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浙大学者合作研究揭示沙波中隐藏的秩序,成果在Nature Communications 发表

编辑:高楚清 来源:海洋学院 时间:2022年01月11日 访问次数:10  源地址

浙江大学海洋环境与泥沙团队百人计划研究员Thomas P?htz 博士,与德国莱布尼茨大学理论物理研究所Tholen博士和Kroy博士、以色列本-古里安大学Yizhaq和Katra等学者合作,在沙波形成和发展机制方面取得创新性研究成果。1月10日,该成果相关论文“Megaripple mechanics: bimodal transport ingrained in bimodal sediments”在Nature Communications 在线发表。浙江大学为该文通讯作者单位。

沙波(地面形态有规律的起伏和波动)普遍存在于气流作用下的陆地地面、水流作用下的河床和海流作用下的海床。物理上而言,沙波是流体(气流、水流或海流)作用下由泥沙运动(冲刷或淤积)直接导致的。因此,特定的沙波类型往往对应着特定的流体状态。当我们知道了沙波的类型,就能据此推演相应的流体状态。然而,如何准确判定床面形态类型是长期困扰科学家的问题。

基于严密的计算和理论分析,Thomas P?htz 和他的合作者发现了巨型沙纹(Mega-ripple)中隐藏的泥沙颗粒组成秩序。Thomas P?htz 介绍,巨型沙纹的泥沙颗粒级配分布非常不均匀,往往粗粒径和细粒径的泥沙占比会比较多,但介于二者之间粒径的泥沙很少;特别的是,巨型沙纹的粗颗粒与细颗粒尺寸之比总是等于一个常数(自然常数e)。

Thomas P?htz 的理论结果得到了大量地球和行星地貌沙波数据的支持,这有利于更清楚地界定地球和外行星上地貌沙波的类型?!爸灰巢ǖ哪嗌晨帕3叽缏阏庖恢刃?,就可以被界定为巨型沙纹,从而基于对巨型沙纹形成和发展的认识来推演流体状态?!盩homas P?htz 打个比方说,“根据这一成果,能极大促进对外行星床面形态(如天问一号拍摄的火星床面)进行分门别类的研究,并进而基于沙波类型和流体状态之间的科学认识,推演火星上可能的大气状态”。

(陈玉兰 胡鹏)

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-26985-3

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