Aghi di Ghiaccio: Scultori di Motivi in Pietra nei Paesaggi Glaciali
Aghi di Ghiaccio e Pietre Labirinto
Nelle regioni fredde di tutto il mondo, gli scienziati hanno osservato intricati motivi di pietre e scanalature incisi nel terreno. Questi modelli, che includono cerchi, file e vortici, sono formati dal movimento delle pietre quando minuscoli cristalli di ghiaccio filiformi, noti come aghi di ghiaccio, emergono dal terreno gelido.
Quando gli aghi di ghiaccio si congelano e si sciolgono, spingono i ciottoli di lato, formando gradualmente le forme complesse. Questi modelli ricordano quelli che si trovano nei giardini zen giapponesi.
Esperimenti di Laboratorio e Modellazione al Computer
I ricercatori hanno ipotizzato a lungo che le punte di cristalli di ghiaccio potessero spostare il terreno e le rocce per formare questi modelli, ma solo di recente è stato confermato attraverso esperimenti di laboratorio e modellazione al computer.
In uno studio pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences, i ricercatori hanno dimostrato come gli aghi di ghiaccio che attraversano il terreno possono gradualmente spostare rocce e terreno in forme geometriche e organiche.
Formazione degli Aghi di Ghiaccio
Gli aghi di ghiaccio si sviluppano quando la temperatura dell’aria e la temperatura del terreno umido sono diverse. Di notte, alcuni tipi di terreno si contraggono con il calo delle temperature, aspirando l’acqua verso l’alto e facendola aderire alle pareti di stretti pori nel terreno.
Man mano che l’acqua viene estratta dalla Terra, l’aria fredda la congela, trasformandola in piccole strutture cristalline affilate.
Creazione di Motivi in Laboratorio
Per creare i vortici e le creste in un ambiente di laboratorio, i ricercatori hanno posizionato dei ciottoli su un piatto riempito di terra fine e umida. Hanno quindi congelato e scongelato il paesaggio in miniatura più e più volte, creando diverse condizioni per osservare come i ciottoli si muovevano quando il ghiaccio si scioglieva.
Quando il terreno umido non era congelato ma la temperatura dell’aria scendeva sotto lo zero, degli aghi di ghiaccio attraversavano il terreno come erba che germoglia. Gli aghi sono cresciuti di diversi centimetri di altezza, sollevando i ciottoli da terra. Quando la temperatura aumentava, le pietre cadevano dal ghiaccio e rotolavano di lato.
Nel Tempo: Formazione di Gruppi di Pietre e Motivi
Nel tempo, il processo di congelamento e scongelamento ha liberato chiazze di terreno esposto e alla fine le pietre si sono spostate in gruppi, creando motivi più grandi. Su un terreno pianeggiante, le pietre hanno formato vertiginosi insiemi di vortici e anelli, mentre su un terreno in pendenza hanno formato file ordinate.
Fattori che Influenzano la Formazione del Motivo
La velocità e la forma dei motivi dipendono da vari fattori, tra cui:
- Numero e densità delle pietre
- Umidità del suolo
- Altezza degli aghi di ghiaccio
- Pendenza del terreno
Potenziali Modelli Marziani
Alcuni esperti ritengono che una versione di questi cicli di congelamento e scongelamento possa aver creato modelli osservati sulla superficie di Marte. Il terreno sul Pianeta Rosso ha mostrato tracce di minuscoli cristalli di ghiaccio e, man mano che il terreno si riscalda, può espandersi solo per contrarsi di nuovo dopo aver iniziato a raffreddarsi.
Sebbene il processo sia più sottile su Marte, potrebbe essere sufficiente per spostare ciottoli e polvere nel tempo.
Implicazioni per il Cambiamento Climatico
I risultati dello studio dimostrano il potere di combinare esperimenti di laboratorio con la modellazione al computer per comprendere il comportamento del paesaggio naturale. Questo approccio può portare a una migliore comprensione di come questi comportamenti potrebbero cambiare con il riscaldamento del clima.
Studiando la formazione di modelli di pietra in paesaggi gelidi, i ricercatori possono comprendere meglio i processi che modellano la superficie del nostro pianeta e i potenziali impatti del cambiamento climatico.