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Las gotas de agua crean cráteres de impacto como los asteroides

Gotas de agua crean cráteres como los asteroides

Vídeo en cámara lenta podría ayudar a la investigación sobre los impactos de asteroides

A primera vista parece que un asteroide se estrelló contra la superficie de la Tierra, arrojando escombros y dejando detrás un gran cráter de impacto.

Sin embargo, en realidad estas imágenes revelan lo que sucede cuando una gota de agua cae a la Tierra.

Los científicos dicen que las similitudes son tan grandes que los vídeos en cámara lenta podrían ayudar a nuestra comprensión de los impactos de asteroides.

Estudiar un golpe asteroide real es casi imposible. Así que los investigadores encontraron una manera de recrear el impacto en una escala mucho más pequeña.

'Aquí, mediante la combinación de fotografía de alta velocidad con perfilometría láser de alta precisión, se investiga la dinámica de impacto de la gota líquida en la superficie granular y monitoreamos la morfología resultante en los cráteres de impacto", escribieron los investigadores de la Universidad de Minnesota.

Encontraron una manera única de modelar un evento mediante el registro del impacto de las gotas de lluvia sobre superficies arenosas.

Cráter formado por agua de lluvia Cráter formado por agua de lluvia

Runchen Zhao, Qianyun Zhang, Hendro Tjugito y Xiang Cheng, del Departamento de Ingeniería Química y Ciencia de los Materiales de la Universidad estudiaron el impacto creado por la precipitación usando fotografía de alta velocidad con perfilometría láser de alta precisión, así como los cráteres de impacto resultantes.

Los resultados, dicen los investigadores, parecen sorprendentemente similares a cráteres.

"Sorprendentemente encontramos que a pesar de la enorme diferencia de energía y duración, los cráteres de impacto granular por gotas líquidas sigue la misma escala de energía y reproduce la misma morfología de cráter como el de los cráteres de impacto de asteroides".

Cuando las gotas de agua golpean diminutas cuentas de vidrio se extienden horizontalmente y forman un pequeño cráter. El agua entonces se retrae, llevando con ella una capa de partículas granulares, y rebota hacia arriba. A velocidades más altas, las gotas se extienden aún más por toda la superficie. Como resultado, se recoge más arena, aumentando el peso del agua y reduciendo la altura del salto.

"El aumento de la energía del impacto hace que el agua de dirija en proyecciones similares a dedos", dicen los autores. "Estos recogen tantas partículas que la retracción se interrumpe; ya no forma una esfera perfecta. A velocidades muy altas de impacto, las proyecciones similares a dedos se extienden más allá y recogen suficiente arena que dejan de recuperarse".

Los resultados publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

La energía del impacto hace cosas como "compresión de choque en rápidos flujos granulares" e "interacciones capilares" - todos los cuales que se puede esperar al ver en una colisión de un asteroide con la Tierra.

"Aunque el mecanismo de los cráteres de impacto granular por esferas sólidas está bien explorado, nuestro conocimiento sobre los cráteres de impacto granular por gotas de líquido es todavía muy limitado" dice el equipo.

Los investigadores también estudian los cráteres de impacto en otros lugares del sistema solar.

Uno muy común es mirarlos en cuerpos sin aire, como la Luna, o Vesta Ceres - y este último mundo estará bajo extenso estudio en el próximo año. La nave espacial Dawn de la NASA está en ruta hacia el planeta enano en este momento y llegará allí en 2015 para ofrecer las primeras vistas de alta resolución de su superficie.

Abajo podemos ver la caída de la gota a diferentes velocidades:

COMO LO HAN CONSEGUIDO
Los investigadores utilizaron fotografía de alta velocidad y láser para medir lo que ocurre cuando el agua gotea en un montón de diminutas cuentas de vidrio.
Investigaron la dinámica de los impactos de la gota líquida sobre superficies granulares, así como los cráteres de impacto resultantes.

Artículo científico: Granular impact cratering by liquid drops: Understanding raindrop imprints through an analogy to asteroid strikes

Modificado por última vez enDomingo, 22 Septiembre 2019 12:32