Desert Mystery Hat Elektrisierende Antwort

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Weite sandstrände durch die wüste werden von mehr als nur vom wind geweht, haben wissenschaftler entdeckt.

Weite Sandstrände durch die Sahara und andere Dünengebiete werden von mehr als nur vom Wind geweht, wie Wissenschaftler entdeckt haben. In der Nähe des Wüstenbodens springen kraftvolle elektrische Felder hervor und treiben Sandkörner in die Luft.
Unter Berücksichtigung dieser Elektrizität sagen Forscher, sie könnten bessere Modelle zum Klimawandel entwerfen und sogar die Eigenschaften des Staubs auf dem Mars erklären.

Die Wissenschaftler waren lange Zeit nicht imstande, zu erklären, warum der Sand, der durch die Wüste fegt, nicht stärker wird, wenn der Wind stärker wird. Als Forscher an der University of Michigan die erste Rolle der Elektrizität in diesem Partikeltanz berechneten, konnten sie ihre Modelle schließlich mit Beobachtungen abgleichen.

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Während der Wind Sand in einem Prozess, der als Saltation bezeichnet wird, dazu zwingt, Sand über die Erdoberfläche zu kratzen, werden die Sandpartikel durch die Reibung lose Elektronen vom Boden aufgenommen, was zu einer negativen Ladung führt und die Oberfläche mit einer positiven Ladung verlässt, fanden die Forscher.

"Es ist ungefähr so, als wenn Sie Ihre Katze streicheln und kleine Funken spüren oder einen Luftballon auf den Kopf legen, um Ihr Haar aufstehen zu lassen", sagte Jasper Kok, ein Student der angewandten Physik an der University of Michigan, der die Studie leitete mit seinem Berater, dem atmosphärischen Wissenschaftler aus Michigan, Nilton Renno.

Die Studie wird in der Ausgabe der Zeitschrift vom 11. Januar veröffentlicht. Physische Übersichtsbriefe.

Durch die Trennung der Ladungen entsteht ein elektrisches Feld, das Zentimeter von der Oberfläche aus Stärken von 100.000 bis 200.000 Volt pro Meter erreichen kann. Dieses Feld wiederum zieht noch mehr Sand in die Luft, weil die positiv geladenen Bodenteilchen von den schwebenden negativen Partikeln angezogen werden.

Das elektrische Feld erklärt auch, warum die abspringenden Partikel keine größeren Höhen erreichen, wenn der Wind schneller bläst.

"Jetzt denken wir, dass mit zunehmender Windgeschwindigkeit auch die Elektrizität zunimmt und sie sich gegenseitig aufheben", sagte Kok. "Der springende Sand wird elektrisch von der Oberfläche angezogen. Wir waren sehr aufgeregt, als wir diesen Graphen gezeichnet haben, und alles passte zusammen."

Dünen gestalten

Die Salzbildung ist die Kraft, die Sanddünen bildet, Gestein formt und Erosion verursacht.

"Diese Erkenntnis könnte möglicherweise mehr Licht auf die Physik all dieser Prozesse werfen", sagte Kok.

Die Entdeckung ist für die Klimawissenschaft besonders wichtig. Wenn die Sandkörner auf dem Wüstenboden abprallen, schleudern sie feine Staubpartikel auf, die die Samenwolken bilden. Bestehende Klimamodelle können nicht genau beschreiben, wie Staub in die Atmosphäre gelangt.

"Wir haben ein anderes Stück des Rätsels der Physik der Staubemission in die Atmosphäre entdeckt", sagte Kok WordsSideKick.com. "Dieses erweiterte Verständnis sollte es uns ermöglichen, die Emission dieses Staubs besser zu modellieren. Dies sollte letztendlich zu besseren Klimamodellen führen."

Mars Geheimnis

Die Elektrizität kann auch ein missverstandenes Merkmal des Mars erklären - die hohen Sauerstoffmengen, die freigesetzt werden, wenn der Sand des Planeten mit Wasser vermischt wird.

Wissenschaftler glaubten einst, dass der Sauerstoff eine Signatur des Lebens auf dem roten Planeten sein könnte, sagte Renno, der an den NASA-Missionen Phoenix und Mars Science Laboratory der NASA zum Mars mitforscht. Aber schließlich zeigten Studien, dass das Leben nicht hinter der Oxidation steckte.

Renno schlug vor, dass die Bewegung von Staub auf dem Planeten elektrische Felder aufwirbelt, die Wasserdampf abbauen und Wasserstoffperoxid erzeugen, ein Molekül, das zerfällt, um Sauerstoff freizusetzen. Er sagte, die Felder des roten Planeten könnten so stark sein, dass sie Funken an der Oberfläche erzeugen.

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