Physical Review X: соляные узоры в пустыне образуются из-за конвекции грунтовых вод
Фото: Sifan Liu / Unsplash
Ученые Университета Ноттингем Трент в Англии и Грацского технического университета в Австрии объяснили загадку происхождения многоугольных узоров, напоминающих пчелиные соты, в соляных пустынях Долины Смерти в Калифорнии или высохшего озера Салар де Уюни в Боливии. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review X.
Ранее специалисты предполагали, что многоугольные узоры образуются из-за разрастания минеральных образований вокруг трещин в соляной корке пустынь. Согласно другой гипотезе, соляные кристаллы непрерывно растут и изгибаются из-за нехватки места. Однако оба предположения не объясняют постоянный размер узоров (от одного до двух метров в диаметре) и их сотовую форму.
В новой работе ученые провели эксперименты, наблюдая за тем, как соленая вода перемещается в песчаных почвах, и разработали численные модели, чтобы оценить масштабы узоров при различных условиях. Оказалось, что движущим механизмом формирования сотового рисунка является циркуляция соленой воды под соляной коркой. В пустынях, где присутствуют многоугольные узоры, минерализованные грунтовые воды достигают поверхности.
Рассол испаряется в жаркие летние дни, однако соль остается, что делает грунтовые воды непосредственно под поверхностью еще более соленым, и, следовательно, более плотным и тяжелым, чем более пресная вода под ними. Если разница в солености становится слишком большой, происходит конвекция. Одиночная конвекционная ячейка имеет круглую форму, однако если такие ячейки соседствуют друг с другом, то круглая форма сжимается до шестиугольника, по краям которого соленая вода опускается вниз.
В местах с особенно высокой соленостью происходит усиленная кристаллизация соли на поверхности. Со временем корка образует горбы, создавая выраженный многоугольный узор в виде сот.
