Соляные пустыни являются одними из самых экстремальных и негостеприимных мест на планете, а их причудливые и потусторонние полигональные сооружения ежегодно привлекают сотни тысяч туристов, сообщает «phys.org».
Они происходят в таких районах, как бассейн Бэдуотер в Долине Смерти в Калифорнии и Салар-де-Уюни в Чили, где они служили фоном для пустынной планеты Крейт в «Звездных войнах.
Ранее подозревалось, что соляная корка пустыни высыхает и образуются трещины, вокруг которых растут узоры. Другая гипотеза предполагала, что соляная корка непрерывно растет и изгибается из-за нехватки пространства, образуя узоры.
Однако ни одно из этих объяснений не учитывает постоянный размер — всегда от одного до двух метров — и форму сот.
Чтобы добраться до сути этой тайны природы, команда ученых из Австралии объединила области исследований гидродинамики из физики и геоморфологии из наук о Земле и исследовала явление с нескольких направлений.
Они наблюдали в лабораторных экспериментах, как соленая вода движется в песчаных почвах и анализировали в численном моделировании масштаб длины узоров в разных условиях. В двух полевых исследованиях в Калифорнии они наблюдали закономерности в природе и собрали образцы, чтобы показать, что течения в недрах отражают узоры, видимые на поверхности.
Они были первой исследовательской группой, которая записала в видео, как растет солевой рисунок.
Доказательства, собранные исследователями в экспериментах, симуляциях и полевых исследованиях, указывают на последовательную картину.
Движущим механизмом формирования паттерна является конвекция или циркуляция соленой воды в почве под соляной коркой. Соляные пустыни, в которых происходят эти закономерности, ни в коем случае не сухие, а сильно соленые грунтовые воды часто достигают того уровня, чтобы лежать прямо под соляной корой. В этих пустынях вы быстро достигнете этой воды, копая вручную, хотя она будет слишком соленой, чтобы пить.
Когда этот рассол затем испаряется на жарком летнем солнце, соль остается. Это делает грунтовые воды непосредственно под поверхностью более солеными и, следовательно, тяжелее, чем более пресная вода, которая все еще скрывается внизу. Если эта разница в солености достаточно высока, более соленая вода у поверхности начинает опускаться вниз, в то время как более пресная вода поднимается снизу, подобно горячей и холодной воде.
В местах с особенно высоким содержанием соли, соль также больше кристаллизуется на поверхности. Со временем полученная кора образует приподнятые горбы и края, которые создают сотовый солевой рисунок.
«Это отличный пример фундаментальных исследований, основанных на любопытстве. Природа представляет нам очевидную и увлекательную головоломку, которая стимулирует наше любопытство и тем самым побуждает нас к ее решению — даже без какой-либо прямой дальнейшей возможности применения», - сообщает команда ученых.
Около 50 миллионов туристов посетили эти узоры только в Долине Смерти, и фантастический пейзаж требует объяснения.
В дополнение к удовлетворению любопытства, понимание топографии соляных пустынь помогает предсказать, сколько богатой минералами пыли будет вытеснено с поверхностей соляных пустынь и закручено в атмосферу. Эта пыль в свою очередь играет важную роль в образовании облаков и переносе минералов в океаны.