Пустыни могут казаться безжизненными и инертными, но они очень живые. Песчаные дюны, в частности, растут и движутся — и, согласно многолетнему исследовательскому проекту, они также дышат влажным воздухом.
Полученные данные впервые показывают, как водяной пар проникает в порошки и зерна, и могут найти широкое применение далеко за пределами пустыни — в фармацевтических исследованиях , сельском хозяйстве и пищевой промышленности, а также в исследовании планет.
Статья группы «Перенос водяного пара через засушливую песчаную поверхность — нелинейная тепловая связь, поровая адвекция, вызванная ветром, подповерхностные волны и обмен с атмосферным пограничным слоем», опубликованная 21 марта в Журнале геофизических исследований: поверхность Земли. .
Проект, возглавляемый ведущим автором Мишелем Лужем, профессором машиностроения и аэрокосмической инженерии в Инженерном колледже, охватывал не только много времени, но и различные местности. Это началось почти 40 лет назад, когда Луж изучал поведение жидкостей, газов и твердых частиц.
Желая измерять материю с большей чувствительностью, он и его ученики разработали новую форму приборов, называемых емкостными зондами, которые используют несколько датчиков для регистрации всего, от концентрации твердого вещества до скорости и содержания воды , и все это с беспрецедентным пространственным разрешением.
Когда коллега из Университета штата Юта предположил, что эта технология может быть полезна для визуализации слоев горных снежных покровов и оценки вероятности схода лавин, Луж пошел в свой гараж, взял несколько датчиков и проверил их в метель. Вскоре он заключил партнерство с компанией Capacitec Inc, чтобы объединить их навыки в геометрии и электронике. Полученные зонды также оказались полезными в гидрологических исследованиях.
В начале 2000-х Луж начал сотрудничать с Ахмедом Ульд эль-Моктаром из Университета Нанта, Франция, чтобы использовать зонды для изучения содержания влаги в песчаных дюнах, чтобы лучше понять процесс, посредством которого сельскохозяйственные угодья превращаются в пустыни. становятся все более актуальными с усилением глобального изменения климата.
«Будущее Земли, если мы будем продолжать в том же духе, — это пустыня», — сказал Луж.
В то время как другие зонды могут измерять большие объемы вещества, зонды Louge работают глубоко и мелко, собирая данные в миллиметровом масштабе, чтобы определить точное количество влаги в песке и его плотность. Однако для работы в новой среде зонды необходимо было модифицировать. Так начался десятилетний процесс проб и ошибок, когда Луж периодически совершал поездки в пустыни Катара и Мавритании, экспериментируя с различными версиями зонда.