عندما تضرب قطرة المطر الأرض، فإنها تنفجر مثل قنبلة صغيرة، مما يؤدي إلى إحداث حفرة صغيرة وتناثر جزيئات التربة والرمال. اكتشف العلماء الآن آلية غير معروفة سابقًا – بل وأكثر تدميراً – تم الإبلاغ عنها في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

في ظل ظروف معينة، يمكن للقطرات أن ترتد ثم تتدحرج إلى أسفل المنحدر، وتصبح مغطاة بالرمال على طول الطريق. تحمل حبات الرمل هذه ما يصل إلى 100 مرة من التربة أكثر من القطرات العادية، وهو اكتشاف يمكن أن يساعد في إنشاء نماذج حاسوبية أكثر دقة لتآكل التربة وتغير المناظر الطبيعية.

بدأت الدراسة بملاحظة صدفة قام بها علماء يسيرون تحت المطر في جبال الألب السويسرية: فقد لاحظوا كرات صغيرة تتدحرج على منحدر ترابي شديد الانحدار. مفتونين، قاموا بتصوير الظاهرة على هواتفهم. وقام الفريق لاحقًا بتكرارها في مختبر بجامعة بنسلفانيا عن طريق إسقاط قطرات من الماء على منصة مائلة بطول متر (30 درجة) من الرمال الناعمة. وباستخدام كاميرا عالية السرعة، سجلوا شكلين من القطرات المتدحرجة: “الفول السوداني” و”الدونات”.

واكتشف الفريق آلية العملية من خلال حساب القوى الفيزيائية المؤثرة على القطرة أثناء تدحرجها. إذا أصبحت القطرة غير مستقرة عند اصطدامها بسطح ما، فإنها تتشوه إلى شكل “الفول السوداني”، حيث تلتقط بضع حبات من الرمل في المرة الواحدة وتدور أثناء تحركها للأسفل. ولكن إذا ظلت القطرة مستقرة، فإنها تجمع الكثير من الرمال بحيث تصبح كرة كثيفة. ومع تسارع الكرة، فإنها تأخذ شكل الكعكة قبل أن تنهار.

وكتب الباحثون: “يكشف عملنا كيف يمكن لقطرات المطر الفردية أن تكون ناقلة قوية للرواسب ونحاتة للمناظر الطبيعية للأرض”.

وخلص مؤلفو الورقة إلى أن النتائج لن تساعد فقط في نمذجة التآكل، ولكن أيضًا في تحسين عمليات الإنتاج التي تتضمن القطرات والمساحيق الدقيقة – على سبيل المثال، في صناعة الأدوية أو الأغذية.