Últimamente no hago más que ver desiertos. Estoy rodeado de ellos. A pesar de que parece un oxímoron, los desiertos tienen muchas cosas, y hacen surgir en ti muchos pensamientos y preguntas. Por supuesto, no voy aquí a ponerme a escribir sobre los sentimientos que provocan los desiertos sino sobre las preguntas que al poner los ojos en la arena aparecen en mi mente. Tienen que ver con lo más obvio que se observa en un desierto de arena: dunas.

Debido a que no hago más que ver desiertos, he decidido aprender sobre las dunas y escribir una serie de artículos sobre las mismas. Me surgieron las siguientes preguntas: ¿cómo se forman?, ¿de qué depende su tamaño, su dirección, su altura? A partir de ahí he entrado en un rabbit hole de proporciones astronómicas en el que me vais a acompañar. Sin embargo, en esta era del reel, no os voy a desvelar todos los secretos de las dunas en este primer artículo, sino que solo haré una introducción sobre cuáles son los ingredientes necesarios para formar una. Apuntad la receta: arena, viento y un obstáculo.

Arena

La arena debe tener la movilidad suficiente para ser arrastrada por el viento. Si los granos son demasiado pequeños (\(<\) 0.050 mm), están cohesionados entre ellos y resisten bien la erosión por parte del viento. Al ir creciendo dichos granos, también lo hace la velocidad del viento \(v_0\) necesaria para crear un flujo de arena suficiente para formar la duna, porque los granos ofrecen más resistencia al aire por su tamaño. De esta forma, aparece un mínimo en la curva de \(v_0\) frente al tamaño del grano de arena. En el caso de granos de arena formados por materiales de tipo cuarzo, el tamaño ideal para la formación de dunas es alrededor de 0.2 mm [1].

También debe haber suficiente arena como para que esta se pueda acumular en las dunas. La cantidad de arena se mide usando el llamado grosor de arena equivalente, definido como el grosor que tendría la arena si extendiésemos completamente las dunas sobre todo el territorio analizado. En los sistemas de dunas en los que se ha medido el EST (equivalent sand thickness), como Great Sandy o Great Victoria en Australia, se obtienen valores de entre 1 y 5 m como cantidad mínima de arena que necesitamos para formar nuestras dunas [2].

Viento

Ya hemos mencionado el viento, que debe ser no solo lo suficientemente fuerte como para mover la arena, sino también para evitar el crecimiento de vegetación sobre la duna. Si las plantas enraizan en la arena, la estabilizan y por tanto la formación de dunas es más difícil y las que se forman son más pequeñas. Otra característica del viento que debemos tener en cuenta es la dirección y la variabilidad de esta a lo largo del año. Tanto el propio crecimiento de la duna como la desaparición de la vegetación son más efectivas cuando la dirección del viento es constante a lo largo del año. Por el contrario, no se formará duna alguna si la media del vector velocidad del viento en todo punto del suelo es nula a lo largo del año. Esto suele venir cuantificado en una cantidad denominada drift potential o DP, definido como

En esta expresión \(v\) es la velocidad del viento, y \(t\) es el tiempo durante el que el viento está soplando por encima del límite \(v_0\). Al combinar esta información con la direccionalidad de este, se pueden obtener para distintos lugares del mundo cuál es el potencial para la formación de dunas, y crear mapas de DP por todo el globo [3]. De forma clásica, se considera que un DP por debajo de 200 indica una energía “dunal” baja y, por el contrario, a partir de 400 es favorable a la formación de dunas. ¿Unidades de la expresión? Os vais a reír: \(v\) y \(v_0\) van en nudos, y \(t\) va en porcentaje, por lo que hay que elegir una ventana temporal para promediar. Lo sentimos, no se aceptan hojas de reclamaciones por la elección de unidades.

Un par de ejemplos. En primer lugar, el desierto de Rub’al Khali entre Omán y Arabia Saudí tiene un DP de en torno a 600, uno de los sistemas de dunas más fuertes y móviles del mundo. Y el desierto del Sáhara, con una altísima variabilidad, de entre 200 y 600.

Pausa

Hago aquí una pausa exclusivamente para hacer notar que no vemos ya el cielo desde la profundidad del rabbit hole en la que nos encontramos. Sigamos bajando.

Obstáculo

El viento más potente del mundo, soplando a la velocidad justa sobre la arena más móvil del mundo, no podría formar una duna si no pudiese acumular la arena sobre un obstáculo. Este obstáculo puede ser una roca, lo que ocurre típicamente en desiertos sin vegetación, o precisamente dicha vegetación en sistemas de dunas costeros como Doñana, en España.

Un ejemplo muy interesante para entender la importancia de un obstáculo en la formación de dunas es el desierto de Wadi Rum, en Jordania. Es un desierto más bien rocoso, con apenas arena. Por tanto, no hay dunas como podéis ver en la foto que acompaña a este artículo. Sin embargo, otra de las características de Wadi Rum son sus formaciones rocosas, que también podéis ver en la foto y que actúan como un obstáculo “supremo”. Son estructuras muy altas, de decenas o incluso cientos de metros de altitud ganada de forma muy brusca. De esta forma, aparecen dunas, como desde la que está sacada la foto, al empujar el viento la poca arena disponible contra las formaciones rocosas.

Vemos pues la importancia de los tres ingredientes de la receta, y empezamos a entender que el sistema sobre el que hemos empezado a pensar es uno muy complejo, con muchos factores que actúan simultáneamente. Esta complejidad, veremos en futuros artículos si seguís la serie, afecta a la morfología y clasificación de las dunas, y produce efectos muy interesantes como el de las dunas nómadas. Hasta entonces, salgamos del agujero en la duna, al menos por un tiempo.

Referencias

1. Tsoar, H. (2001). Types of Aeolian Sand Dunes and Their Formation. In: Balmforth, N.J., Provenzale, A. (eds) Geomorphological Fluid Mechanics. Lecture Notes in Physics, vol. 582. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/3-540-45670-8_17
2. Wasson, R., & Hyde, R. (1983). Factors determining desert dune type. Nature, 304, 337–339. https://doi.org/10.1038/304337a0
3. Yizhaq, H., Xu, Z., & Ashkenazy, Y. (2020). The effect of wind speed averaging time on the calculation of sand drift potential: New scaling laws. Earth and Planetary Science Letters, 544, 116373. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116373

Autor

David Barba González

David es doctor en astrofísica, y actualmente trabaja como investigador postdoctoral en la Universidad Hebrea de Jerusalén. Es experto en metalurgia galáctica, es decir, en las propiedades de los sólidos y líquidos más densos y poderosos del universo, que se encuentran en los corazones de estrellas muertas. Su trabajo de investigación intenta entender cómo podemos aprender más de estos materiales a través de observaciones astronómicas, tanto a través de la luz como de otros mensajeros, como neutrinos u ondas gravitacionales.

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