Ученые рассказали, как игольчатый лед создает узоры из камней и льда

В определенных условиях на каменистых мерзлотных ландшафтах могут формироваться своеобразные узоры – множество ровных кругов. Кажется, что они рукотворные – ничего подобного. Одно из проведенных исследований показывает, как именно такие узоры формируются из игольчатого льда – ледяных шипов, образованных грунтовыми водами в почве.

Ученые показали, что игольчатый лед двигает небольшие камни и частицы почвы в узоры – он толкает их снизу и немного меняет их положение. Поскольку такой лед с большей вероятностью образуется на голых участках земли, камешки поблизости постепенно «собираются» вокруг этих участков – так и получаются узоры. Такие ландшафты могут наблюдаться от Норвегии до Гавайев.

«Такой избирательный рост предполагает интересную обратную корреляцию между размером камней, влажностью почвы и ростом ледяных игл», – Бернард Халлет, геолог из Вашингтонского университета.
В своей работе исследователи использовали данные собственных экспериментов, а также разработали компьютерную модель, которая могла имитировать процесс формирования узоров.

Экспериментальная установка исследователей представляла собой плоский квадрат влажной почвы размером чуть более 30 сантиметров с камнями, равномерно расположенными на ее поверхности. Затем исследователи проверили установку через 30 циклов замораживания-оттаивания, которые отражали смещение температуры дня и ночи.

Как видно из полученных роликов, на формирование узоров влияет концентрация камней, наклон земли и высота ледяных игл.

«Видео довольно впечатляющие. Они показывают, что лед попросту поднимается и за один цикл слегка сдвигает в сторону камни. Благодаря этим экспериментам и анализу результатов мы получили гораздо более подробные описания этих характеристик», – Бернард Халлет.
Как отмечают исследователи, их работа также может быть полезна при анализе клеточной структуры, гравитационных жидкостей, экологических систем и многого другого. Кроме того, исследование можно применить и за пределами нашей планеты: ученые также работают над анализом подобных закономерностей, которые наблюдаются на поверхности Марса.