Sciencemag.cz
Doporučujeme
V solných pouštích často nacházíme povrch „roztrhaný“ do geometrických obrazců, více či méně připomínajících včelí plástve – i když se nemusí jednat výhradně o šestiúhelníky. Tyhle struktury lákají turisty a jsou velmi populární, kupodivu ale dosud nepanovala shoda na mechanismu jejich vzniku. Podle jedné teorie vznikají trhliny mezi „dlaždicemi“ při vysychání solné krusty, podle jiných byly trhliny naopak důsledkem růstu krusty – když se a láme ohýbá kvůli nedostatku místa.
Nicméně ni jedna z těchto teorií moc nevysvětluje, proč by útvary na různých solných pouštích měly mít vždy mezi 1 a 2 metry a celkem stejný tvar. Tým zahrnující vědce z Nottingham Trent University, Technické univerzity Graz (Rakousko), Ústavu Maxe Plancka v Göttingenu a dalších institucí nyní přišel s jiným výkladem. Obrazce připomínající včelí plástve má vytvářet konvekce slané vody v podpovrchových vrstvách.
Vědci v laboratorních pokusech studovali, jak se slaná voda pohybuje v písčitých půdách, a v numerických simulacích analyzovali délkové měřítko vzorů vznikajících za různých podmínek. Ve dvou terénních studiích v Kalifornii pozorovali obrazce v přírodě a odebrali vzorky, aby prokázali, že proudy v podpovrchových vrstvách skutečně odpovídají obrazcům viditelným na povrchu (viz i video níže).
Solné pouště, v nichž se tyto obrazce vyskytují, totiž nejsou v žádném případě nejsou suché. Podzemní voda často sahá až k povrchu, přímo pod solnou krustu, člověk by se k vodě dokázal prohrabat i rukou. Na pití (respektive na to, aby v poušti dokázalo něco růst) je ovšem tato voda příliš slaná.
Jak se solanka na horkém letním slunci vypařuje, podzemní voda přímo pod povrchem se stává slanější, a tedy těžší než voda ve větší hloubce. Jakmile je rozdíl ve slanosti dostatečně velký, začne slanější voda u povrchu klesat dolů (a naopak). Podle studie se v podpovrchových vrstvách tvoří proudící útvary (rolls) slané a méně slané vody. Každý takový útvar by měl mít tvar válce (kruhový půdorys), který maximalizuje objem/minimalizuje povrch. Když se však v podloží vytvoří mnoho válců vedle sebe, stlačí se k sobě a vytvoří přibližně šestiúhelníkové, voštinové obrazce, podél jejichž okrajů klesá velmi slaná voda. Tak alespoň praví průvodní tisková zpráva. Celý jev má být trochu podobný konvekci v tenké vrstvě vroucí vody.
V místech s obzvláště vysokým obsahem soli také sůl více krystalizuje na povrchu, vytváří vyvýšené hrboly a okraje, čímž vznikají odpovídající tvary i v povrchové krustě.
Jana Lasser et al, Salt Polygons and Porous Media Convection, Physical Review X (2023). DOI: 10.1103/PhysRevX.13.011025
Zdroj: Nottingham Trent University / Phys.org
Dobré potvrzení toho, že procesy popsané stejnými fyzikálními rovnicemi, i když úplně odlišné podstaty, mají obdobné projevy. Konkrétně zde transportní jevy popsatelné obecnou transportní rovnicí vedou v nerovnovážném prostředí (gradient teploty, hustoty, koncentrace apod.) k podobným jevům samoorganizace (ztrátě neuspořádanosti). Jen se liší daný transportní jev – další příklady jsou Rayleighovo–Bénardovo proudění tvořící Bérnardovy buňky (https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh%E2%80%93B%C3%A9nard_convection) či vedení tepla v chladnoucím čediči, vedoucí ke vzniku sloupcové odlučnosti (https://phys.org/news/2015-10-riddle-lava-hexagons.html). Ve všech případech vzniká v rovině kolmé ke gradientu podobný strukturní vzor.
kdyby si clovek v rovine nasekal priblizne rovnomerne rozhazene body, tak vysledny voronoiuv obrazec taky vypadal sedtiuhelnikove.