或許你沒有親眼見過，但十有八九在電視或照片上看到過：沙漠上有一道道仿若正弦曲線的波浪痕跡。那是風(fēng)留下的印記。

其中某些沙浪的波長在30厘米和數(shù)米之間，這種就被稱為巨浪。不僅在地球上，我們在火星等其他行星上，也能看到類似的沙漠波紋。

除了它們的規(guī)模之外，這些波紋的一個(gè)關(guān)鍵特征是所涉及的粒度——顆粒的粗細(xì)。然而，這種混合從來都不是單一的。

現(xiàn)在，研究人員發(fā)現(xiàn)了巨浪紋的一個(gè)令人驚訝的數(shù)學(xué)特征：基于粒徑分布密度的雙峰模式，大致分為較粗和較細(xì)的顆粒，兩者的分布密度最大處對應(yīng)的粒徑之比為常數(shù)——過去幾十年的研究未有發(fā)現(xiàn)。

作者總結(jié)說，將來，這個(gè)數(shù)字可用于對沙粒分類。

他們在論文中寫道：“我們發(fā)現(xiàn)顆粒尺度運(yùn)輸?shù)奶卣魈卣骶幋a在與巨型波共同演化的顆粒大小分布 (GSD) 中。我們對原始和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的整合牢固地確立了理論預(yù)測在廣泛的地理位置和普遍的環(huán)境條件下的準(zhǔn)確性和穩(wěn)健性。”

當(dāng)風(fēng)吹過沙子時(shí)，巨大的波紋由細(xì)顆粒推動粗顆粒形成。以不同的速度行進(jìn)，粗粒聚集在波紋的頂部，而細(xì)粒通常沉降在波谷中。

樣本來自以色列、中國、納米比亞、印度、以色列、約旦、南極洲和美國新墨西哥州的巨型油田。根據(jù)在火星和實(shí)驗(yàn)室風(fēng)洞中的觀察結(jié)果添加了更多的佐證。

使巨型波紋與眾不同的是，它們比較小的沙波紋和更大的沙丘更脆弱，并且更容易受到不斷變化的風(fēng)模式的影響——如果風(fēng)變得太強(qiáng)，產(chǎn)生巨型波紋的機(jī)制就會被壓倒。

研究人員建議，他們的模型也可用于預(yù)測何時(shí)會發(fā)生崩潰，甚至可以根據(jù)以前的巨型海浪留下的沉積物來回顧過去的天氣和氣候條件。

這些發(fā)現(xiàn)甚至適用于地球以外的地方：讓我們更好地了解火星等行星的大氣條件。

萊比錫大學(xué)的理論物理學(xué)家 Katharina Tholen 說：“如果我們能夠利用普遍的大氣條件來解釋陸地和地外沙波的起源和遷移，這將是重要的一步?！?/p>

該研究已發(fā)表在《自然通訊》上。

https://www./new-study-reveals-the-secret-math-hidden-in-sand-megaripples