Giải mã bí ẩn đụn cát sa mạc

Trên khắp các sa mạc, cát bị cuốn lên không chỉ nhờ gió, mà còn nhờ điện trường mạnh xuất hiện gần bề mặt, đẩy các hạt cát vào không khí. Bằng việc tính đến điện trường này, các nhà nghiên cứu cho biết họ có thể tạo ra những mô hình biến đổi khí hậu tốt hơn và thậm chí giải thích được các đặc điểm của bụi trên sao Hoả.

Từ lâu, các nhà khoa học vẫn chưa lý giải được vì sao cát cuốn trên sa mạc không bốc lên cao hơn khi bị gió thổi mạnh hơn. Nhưng khi nhóm nghiên cứu tại Đại học Michigan - lần đầu tiên - tính đến vai trò của điện tích trong sự nảy của các hạt, họ đã khớp được mô hình với sự quan sát của mình.

Khi gió thổi cát lăn trên bề mặt đất, sự ma sát khiến cho các hạt cát "nhặt" được những electron lỏng lẻo trên mặt đất, khiến cho chúng trở nên âm tính và để lại một bề mặt tích điện dương.

Quang cảnh Biển cát lớn của Ai Cập, nhìn từ Cao nguyên Gilf Kebir ở Sahara. (Ảnh: LiveScience)

"Nó giống như khi bạn vuốt lông mèo và nhìn thấy những tia sáng nhỏ, hoặc chà một quả bóng bay trên đầu khiến cho tóc dựng đứng lên", Jasper Kok, một sinh viên tốt nghiệp ngành vật lý ứng dụng ở Đại học Michigan, trưởng nhóm nghiên cứu, nói.

Sự phân tách điện tích này tạo ra một điện trường có thể mạnh tới 100.000 đến 200.000 vôn trên mỗi mét vuông ở vị trí cách bề mặt 1 centimét. Điện trường này hút thêm nhiều hạt cát lên không bởi vì các hạt dương ở bề mặt bị các hạt âm đang lơ lửng trên không hút lên cao.  

Điện trường này cũng giải thích vì sao các hạt cát nhảy không bị bốc cao hơn nữa khi gió thổi mạnh. "Giờ đây chúng tôi cho rằng khi tốc độ gió tăng lên, thì điện trường cũng tăng lên, và điện tích âm dương của các hạt huỷ lẫn nhau". Kết quả là, dù có gió mạnh thì cát cũng chỉ là là mặt đất.

Phát hiện này được đánh giá là rất quan trọng đối với khoa học về khí hậu, vì nó có thể lý giải chính xác hơn sự xuất hiện của bụi trong khí quyển, và mở ra ánh sáng về đặc tính vật lý của các quá trình tương tự.

T. An