U geologiji, saće su intrigantan obrazac malih šupljina na površinama stena koje se nalaze u priobalnim regionima, vlažnim područjima, pustinjama, pa čak i na Marsu. Fascinantno ih je pogledati u prirodnim objektima i prokletstvu istorijskih zgrada i spomenika. Uprkos stotinu godina istraživanja, naučnici još uvek nisu sigurni kako nastaje saće.
Studija u Geosciences koju su sprovela dva istraživača Skoltech-a opisuje kompjutersku simulaciju trošenja stena koja reprodukuje zbunjujući obrazac udubljenja i grebena i precizno ukazuje na uslove koji podstiču – ili odvraćaju – njegovo formiranje. Glavni faktor u igri je isparavanje slane vode.
„Strukture saća na stenama su pažljivo proučavane u poslednjih sto godina, ali još uvek nema konačnog razumevanja kako se formiraju“, rekao je glavni autor studije, vanredni profesor Aleksandar Safonov iz Skoltech Materials. „Veliki broj hipoteza uključuje eroziju vetra i vode, formiranje kristala leda i soli, oštre fluktuacije temperature, pa čak i gljivice u formiranju saća.
„U ovoj studiji usvajamo hipotezu o isparavanju slane vode, matematički simuliramo proces i identifikujemo „zonu Zlatokose“ u kojoj se dešava erozija saća: ne previše suvo, ali ni previše vlažno“, nastavio je Safonov.
„U pogledu očuvanja spomenika, naši nalazi mogu pomoći da se precizno odrede određene tačke na istorijskim zgradama, statuama itd. koje su najranjivije eroziji saća, kao i da se identifikuju bezbednije lokacije za pozicioniranje ovih objekata. Procena životnog veka projektovane strukture je još jedna mogućnost.“
Poznato je da su različite vrste vremenskih uticaja sposobne da oštete stenu, ali do sada nijedan laboratorijski eksperiment ili matematički model nije mogao da reprodukuje zamršenu mrežu šupljina koja definiše trošenje saća. U svojoj studiji, istraživači su uspeli da simuliraju upravo to. Štaviše, simulacija čak objašnjava karakterističnu glatku stenu koja se često vidi ispod istrošenog regiona i netaknutog područja iznad njega.
Simulacija je dvodimenzionalna i pretpostavlja određene standardne uslove isparavanja, što je objavljeno u prethodnim istraživanjima. Duboko unutar stene, sadržaj vlage se smatra konstantnim, bez obzira na to koliko vode ispari sa stene. Intuicija iza ovoga je da stena može slobodno da crpi vodu iz tla. To odgovara uslovima, na primer, u češkom Apolena Rock Citi-u, poznatom po formacijama saća.
Osnovna vrednost za sadržaj vlage u unutrašnjim slojevima stene zapravo varira u zavisnosti od toga koliko je određeni komad stene daleko iznad zemlje, jer voda mora da savlada gravitaciju da bi se podigla.
U simulaciji, saće se formira kada postoji početna udubljenja u steni i osnovni sadržaj vlage padne u određeni prozor.
„Trik je u tome što voda ne mora nužno ispariti na površini“, koautor studije i dr Skoltech. objasnio je student Kiril Minčenkov. „U stvari, postoje tri osnovna scenarija. Gore gore, stena je suviše suva i voda počinje da isparava dosta ispod površine. Ovo se dešava polako, a nekoliko kristala soli koji se formiraju nalaze se duboko unutra i jedva da nanose štetu.“
„Nema erozije. Onda postoji suprotan slučaj: ako je stena previše vlažna, što će biti slučaj bliže zemlji ili moru, isparavanje se dešava spolja, proces je intenzivan i mnogo soli ostaje. Ali ova so se taloži direktno na površini i takođe ne oštećuje stenu.Konačno, postoji srednji slučaj kada voda isparava na umerenoj dubini, odlažući so malo ispod površine – ovo je ključno – i na taj način odvaja male delove stene. “
Mehanizam koji stoji iza formiranja saća može se videti u smislu međuigre između ovih scenarija. Stena u celini može se uklopiti u zonu Zlatokosa – treći scenario – i tako biti podložna eroziji. Ali sve prvobitno prisutne izbočine na steni će postepeno biti preuveličane, jer spadaju u prvi scenario („suviše suvo“).
Ispod njih, isparavanje se dešava na većoj dubini od površine i uzrokuje manju eroziju, tako da izbočine opstaju dok se okolna stena izjeda. Sličan način razmišljanja objašnjava kako, u slučaju veoma vlažne stene, erodiraju samo same izbočine, što rezultira veoma glatkom stenom koja se često vidi na delovima ispod prirodnih formacija saća, nešto bliže nivou mora.
