Zwergdünen schreiben Klimageschichte

Neues aus der Forschung

Meldung vom 03.05.2018

Bläst der Wind Sandkörner durch die Wüste, entstehen zentimeterkleine Rippel und gewaltige Dünen. Wie es zur Entstehung von sogenannten Megarippeln zwischen diesen beiden Extremen kommt, war bislang ungeklärt. Wissenschaftler der Universität Leipzig und der Ben-Gurion University of the Negev in Israel haben das in gemeinsamen Forschungen herausgefunden. Sie konnten auch klären, wie man aus der Struktur und Dynamik von Megarippeln und verwandten Formationen auf dem Mars Rückschlüsse auf die Klimageschichte ziehen kann. Ihre Erkenntnisse haben sie jetzt in dem renommierten Fachjournal "Nature Physics" veröffentlicht.


180507-0405_medium.jpg
 
Unerwartete Verwandtschaft: Megarippel (vorne) und Sanddünen (hinten)
Marc Lämmel, Anne Meiwald, Hezi Yizhaq, Haim Tsoar, Itzhak Katra, and Klaus Kroy
Aeolian sand sorting and megaripple formation
Nature Physics
DOI: s41567-018-0106-z


Sandwüsten sind alles andere als glatt. Ähnlich wie auf Wasseroberflächen erzeugen turbulente Winde kleine Rippel und deutlich größere Wellen, sogenannte Dünen. Einem internationalen Team von Geomorphologen und Physikern ist es nun gelungen, den Mechanismus einer dritten Klasse von Sandwellen zu klären. "Diese eigentümlichen 'Megarippel', die aussehen wie große Rippel, entzogen sich bisher hartnäckig allen Erklärungsversuchen und sogar einer systematischen phänomenologischen Charakterisierung", sagt Prof. Dr. Klaus Kroy vom Institut für Theoretische Physik der Universität Leipzig, der federführender Autor der Veröffentlichung ist. Erst eine grundsätzlich neue Betrachtungsweise, die die vermeintlichen Riesenrippel als Minidünen interpretiert, bringe nun Ordnung in die Daten und eröffne neue Möglichkeiten für geomorphologische Analysen und Anwendungen in der Fernerkundung. "Mit diesem Schlüssel könnte es nun auch gelingen, die in diese Sandformationen eingeschriebene Klimageschichte zu entziffern", erklärt Kroy.

Die Hintergründe werden verständlich, wenn man die Besonderheiten der Entstehung der Megarippel genauer unter die Lupe nimmt: Turbulenter Wind erzeugt nicht nur Wellen im Sand, sondern sortiert zugleich auch dessen Körner nach ihrer Größe. Feine Körnchen fliegen weiter, gröbere bleiben zurück. Daher enthalten gewöhnliche Dünen, deren Sand über viele Kilometer vom Wind transportiert wurde, normalerweise fast nur Sandkörner identischer Größe. Dagegen finden sich in Megarippeln sehr unterschiedliche Korngrößen. Besonders in Erosionsphasen werden die feinen Körner schnell abgetragen, und die gröberen sammeln sich allmählich an der Oberfläche des Sandbettes. Dann setzt ein spezieller Transportvorgang ein: Einschläge hochfliegender feiner Sandkörnchen können die gröberen Körner in winzigen Schritten vorwärts treiben. Deren drastisch verringerte Sprunglänge bedingt aber eine gleichermaßen reduzierte Größe der entstehenden Dünen. Es entstehen Minidünen.

Die Autoren belegen die neue Interpretation von Megarippeln als grobkörnige Zwergdünen auch durch markante morphologische und dynamische Ähnlichkeiten von Megarippeln und normalen Sanddünen. Diese waren offenbar wegen des enormen Größenunterschieds bislang niemandem aufgefallen. "Eine wichtige Schlussfolgerung aus unserer Arbeit ist, dass Megarippel außerordentlich sensibel auf Schwankungen der vorliegenden Korngrößenverteilung und der vorherrschenden Windstärke reagieren", erläutert Marc Lämmel, der Erstautor der Studie. Das erkläre, warum Megarippel bei schwachem Wind nicht wachsen und durch Stürme schnell abgetragen werden. Was bisher nur als Hindernis für systematische Feldstudien galt, erweise sich nun als interessante Eigenschaft: Megarippel sind daher vorzügliche Archive vergangener Segregations- und Wachstumsphasen. "Ähnlich wie Jahresringe von Bäumen müsste die Schichtung der Körner beispielsweise in versteinerten oder extraterrestrischen Megarippeln Klimageschichte erzählen. Die vollständige Entzifferung der Sprache des Sandes dürfte zwar noch etwas Mühe bereiten, aber schon der nächste Strandaufenthalt bietet eine gute Gelegenheit, damit anzufangen", sagt Kroy.


