Jéghegyek: kőszobrászok fagyos tájakon
Jéghegyek és labirintuskövek
A világ hideg régióiban a tudósok összetett kőmintákat és a földbe vésett barázdákat figyeltek meg. Ezek a minták, beleértve a köröket, sorokat és örvényeket, a kövek mozgása által jönnek létre, amikor apró, szál alakú jégkristályok, úgynevezett jéghegyek jelennek meg a fagyott talajból.
Ahogy a jéghegyek megfagynak és elolvadnak, fokozatosan oldalra tolják a kavicsokat, így alakítva ki a bonyolult formákat. Ezek a minták a japán zenkertekben található mintákra emlékeztetnek.
Laboratóriumi kísérletek és számítógépes modellezés
A kutatók hosszú ideje feltételezték, hogy a jégkristályok tüskéi el tudják mozgatni a talajt és a sziklákat, hogy kialakítsák ezeket a mintákat, de ezt csak nemrégiben erősítették meg laboratóriumi kísérletekkel és számítógépes modellezéssel.
A Nemzeti Tudományos Akadémia Értesítőjében megjelent tanulmányban a kutatók bemutatták, hogyan tudják a talajon áthatoló jéghegyek fokozatosan geometrikus és organikus formájúvá alakítani a sziklákat és a talajt.
Jéghegyek kialakulása
Jéghegyek akkor keletkeznek, amikor a levegő hőmérséklete és a nedves talaj hőmérséklete eltérő. Éjszaka néhány talajtípus összehúzódik, amikor a hőmérséklet csökken, felfelé szívja a vizet, és a talajban lévő keskeny pórusok oldalához tapad.
Amikor a víz kiürül a földből, a hideg levegő lefagyasztja, és apró, éles, kristályszerű szerkezetekké alakítja.
Minták létrehozása laboratóriumi környezetben
Ahhoz, hogy örvényeket és gerinceket hozzanak létre laboratóriumi környezetben, a kutatók kavicsokat helyeztek egy nedves, finomszemcsés talajjal megtöltött tálca tetejére. Ezután újra és újra lefagyasztották és felolvasztották a miniatűr tájat, különböző körülményeket teremtve annak megfigyelésére, hogyan mozognak a kavicsok a jég olvadásakor.
Amikor a nedves talaj nem volt fagyott, de a levegő hőmérséklete fagypont alá süllyedt, jégtűk szöktek ki a talajból, mint a csírázó fű. A tűk több centiméter magasra nőttek, felemelve a kavicsokat a földről. Amikor a hőmérséklet emelkedett, a kövek leesettek a jégről, és oldalra gurultak.
Idővel: kőcsoportok és minták kialakulása
Idővel a fagyás-olvadás folyamata megtisztította a kitett talajfoltokat, és végül a kövek csoportokba rendeződtek, nagyobb mintákat alkotva. Sík talajon a kövek szédítő örvényeket és hurkokat alkottak, míg lejtős talajon szabályos sorokba rendeződtek.
A minta kialakulását befolyásoló tényezők
A minták sebessége és alakja számos tényezőtől függ, többek között:
- A kövek száma és sűrűsége
- A talaj nedvességtartalma
- A jéghegyek magassága
- A talaj lejtése
Lehetséges minták a Marson
Néhány szakértő úgy véli, hogy a fagyás-olvadás ciklusok egy változata hozhatta létre azokat a mintákat, amelyeket a Mars felszínén figyeltek meg. A Vörös Bolygó talaján apró jégkristályok nyomait találták, és ahogy a talaj felmelegszik, az lehűlés után újra összehúzódhat.
Bár a folyamat a Marson finomabb, elegendő lehet ahhoz, hogy idővel kavicsokat és port mozgasson.
Éghajlatváltozásra gyakorolt hatások
A tanulmány eredményei bemutatják, hogy a laboratóriumi kísérletek számítógépes modellezéssel való kombinálása lehetővé teszi a természetes táj viselkedésének megértését. Ez a megközelítés segíthet jobban megérteni, hogy ezek a viselkedések miként változhatnak meg a klíma felmelegedésével.
A fagyos tájakon található kőminták kialakulásának tanulmányozásával a kutatók betekintést nyerhetnek a bolygónk felszínét formáló folyamatokba és az éghajlatváltozás lehetséges hatásaiba.