Jääneulat: Jääkuvioiden veistäjät kylmissä maisemissa
Jääneulat ja labyrinttikivet
Tutkijat ovat havainneet monimutkaisia kivien ja urien kuvioita, jotka on kaiverrettu maahan kylmillä alueilla ympäri maailmaa. Nämä kuviot, joihin kuuluu ympyröitä, rivejä ja pyörteitä, muodostuvat kivien liikkuessa, kun maasta nousee pieniä, langan kaltaisia jääkiteitä, joita kutsutaan jääneuloiksi.
Kun jääneulat jäätyvät ja sulavat, ne työntävät kiviä sivuun ja muodostavat vähitellen monimutkaisia muotoja. Nämä kuviot muistuttavat japanilaisista zen-puutarhoista löytyviä kuvioita.
Laboratoriokokeet ja tietokonesimulointi
Tutkijat ovat pitkään spekuloineet, että jääkiteiden piikit voisivat siirtää maaperää ja kiviä muodostaen näitä kuvioita, mutta tämä on vahvistettu vasta äskettäin laboratoriokokeiden ja tietokonesimuloinnin avulla.
Proceedings of the National Academy of Sciences -julkaisussa julkaistussa tutkimuksessa tutkijat osoittivat, kuinka maasta työntyvät jääneulat voivat vähitellen siirtää kiviä ja maaperää geometrisiin ja orgaanisiin muotoihin.
Jääneulojen muodostuminen
Jääneuloja syntyy, kun ilman lämpötila ja kostean maaperän lämpötila ovat erilaiset. Yöllä jotkut maaperätyypit supistuvat lämpötilan laskiessa, jolloin vesi nousee ylöspäin ja tarttuu kapeiden huokosten reunoihin maaperässä.
Kun vesi imeytyy maasta, kylmä ilma jäädyttää sen ja muuttaa sen pieniksi, teräviksi, kiteenkaltaisiksi rakenteiksi.
Kuvioiden luominen laboratoriossa
Tutkijat loivat pyörteitä ja harjanteita laboratorio-olosuhteissa asettamalla kiviä märän, hienorakeisen maaperän päälle. Sitten he jäädyttivät ja sulattivat pienoismaisemaa yhä uudelleen luoden erilaisia olosuhteita havainnoidakseen, kuinka kivet liikkuivat jään sulaessa.
Kun märkä maaperä ei ollut jäätynyt, mutta ilman lämpötila laski alle jäätymispisteen, jäätapit työntyivät maaperän läpi kuin itävä ruoho. Neulat kasvoivat useita senttimetrejä korkeiksi nostaen kivet maasta. Kun lämpötilaa nostettiin, kivet putosivat jään päältä ja vierivät sivuun.
Ajan myötä: Kiviklusterien ja -kuvioiden muodostuminen
Ajan myötä jäätymis-sulamisprosessi raivasi paljaita maaperälompareita, ja lopulta kivet siirtyivät klustereiksi ja muodostivat suurempia kuvioita. Tasaisella maalla kivet muodostivat huimaavia pyörteiden ja silmukoiden ryppäitä, kun taas kaltevalla maalla ne muodostivat siistejä rivejä.
Kuvioiden muodostumiseen vaikuttavat tekijät
Kuvion nopeus ja muoto riippuvat useista tekijöistä, kuten:
- Kivien määrä ja tiheys
- Maaperän kosteus
- Jääneulojen korkeus
- Maaston kaltevuus
Mahdolliset Mars-kuviot
Jotkut asiantuntijat uskovat, että versio näistä jäätymis-sulamisjaksoista on voinut luoda kuvioita, joita on havaittu Marsin pinnalla. Punaisen planeetan maaperässä on löytynyt todisteita pienistä jääkiteistä, ja kun maaperä lämpenee, se saattaa laajentua vain supistuessaan uudelleen jäähtymisen alettua.
Vaikka prosessi on hienovaraisempi Marsissa, se voisi riittää siirtämään kiviä ja pölyä ajan mittaan.
Vaikutukset ilmastonmuutokseen
Tutkimustulokset osoittavat, kuinka voimakasta on yhdistää laboratoriokokeita tietokonesimulointiin luonnollisten maisemien käyttäytymisen ymmärtämiseksi. Tämä lähestymistapa voi johtaa parempaan ymmärrykseen siitä, miten nämä käyttäytymismallit voisivat muuttua ilmaston lämmetessä.
Tutkimalla kivikuvioiden muodostumista kylmissä maisemissa tutkijat voivat saada tietoa prosesseista, jotka muovaavat planeettamme pintaa, ja ilmastonmuutoksen mahdollisista vaikutuksista.