitswellen ' aus der Atmosphäre darüber fließen nach unten.
Die zur Erkennung dieser Strömung verwendete Sonde reagiert so empfindlich auf Feuchtigkeit, dass sie winzige Wasserfilme auf einem einzelnen Sandkorn erkennen kann.
Beim Eintauchen in eine Düne in der Wüste von Katar konnte das Instrument in nur 20 Sekunden die Temperatur, Strahlung und Feuchtigkeit in seiner Umgebung mit einer Auflösung im Millimeterbereich scannen.
Diese Messungen wurden zwei Tage lang alle 2,7 Minuten wiederholt und sammelten eine riesige Datenmenge.
Den Autoren ist kein anderes Instrument bekannt, das eine Sanddüne mit solch hoher räumlicher oder zeitlicher Auflösung überwachen kann.
In Kombination mit Daten zu Windgeschwindigkeit und -richtung sowie Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit haben die Autoren ein äußerst subtiles Verhalten von Sand in der Wüste aufgedeckt.
Anders als Wärme, die durch einzelne Sandkörner geleitet wird, scheint Wasserdampf zwischen den Körnern zu versickern.
Die Poren einer Sanddüne transportieren daher Feuchtigkeit von der Oberfläche nach unten, und diese Wege werden immer wieder neu geschaffen, wenn der Wind weht.
„Der Wind strömt über die Düne und erzeugt dadurch Ungleichgewichte im lokalen Druck, was buchstäblich dazu führt, dass Luft in den Sand hinein und aus dem Sand herausströmt.“ „Der Sand atmet also, wie ein Organismus atmet.“ erklärt Maschinenbauingenieur Michel Louge von der Cornell University.
Dieses „Atmen“ könnte ein Grund dafür sein, dass Mikroben tief in Sanddünen leben können, auch wenn kein flüssiges Wasser verfügbar ist.
Interessanterweise misst die Sonde an der Oberfläche der Düne weniger Verdunstung als von den Wissenschaftlern vorhergesagt. Für eine solch hyperaride Region war das Auswaschen von Feuchtigkeit aus der Sanddüne in die Atmosphäre ein relativ langsamer chemischer Prozess.
„Dies ist das erste Mal, dass solch niedrige Luftfeuchtigkeitswerte gemessen werden konnten“, sagt Louge.
Die Empfindlichkeit der neuen Sonde ist eine technische Meisterleistung, die es Wissenschaftlern ermöglichen könnte, genauer zu messen, wie sich landwirtschaftliche Flächen in Wüste verwandeln, ein Prozess, der dadurch verschärft wird Klimawandel .
„Die Zukunft der Erde ist, wenn wir so weitermachen, eine Wüste“ warnt Louge.
Daher könnte es sehr nützlich sein, mehr darüber zu wissen, wie Wüsten funktionieren. Und das nicht nur, um unseren eigenen Planeten besser zu verstehen.
Sonden, die die Feuchtigkeit im Sand empfindlich messen können, könnten Experten dabei helfen, unsichtbare Zeichen von Wasser beispielsweise auf Sand zu finden. Mars .
Nur weil die Wüste an der Oberfläche verlassen aussieht, heißt das nicht, dass sich unten kein Leben versteckt.
Die Studie wurde im veröffentlicht Zeitschrift für geophysikalische Forschung: Erdoberfläche .