Pustynie solne są jednymi z najbardziej niegościnnych i zarazem niesamowitych miejsc jakie znamy. Przyciągają one setki tysięcy turystów z odległych zakątków globu, ale i filmowców, bo krajobraz ten wygląda jak z innej planety. Salar de Uyuni to największa tego typu pustynia na świecie, która zawiera ponad 10 mld ton soli.
Czytaj też:Ta pustynia przypomina Marsa. Odnaleziono na niej nieznane do tej pory organizmy
Niezależnie od lokalizacji, na pustyniach solnych pojawiają się dziwaczne struktury w kształcie wielokątów, głównie przypominające plaster miodu. Teraz naukowcy z Nottingham Trent University i TU Graz byli w stanie wyjaśnić pochodzenie tych wzorów. Szczegóły opisano w czasopiśmie Physical Review X.
Wzory w kształcie plastra miodu
Do tej pory wyjaśnienie było dość proste i powszechnie akceptowane: solna skorupa pustyni wysycha i powstają pęknięcia, wokół których osadzają się ponownie cząsteczki soli. Skorupa stale rośnie i wygina się z powodu braku miejsca, więc proces sam się napędza i tak prowadzi do powstawania wzorów. Nie było jasne, dlaczego wielokąty mają stałą wielkość (1-2 m) i kształt plastra miodu.
Czytaj też:Tęcza może mieć kształt koła, ale żeby ją dostrzec musisz wydać nieco pieniędzy
Teraz naukowcy opisali, w jaki sposób konwekcja słonej wody w warstwie podpowierzchniowej odpowiada za tworzenie się niezwykłych wzorów. Konieczne było połączenie wiedzy z zakresu dynamiki płynów, fizyki i geomorfologii.
Proces zachodzący na solnych pustyniach odtworzono w warunkach laboratoryjnych. Uczeni obserwowali, jak woda porusza się w piaszczystych glebach i analizowali w symulacjach numerycznych skalę długości wzorów w różnych warunkach. Powtórzono to podczas badań terenowych w Kalifornii. Dowody zebrane w eksperymentach, symulacjach i badaniach terenowych wskazują na spójny obraz.
Mechanizmem napędzającym formowanie się wzorów jest cyrkulacja słonej wody w glebie pod skorupą solną. Na tego typu pustyniach wody gruntowe często sięgają aż do warstwy pod skorupą solną. Kiedy ta solanka wyparowuje w gorącym letnim Słońcu, sól pozostaje. To sprawia, że wody gruntowe znajdujące się bezpośrednio pod powierzchnią są bardziej słone, a przez to cięższe od świeższej wody, która jest jeszcze głębiej. Jeśli ta różnica w zasoleniu jest wystarczająco duża, bardziej zasolona woda przy powierzchni zaczyna opadać, podczas gdy świeższa woda się unosi.
Podobnie jak w przypadku ciepłej i zimnej wody krążącej przez konwekcję w kaloryferach, pod powierzchnią tworzą się walce konwekcyjne słonej i mniej słonej wody. Pojedynczy wałek miałby kształt koła, ale ponieważ jest ich więcej, są one “ściśnięte” i tworzą sześciokąty, przypominające plaster miodu, wzdłuż krawędzi których słona woda opada na dół. W wyniku krystalizacji tworzą się garby i krawędzie, które tworzą charakterystyczne wzory.
Czytaj też:Debatowano o tym od stu lat. Już wiadomo, do czego służyły tajemnicze wzory na arabskich pustyniach
Prof. Lucas Goehring z Nottingham Trent University’s School of Science and Technology mówi:
Na pustyniach solnych pierwszą rzeczą, którą widzisz – prawie jedyną – jest niekończąca się mozaika sześciokątów i innych uporządkowanych kształtów. Około 50 milionów turystów odwiedziło te wzory w samej Dolinie Śmierci, a fantastyczny krajobraz wymaga wyjaśnienia. To, co pokazaliśmy, to fakt, że proste, wiarygodne wyjaśnienie istnieje, ale ukryte pod ziemią. Wzory na powierzchni odzwierciedlają powolne przewracanie się słonej wody w glebie, zjawisko nieco podobne do komórek konwekcyjnych, które tworzą się w cienkiej warstwie gotującej się wody.
Zrozumienie topografii pustyń solnych pomaga przewidzieć, jak wiele bogatego w minerały pyłu zostanie oderwane od powierzchni pustyń solnych i zaniesione do atmosfery. Pył ten z kolei odgrywa ważną rolę w powstawaniu chmur i transporcie minerałów do oceanów.