Une découverte surprenante révèle que les dunes de sable « respirent » de la vapeur d’eau
Les paysages désertiques ne sont pas aussi dénués de vie qu’il n’y paraît.
Les vastes mers de dunes de sable peuvent non seulement croître, se déplacer et interagir les unes avec les autres, mais une étude récente suggère qu’elles peuvent également “respirer”.
À l’aide d’une sonde ultrasensible dont l’invention a pris des décennies, les chercheurs ont montré que les dunes de sable inhalent et exhalent régulièrement de minuscules quantités de vapeur d’eau.
Les inspirations sont plus difficiles à réaliser lorsque le sable est plus sec. Mais lorsque le vent passe sur la surface d’une dune, il emporte la couche supérieure, créant un changement rapide de l’humidité et de la pression de surface. En conséquence, des “ondes évanescentes d’humidité” provenant de l’atmosphère supérieure s’écoulent vers le bas.
La sonde utilisée pour détecter ce flux est si sensible à l’humidité qu’elle peut capter de minuscules films d’eau sur un seul grain de sable.
Lorsqu’il a été plongé dans une dune du désert du Qatar, l’instrument a été capable de balayer la température, le rayonnement et l’humidité de son environnement avec une résolution de l’ordre du millimètre en seulement 20 secondes.
Ces mesures ont été répétées toutes les 2,7 minutes pendant deux jours entiers, accumulant une énorme quantité de données.
Les auteurs ne connaissent aucun autre instrument capable de surveiller une dune de sable avec une résolution spatiale ou temporelle aussi élevée.
En combinaison avec les données sur la vitesse et la direction du vent ainsi que sur la température et l’humidité ambiantes, les auteurs ont révélé un comportement extrêmement subtil du sable dans le désert.
Contrairement à la chaleur, qui est conduite à travers les grains de sable individuels, la vapeur d’eau semble percoler entre les grains.
Les pores d’une dune de sable transportent donc l’humidité de la surface vers le bas, et ces voies se font et se défont au gré du vent.
“Le vent passe sur la dune et crée ainsi des déséquilibres dans la pression locale, ce qui oblige littéralement l’air à entrer dans le sable et à en sortir. Le sable respire donc, comme un organisme respire”, explique Michel Louge, ingénieur en mécanique de l’université Cornell.
Cette “respiration” pourrait expliquer en partie ce qui permet aux microbes de vivre dans les dunes de sable, même en l’absence d’eau liquide.
Fait intéressant, à la surface de la dune, la sonde a mesuré une évaporation moindre que ce que les scientifiques avaient prévu. Pour une région aussi hyperaride, le lessivage de l’humidité de la dune de sable vers l’atmosphère était un processus chimique relativement lent.
“C’est la première fois que des niveaux d’humidité aussi bas ont pu être mesurés”, déclare Louge.
La sensibilité de la nouvelle sonde est un exploit technologique qui pourrait permettre aux scientifiques de mesurer plus précisément comment les terres agricoles se transforment en désert, un processus exacerbé par le changement climatique.
“L’avenir de la Terre, si nous continuons ainsi, est un désert”, prévient Louge.
En savoir plus sur le fonctionnement des déserts pourrait donc être très utile. Et pas seulement pour mieux comprendre notre propre planète.
Des sondes capables de mesurer avec précision l’humidité dans le sable pourraient aider les experts à trouver des signes invisibles d’eau sur Mars, par exemple.
Ce n’est pas parce que le désert semble désert à la surface qu’il n’y a pas de vie cachée en dessous.
L’étude a été publiée dans le Journal of Geophysical Research: Earth Surface.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
