Extra Tip

Die Antwort:

Wenn man trockenen Sand in einen Eimer tut, so bildet er eine etwa waagerechte Oberfläche, die umso flacher wird, wenn man den Eimer ein bisschen schüttelt. Wenn eine Sandwüste also ein großes sandbedecktes Gebiet ist, und der Sand auch vom Wind etwas bewegt wird, warum bildet sich auf die Dauer nicht eine perfekt ebene Sandfläche aus? Woher all die hohen Dünen?
Das liegt daran, dass der Wind, auch wenn er über die ganze Wüste gleichmäßig bläst, doch nicht überall gleich stark ist. Es sind nämlich immer kleine Unebenheiten da, und seien es die Sandkörner selbst. So wie der Wind in der Stadt um die Ecken pfeift und deshalb an manchen Stellen stärker, an manchen schwächer bläst, so wird seine Stärke auch durch Unebenheiten des Bodens (wenn auch in schwächerem Maße) leicht moduliert. Wo aber der Wind etwas stärker weht, wird es auch etwas wahrscheinlicher sein, dass er ein Sandkorn etwas anhebt und ein Stückchen davon weht, vielleicht nur ein paar Millimeter. Der Sand wird also schneller oder langsamer umverteilt, je nachdem, wie stark oder schwach der Wind an der betreffenden Stelle weht; und wie stark er weht, hängt wiederum vom Gelände ab, also davon, wie viel Sand an der Stelle schon liegt. Wenn man das nun genau untersucht stellt man fest, dass das bei Unebenheiten von einigen zig Metern Länge zu einer Selbstverstärkung führt: wird ein solcher Sandhaufen etwas höher, ändern sich die Windverhältnisse so, dass erst recht noch mehr Sandkörner darauf landen --- eine Sanddüne entsteht. Wenn  viel Sand in der Wüste herumliegt, schaukelt sich dieser Prozess auf bis riesige ‚Wellen’ entstanden sind, die quer zur Windrichtung liegen und Abstände von einem bis zu mehreren Kilometern voneinander haben können: man könnte das ‚Sand-Dünung’ nennen!
Liegt weniger Sand auf einem ansonsten harten Boden, bilden sich einzelne sog. Sicheldünen aus: das sind sichelförmige Sandberge, bis zu ein paar hundert Metern hoch, und hinter jedem ist ein großer Luftwirbel ‚gefangen’, der den Sand nach und nach umverteilt, ohne aber die Form der Düne zu verändern: die Düne wandert so im Laufe von Jahrhunderten quer durch die Wüste --- oder über die Marsoberfläche! Dort hat man nämlich ebenfalls Sicheldünen gefunden, und zwar auf Fotos, die von vorbeifliegenden Sonden aus gemacht worden waren. Dies ermöglicht uns, genauere Rückschlüsse über die Windverhältnisse auf dem Mars in solchen Gebieten zu ziehen.


















Foto: MPIDS

Der Wissenschaftler:

Stephan Herminghaus (50 Jahre) studierte Physik und bildende Kunst in Mainz, wo er auch promovierte. Danach befasste er sich am IBM-Forschungslabor in San Jose (Kalifornien) mit Polymerfilmen für optische Mikrochips und wechselte 1991 an die Uni Konstanz, wo er über nichtlineare Optik an dünnen Filmen und über Benetzungsphänomene habilitierte. Nach einem dreijährigen Aufenthalt am MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Berlin übernahm er die Abteilung Angewandte Physik an der Uni Ulm, bevor er 2003 als Max-Planck-Direktor nach Göttingen wechselte. Er forscht dort über unkonventionelle Mikrofluidik, komplexe Fluide, feuchte Granulate und Irreversibilität.

„Frag’ den Wissenschaftler“ mit Unterstützung des Max-Planck Institutes für Dynamik und Selbstorganisation