Perché il vento forma quelle piccole dune sulla spiaggia

Questo articolo fa parte di "Granelli di sabbia"

Divagazioni su processi, forme e tematiche ambientali della spiaggia. Una rubrica a cura del GNRAC.

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Ripples (da "vento") sulla spiaggia e sulle dune della costa di Geraldton (Australia).

Basta una bella giornata di vento, e la superficie della spiaggia prende vita. No, non è che si popoli di bagnanti (anzi, spesso loro scappano e si perdono una dei più curiosi fenomeni che avvengono sulla spiaggia). Anzi, quella superficie, che prima era butterata dalle buchette che i nostri piedi lasciano dopo ogni passo, viene lisciata dal vento che cancella tutte le nostre impronte, ma piano piano altre tracce si formano e cominciano a muoversi, spinte proprio dal vento. Sono le wind ripples (“ondulazioni della superficie”), alte al massimo qualche centimetro e distanziate fino a circa un palmo l’una dall’altra. Spesso il loro andamento, comunque perpendicolare alla direzione del vento, non è lineare ma sinuoso, e talvolta un cordone s’interrompe sfumando nel cavo fra altre due ripples, un po’ come nelle impronte digitali. Le wind ripples sono molto simili a quelle che troviamo sul fondo del mare vicino a riva, ma si formano in modo assai diverso.

“Wind ripples” formate dal vento su una spiaggia di sabbia fine e molto omogenea (Tirrenia, Toscana).

A parità delle dimensioni della sabbia, la distanza fra le creste cresce con la velocità del vento, ma con venti fortissimi si spianano, a meno che i granelli che costituiscano la spiaggia non siano molto grossi: sono state osservate ripples in spiagge con ghiaia di 3 cm!

“Ripples” da vento su una spiaggia di sabbia fine e molto omogenea (Tirrenia, Toscana).

Come si formano le ondulazioni della spiaggia

I micro-vortici che il vento forma vicino alla superficie della spiaggia, in particolare se incontra un’asperità, possono sollevare un granello di sabbia, che poi viene accelerato del flusso dell’aria. Siccome il suo peso specifico è molto maggiore di quello dell’aria, non può galleggiare e ricade al suolo dopo aver percorso una parabola più o meno lunga in funzione della velocità del vento e delle proprie dimensioni. Quando tocca il suolo, colpisce uno o più granelli, ai quali trasferisce la propria energia cinetica; questi vengono sollevati e, a loro volta, presi in carico dal vento. Gli studi su questo argomento (incredibilmente numerosi e sofisticati, sia sulle spiagge che nel tunnel del vento!) hanno però messo in evidenza che molto spesso la particella rimbalza, con una velocità circa la metà di quella originaria, e nel punto d’impatto mette in moto altre 2/10 particelle a velocità minore. In ogni caso si ha una reazione a catena che riesce a mettere in movimento grandi quantità di sabbia.

Jericoacoara (Brasile): Esperimenti sul campo nell’ambito di un progetto finanziato dalla Usa National Science Foundation e diretto dal prof. Douglas Sherman.

In genere è difficile che un granello vada a sbattere sul lato sottovento di una ripple, perché se ne superasse la sommità, andrebbe comunque a finire sul versante analogo del cordone successivo. Per assurdo, è proprio il lato che riceve i nuovi granuli che viene eroso, perché per ogni particella che arriva, molte di più si mettono in movimento.

In alto il modello semplificato della migrazione delle ripples: immaginiamo che ogni granello di sabbia che colpisce la superficie delle ripples ne sollevi altri due (ma in genere sono di più), la quantità di granuli in movimento cresce in modo geometrico e il lato esposto al vento perde più sabbia di quanta non ne riceva. Le cose sono in realtà più complicate (in basso): il granello spesso rimbalza, ma poi viaggia più lentamente, e parte dell’energia la trasferisce a granuli che fanno piccoli salti più alti o scivolano in avanti.

Se i granelli hanno dimensioni simili, la lunghezza della loro traiettoria è più o meno uguale e vanno tutti a bombardare punti alla stessa distanza; sembra che sia questo quello che regola la frequenza delle creste, che vengono ad avere una lunghezza d’onda di 6-10 volte quella di ciascun salto. Si osserva alla fine una specie di auto-organizzazione della spiaggia, con le forme che si modellano e che sono esse stessa causa del proprio sviluppo. Ma le cose si complicano, perché alcuni ripples si muovono più velocemente, fino a raggiungere e fondersi con quelli che li precedevano, tanto che la spaziatura diventa assai maggiore.

Perché questo accada, deve essere ancora completamente capito. Alcuni granelli, in particolare quelli più grossi e più pesanti, non si sollevano ma vengono spinti verso la cresta, per poi ruzzolare sul versante opposto. L’insieme di questi spostamenti fa sì che le ripples si muovano in avanti spinte dal vento.

A volte la spiaggia sembra la pelle di una zebra, perché vi sono dei minerali pesanti, scuri, che non riescono a muoversi e rimangono nei solchi fra le ripples, oppure sostano più a lungo sulle creste. C’è chi crede di aver visto ripples muoversi in direzione opposta a quella del vento, spiegando questo con il fatto che i granelli che volano si fermerebbero preferenzialmente sul lato direttamente investito dal flusso d’aria, e che l’erosione avverrebbe sul lato opposto per i vortici che si formano dopo il superamento della cresta. È per questo che si consiglia di non portare mai troppa birra sulla spiaggia!

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