Імпресивні шестикутні форми, які прикрашають текстуру соляних пустель, наприклад, в басейні Бадуотер у Долині Смерті, Каліфорнія, і на Салар-де-Уюні в Болівії, довгий час вражали мандрівників та вчених.
Деякі люди вважають, що це наслідок тріщин, які утворюються під час висихання соляної поверхні або під тиском, коли сіль випадає в осад та розширюється. Однак жодне з пояснень не зміщує факт рівномірного розміру та розташування гострих шестикутних форм.
Нове дослідження дає найбільш правдоподібне пояснення. Ґрунтуючись на поєднанні польових досліджень і чисельного моделювання, міжнародна група дослідників припускає, що причиною можуть бути контрастні концентрації розчинів солоної води, що циркулюють у течіях у формі бублика.
«Це чудовий приклад фундаментальних досліджень, керованих цікавістю», — каже фізик Яна Лассер з Технологічного університету Граца (TU Graz) в Австрії.
«Природа ставить перед нами очевидну та захоплюючу головоломку, яка стимулює нашу цікавість і тим самим спонукає нас розв’язувати її – навіть без жодної прямої подальшої можливості застосування».
Вчені припускають, що відбувається ось що: розсіл, що знаходиться близько до поверхні, нагрівається Сонцем, у результаті чого частина води випаровується в повітря. Коли вода видаляється, розчин, що залишився, стає солонішим, що збільшує його щільність.
Цей відносно щільний розчин солоної води важчий, ніж більш прісна, менш щільна солона вода, що знаходиться нижче, що змушує його опускатися, коли вода з низькою солоністю піднімається, щоб замінити його.
Дослідники припускають, що в соляних пустелях це відбувається значною мірою на великій території, коли кожен конвекційний «вал» щільно притискається до сусідніх клітин. Гряди кристалізованої солі збираються в місцях, де вода солоніша, і опускаються, створюючи звичний візерунок стільників, при цьому більш свіжа вода випаровується з більш рівних проміжків між ними.
Команда побачила, як це відбувається в ґрунті в лабораторії, що було поєднано з аналізом зразків, взятих із соляних пустель. Дослідники також змогли зафіксувати сповільнене відео (нижче) явища, що відбувається в озері Оуенс у Каліфорнії.
«Наше моделювання разом із польовими дослідженнями дає послідовну картину», — каже фізик Марсель Ернст з Інституту динаміки та самоорганізації Макса Планка в Німеччині.
«Рушійним механізмом формування візерунка є підйом і спад солоної води в ґрунті під соляною кіркою, викликаний конвекцією».
Хоча попередні дослідження припускали, що повторювані візерунки хребтів можуть утворюватися, коли соляна кірка з часом висихає або деформується, ці попередні гіпотези насправді не пояснюють одноманітність форм або їх появу в багатьох різних регіонах.
Нова пропозиція краще витримує перевірку, кажуть дослідники. Він відповідає постійному розміру фігур (від 1 до 2 метрів або від 3,3 до 6,6 футів) і швидкості, з якою вони, як відомо, утворюються.
Більше того, це може допомогти вченим у їхніх розрахунках щодо того, скільки пилу, насиченого мінералами, виділяють ці пустелі: це важливо з точки зору швидкості формування хмар і того, як мінерали транспортуються повітрям до океанів.
«Ми показали, що просте, правдоподібне пояснення існує, але воно приховане під землею», — каже фізик Лукас Герінг з Університету Ноттінгема Трент у Великобританії.
«Хоча вітер, що дме над солоними пустелями, прекрасний, він є основним джерелом атмосферного пилу, і наші результати допоможуть зрозуміти подібні процеси в пустельних середовищах».