Slane pustinje su među najekstremnijim i najnegostoljubivijim mestima na planeti, a njihove bizarne i vanzemaljske strukture u obliku poligona privlače stotine hiljada turista svake godine.
Javljaju se u oblastima uključujući Badvoter basen Doline smrti u Kaliforniji i Salar de Ujuni u Čileu, gde su služile kao pozadina pustinjskoj planeti Crait u „Ratovima zvezda: Poslednji džedaji“.
Sada je tim koji uključuje istraživače sa Univerziteta Notingem Trent i TU Grac u Austriji uspeo da objasni poreklo ovih obrazaca i njihov kultni oblik i veličinu. Istraživanje je objavljeno u časopisu Phisical Reviev X.
Ranije se sumnjalo da se slana kora pustinje isušuje i formiraju pukotine, oko kojih šare rastu. Druga hipoteza je sugerisala da kora soli neprekidno raste i savija se zbog nedostatka prostora, formirajući obrasce.
Međutim, nijedno od ovih objašnjenja ne objašnjava konzistentnu veličinu — uvek jedan do dva metra — i oblik saća.
Istraživači su sada dali uverljivije objašnjenje, koji opisuju kako je konvekcija slane vode u podzemnoj površini odgovorna za formiranje uzoraka soli u obliku saća.
Tome se, kažu, može pripisati i konstantna veličina karakteristika i brzina kojom šare rastu.
Da bi došao do dna ove misterije prirode, tim je kombinovao polja istraživanja dinamike fluida iz fizike i geomorfologije iz geonauka i istraživao fenomen iz nekoliko pravaca.
Oni su u laboratorijskim eksperimentima posmatrali kako se slana voda kreće u peskovitim zemljištima i analizirali u numeričkim simulacijama skalu dužine uzoraka u različitim uslovima. U dve terenske studije u Kaliforniji posmatrali su obrasce u prirodi i sakupili uzorke kako bi pokazali da struje u podzemnoj površini odražavaju obrasce vidljive na površini.
Oni su bili prva istraživačka grupa koja je snimila video kako raste uzorak soli. Kredit: Technische Universitat Graz
Dokazi koje su istraživači prikupili tokom eksperimenata, simulacija i terenskih studija ukazuju na doslednu sliku.
Pokretački mehanizam za formiranje šara je konvekcija ili cirkulacija slane vode u tlu ispod kore soli. Slane pustinje u kojima se ovi obrasci javljaju ni u kom slučaju nisu suve od kostiju, a veoma slane podzemne vode često dosežu i leže direktno ispod kore soli. U ovim pustinjama brzo biste došli do te vode kopajući rukom, iako bi bila previše slana za piće.
Kada ovaj salamuri zatim ispari na vrelom letnjem suncu, sol ostaje. Ovo čini podzemnu vodu direktno ispod površine slanijom, a samim tim i težom od svežije vode koja još uvek vreba ispod. Ako je ova razlika u salinitetu dovoljno velika, slanija voda blizu površine počinje da tone nadole, dok se svežija voda diže odozdo.
Slično toploj i hladnoj vodi koja cirkuliše konvekcijom u radijatorima, konvekcijski valjci slane i manje slane vode se formiraju u podzemnoj površini.
Jedna konvekcijska rolna bi imala kružni oblik, koji maksimizira zapreminu zatvorenu rolnom dok minimizira njen obim. Međutim, kada se u zemlji razviju mnogi konvekcijski valjci jedan pored drugog, oni se „stisnu” zajedno i stvaraju šestougaone šare nalik saću, po čijim ivicama ponire veoma slana voda.
Na mestima sa posebno visokim sadržajem soli, so takođe više kristališe na površini. Vremenom, nastala kora formira izbočene grbe i ivice koje stvaraju uzorak soli u saću.
Prva autorka dr Jana Lasser sa TU Grac rekla je: „Ovo je odličan primer bazičnog istraživanja vođenog radoznalošću. Priroda nam predstavlja očiglednu i fascinantnu zagonetku koja podstiče našu radoznalost i na taj način nas podstiče da je rešimo – čak i bez ikakvih direktnih daljih mogućnost primene u vidu“.
Pored zadovoljavanja radoznalosti, razumevanje topografije slanih pustinja pomaže da se predvidi koliko će prašine bogate mineralima biti izbačeno sa površina slanih pustinja i uskovitlano u atmosferu. Ova prašina zauzvrat igra važnu ulogu u formiranju oblaka i transportu minerala u okeane.
Dr Lukas Gering, vanredni profesor fizike na Školi nauke i tehnologije Univerziteta Notingem Trent, rekao je: „U slanim pustinjama prvo što vidite — skoro jedino što vidite — jeste beskonačan patchvork od šestouglova i drugih uređenih oblika. 50 miliona turista je posetilo ove obrasce samo u Dolini smrti, a fantastični pejzaž zahteva objašnjenje.
„Ono što smo pokazali je da postoji jednostavno, uverljivo objašnjenje, ali skriveno ispod zemlje. Površinski obrasci odražavaju sporo prevrtanje slane vode u zemljištu, fenomen koji je donekle sličan konvekcijskim ćelijama koje se formiraju u tankom sloju ključanje vode.
„Iako je lep, vetar koji duva iznad slanih pustinja je glavni izvor atmosferske prašine, a naši rezultati će pomoći u razumevanju ovakvih procesa u pustinjskim sredinama.“
Studija je takođe uključila Maks Plank institut za dinamiku i samoorganizaciju u Getingenu, Univerzitet u Sautemptonu, Univerzitet u Lidsu, Univerzitet u Getingenu i Univerzitet Oksford.
