Ledové jehly: Sochaři kamenných vzorů v mrazivých krajinách
Ledové jehly a labyrintové kameny
V chladných oblastech po celém světě pozorovali vědci složité vzory kamenů a rýh vyrytých do země. Tyto vzory, včetně kruhů, řad a vírů, vznikají pohybem kamenů, když se zmrzlé země vynořují malé, nitkovité ledové krystaly známé jako ledové jehly.
Když ledové jehly zamrznou a roztají, odtlačí oblázky na jednu stranu a postupně vytvoří složité tvary. Tyto vzory připomínají ty, které se nacházejí v japonských zenových zahradách.
Laboratorní experimenty a počítačové modelování
Vědci již dlouho spekulují, že ledové krystalické hroty by mohly pohybovat půdou a kameny, aby vytvořily tyto vzory, ale teprve nedávno to bylo potvrzeno prostřednictvím laboratorních experimentů a počítačového modelování.
Ve studii publikované v Proceedings of the National Academy of Sciences vědci demonstrovali, jak ledové jehly vyčnívající ze země mohou postupně pohybovat kameny a půdu do geometrických a organických tvarů.
Vznik ledových jehel
Ledové jehly vznikají, když je teplota vzduchu a teplota vlhké půdy různá. V noci se některé typy půdy smršťují, když teploty klesají, čímž přitahují vodu nahoru a způsobují, že přilne ke stranám úzkých pórů v zemi.
Když je voda vytlačena ze Země, studený vzduch ji zmrazí a změní ji na malé, ostré, krystalické struktury.
Vytváření vzorů v laboratoři
Aby vědci vytvořili víry a hřebeny v laboratorním prostředí, umístili oblázky na pánev naplněnou mokrou, jemnozrnnou půdou. Poté opakovaně zmrazovali a rozmrazovali miniaturní krajinu a vytvářeli různé podmínky, aby pozorovali, jak se oblázky pohybují, když led taje.
Když mokrá půda nebyla zmrzlá, ale teplota vzduchu klesla pod bod mrazu, ledové jehly prorazily půdu jako klíčící tráva. Jehly vyrostly několik centimetrů vysoko a zvedly oblázky ze země. Když teplota stoupla, kameny spadly z ledu a skutálely se na jednu stranu.
V průběhu času: Tvorba shluků kamenů a vzorů
V průběhu času proces zamrzání a rozmrazování vyčistil plochy odkryté půdy a nakonec se kameny přesunuly do shluků a vytvořily větší vzory. Na rovném povrchu kameny vytvořily závratné sestavy vírů a smyček, zatímco na svažitém povrchu vytvořily úhledné řady.
Faktory ovlivňující tvorbu vzorů
Rychlost a tvar vzorů závisí na různých faktorech, včetně:
- Počet a hustota kamenů
- Vlhkost půdy
- Výška ledových jehel
- Sklon terénu
Potenciální marťanské vzory
Někteří odborníci se domnívají, že verze těchto cyklů zamrzání a rozmrazování mohla vytvořit vzory pozorované na povrchu Marsu. Půda na rudé planetě vykazovala důkazy o malých ledových krystalech a když se půda zahřívá, může se rozpínat, jen aby se znovu stáhla, když začne chladnout.
Ačkoli je proces na Marsu jemnější, mohl by stačit k tomu, aby v průběhu času posunul oblázky a prach.
Implikace pro změnu klimatu
Výsledky studie ukazují sílu kombinace laboratorních experimentů s počítačovým modelováním pro pochopení chování přírodní krajiny. Tento přístup může vést k lepšímu pochopení toho, jak se toto chování může změnit s oteplováním klimatu.
Studiem tvorby vzorů kamenů v mrazivých krajinách mohou vědci získat poznatky o procesech, které utvářejí povrch naší planety, a o potenciálních dopadech změny klimatu.