News der letzten 2 Wochen


Meldung vom 17.01.2019

Wie Moleküle im Laserfeld wippen

Wenn Moleküle mit dem oszillierenden Feld eines Lasers wechselwirken, wird ein unmittelbarer, zeitabhängiger ...

Meldung vom 16.01.2019

Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedanken ...

Meldung vom 15.01.2019

Kieler Physiker entdecken neuen Effekt bei der Wechselwirkung von Plasmen mit Festkörpern

Plasmen finden sich im Inneren von Sternen, werden aber auch in speziellen Anlagen im Labor künstlich erzeugt ...

Meldung vom 14.01.2019

Vermessung von fünf Weltraum-Blitzen

Ein am PSI entwickelter Detektor namens POLAR hat vom Weltall aus Daten gesammelt. Im September 2016 war das G ...

Meldung vom 14.01.2019

Mit Satelliten den Eisverlust von Gletschern messen

Geographen der FAU untersuchen Gletscher Südamerikas so genau wie nie zuvor.

Meldung vom 14.01.2019

5000 mal schneller als ein Computer

Ein atomarer Gleichrichter für Licht erzeugt einen gerichteten elektrischen Strom. Wenn Licht in einem Halble ...

Meldung vom 14.01.2019

Isolatoren mit leitenden Rändern verstehen

Isolatoren, die an ihren Rändern leitfähig sind, versprechen interessante technische Anwendungen. Doch bishe ...

Meldung vom 10.01.2019

Ionenstrahlzerstäuben - Abscheidung dünner Schichten mit maßgeschneiderten Eigenschaften

Dünne Schichten mit Schichtdicken im Bereich weniger Nanometer spielen eine zentrale Rolle in vielen technolo ...

Meldung vom 10.01.2019

Wie Gletscher gleiten

Der Jülicher Physiker Bo Persson hat eine Theorie zum Gleiten von Gletschereis auf felsigem Boden vorgestellt ...

Meldung vom 08.01.2019

Neue Einblicke in die Sternenkinderstube im Orionnebel

Team unter Kölner Beteiligung zeigt: Winde eines jungen Sternes verhindern die Bildung neuer Sterne in der Na ...

Meldung vom 08.01.2019

Dissonanzen in der Quantenschwingung

Neuartige Quanteninterferenz in atomar dünnen Halbleitern entdeckt.

Meldung vom 07.01.2019

Photovoltaik-Trend Tandemsolarzellen: Wirkungsgradrekord für Mehrfachsolarzelle auf Siliciumbasis

Siliciumsolarzellen dominieren heute den Photovoltaikmarkt aber die Technologie nähert sich dem theoretisch m ...

Meldung vom 07.01.2019

Forscher erzeugen Hybridsystem mit verschiedenen Quantenbit-Arten

Einem japanisch-deutschen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, Informationen zwischen verschiedenen Arten ...

Meldung vom 21.12.2018

Mit Quanten-Tricks die Rätsel topologischer Materialien lösen

„Topologische Materialen“ sind technisch hochinteressant, aber schwer zu messen. Mit einem Trick der TU Wi ...

Meldung vom 21.12.2018

Moleküle aus mehreren Blickwinkeln

Lasergetriebene Röntgen-Laborquellen liefern neue Einsichten - Forscher am MBI haben erfolgreich Absorptionss ...

Meldung vom 21.12.2018

Beschreibung rotierender Moleküle leicht gemacht

Interdisziplinäres Wissenschaftlerteam entwickelt neue numerische Technik zur Beschreibung von Molekülen in ...



19.12.2018:
Tanz mit dem Feind
11.12.2018:
Die Kraft des Vakuums
30.11.2018:
Von der Natur lernen
24.11.2018:
Kosmische Schlange


11.05.2018:
Vorsicht, Glatteis!

Newsletter

Neues aus der Forschung