Kraatrid tekivad näiteks meteoriitide langemisel ja vulkaanipursetel, aga ka teraliste ainete liikumisel tööstusprotsessides. Vaatamata arvukatele uuringutele ei tunta kraatrite tekkimise mehhanismi veel kuigi üksikasjalikult. Seda lünka meid ümbritseva mõistmises aitavad täita teadlased Prantsusmaalt, kelle uurimus käsitleb kraatrite teket vette uputatud klaasgraanulitest kihis põhjast tõusva gaasi mõjul. Märkimist väärib asjaolu, et katses kasutatud vahendid on kättesaadavad pea igale huvilisele ja töö teoreetiline tase peaks olema jõukohane ka tublile füüsika bakalaureusetudengile. Sellele vaatamata tagas hea idee ja tulemuste korrektne analüüs tehtu publitseerimise maailma ühes juhtivas füüsikaalases eelretsenseeritavas teadusajakirjas Physical Review E.
Peamiseks katsevahendiks oli lapik klaasist akvaarium mõõtmetega 40cmX30cm ja paksusega vaid 2 millimeetrit. See võimaldas toimuvat jälgida kahes mõõtmes, justkui teleriekraanilt. Akvaarium täideti osaliselt klaaskuulikestega (läbimõõt 100-125µm või 400-500µm), seejärel täideti akvaarium veega. Pumba abil juhiti akvaariumi põhja keskele
 |
| Kraatri tüüpiline areng. Lehtri keskelt lähtuvat õhuvoolu pole märgitud. Pilt: Phys. Rev. E 79, 021301 |
õhku, mis hakkas mullidena läbi graanulite kerkima, tekitades graanulikihi pinnale kraatri. Õhu rõhku anuma põhjas mõõdeti reaalajas arvutiga ühendatud sensori abil. Sama arvutiga oli ühendatud ka veebikaamera, mis jäädvustas kuulikeste liikumise. Katseid tehti erineva õhu voolukiirusega vahemikus 1,5-4.3 mL/s, olulisteks mõõdetavateks suurusteks olid kraatri läbimõõt (kõrgeimate punktide vahekaugus, joonisel L) ja kraatri nõlvade kaldenurgad äärtest sisse- ja väljapoole (joonisel α ja β). Väikese õhu voolukiiruse korral tõusid põhjast üksikud mullid, suurematel voolukiirustel tekkis katkematu õhukanal. Analüüs näitas, et olenemata õhuvoolu re¸iimist (mullid või kanal) kasvas kraatri läbimõõt ajas logaritmiliselt. Kraatri seesmine kaldenurk sai kiiresti võrdseks nurgaga, mille juures graanulid laviinina varisema hakkavad, välimine kaldenurk muutus ajas ja saavutas kriitilise väärtuse hiljem. Hõljuvaid kuulikesi kandsid laiali veekeerised, mille suurim võimalik läbimõõt sõltub ilmselt veekihi kõrgusest. Üllatuslikult ei mõjutanud veekihi kõrgus kraatri arenemise dünaamikat teatud veekõrgusest alates, ehkki keeriste suurus muutus sellest. Nimetatud efekti seletuse ja keeriste täpse kirjeldusega tegelevad autorid tulevikus.
Allikas: Phys. Rev. E 79: Dynamics of crater formations in immersed granular materials
Toimetas Erik Randla