Jarum Es: Pemahat Pola Batu di Lanskap Beku
Jarum Es dan Batu Labirin
Di daerah dingin di seluruh dunia, para ilmuwan telah mengamati pola rumit dari batu dan alur yang terukir di tanah. Pola-pola ini, termasuk lingkaran, barisan, dan pusaran, terbentuk oleh pergerakan batu saat kristal es kecil seperti benang, yang dikenal sebagai jarum es, muncul dari tanah yang membeku.
Saat jarum es membeku dan mencair, mereka mendorong kerikil ke satu sisi, secara bertahap membentuk bentuk yang rumit. Pola-pola ini mengingatkan pada pola yang ditemukan di taman zen Jepang.
Eksperimen Laboratorium dan Pemodelan Komputer
Para peneliti telah lama berspekulasi bahwa paku kristal es dapat memindahkan tanah dan batu untuk membentuk pola-pola ini, tetapi baru-baru ini dikonfirmasi melalui eksperimen laboratorium dan pemodelan komputer.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences, para peneliti menunjukkan bagaimana jarum es yang menusuk tanah secara bertahap dapat memindahkan batu dan tanah menjadi bentuk geometris dan organik.
Pembentukan Jarum Es
Jarum es berkembang ketika suhu udara dan suhu tanah lembap berbeda. Pada malam hari, beberapa jenis tanah berkontraksi saat suhu turun, menarik air ke atas dan menyebabkannya menempel pada sisi pori-pori sempit di tanah.
Saat air ditarik keluar dari Bumi, udara dingin membekukannya, mengubahnya menjadi struktur kecil, tajam, seperti kristal.
Menciptakan Pola di Laboratorium
Untuk membuat pusaran dan punggung bukit dalam pengaturan laboratorium, para peneliti menempatkan kerikil di atas panci berisi tanah berbutir halus yang basah. Mereka kemudian membekukan dan mencairkan lanskap mini berulang kali, menciptakan kondisi berbeda untuk mengamati bagaimana kerikil bergerak saat es mencair.
Ketika tanah basah tidak membeku tetapi suhu udara turun di bawah titik beku, pin es menjulang melalui tanah seperti rumput yang tumbuh. Jarum tumbuh beberapa sentimeter tingginya, mengangkat kerikil dari tanah. Ketika suhu dinaikkan, batu-batu itu jatuh dari es dan jatuh ke satu sisi.
Seiring Waktu: Pembentukan Gugusan Batu dan Pola
Seiring waktu, proses pembekuan-pencairan membersihkan bidang tanah yang terbuka, dan akhirnya, batu-batu bergeser menjadi kelompok, menciptakan pola yang lebih besar. Di tanah datar, batu-batu membentuk susunan pusaran dan lingkaran yang memusingkan, sementara di tanah yang landai, batu-batu itu membentuk barisan yang rapi.
Faktor yang Mempengaruhi Pembentukan Pola
Kecepatan dan bentuk pola bergantung pada berbagai faktor, termasuk:
- Jumlah dan kepadatan batu
- Kelembaban tanah
- Ketinggian jarum es
- Kemiringan tanah
Pola Mars yang Mungkin
Beberapa ahli percaya bahwa versi siklus pembekuan-pencairan ini mungkin telah menciptakan pola yang diamati di permukaan Mars. Tanah di Planet Merah telah menunjukkan bukti kristal es kecil, dan saat tanah memanas, tanah mungkin mengembang hanya untuk berkontraksi lagi setelah mulai mendingin.
Meskipun prosesnya lebih halus di Mars, proses ini mungkin cukup untuk menggeser kerikil dan debu dari waktu ke waktu.
Implikasi untuk Perubahan Iklim
Hasil penelitian menunjukkan pentingnya menggabungkan eksperimen laboratorium dengan pemodelan komputer untuk memahami perilaku lanskap alam. Pendekatan ini dapat mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana perilaku ini dapat berubah saat iklim memanas.
Dengan mempelajari pembentukan pola batu di lanskap yang dingin, para peneliti dapat memperoleh wawasan tentang proses yang membentuk permukaan planet kita dan dampak potensial dari perubahan iklim.