من وادي الموت إلى تشيلي إلى إيران ، تتشكل المضلعات ذات الحجم المماثل من الملح في بلايا في جميع أنحاء العالم – وقد تكون تدفقات السوائل الجوفية هي المفتاح لحل لغز السبب الذي طال أمده.
تتشكل الأشكال الهندسية مثل البنتاغون والسداسي تلقائيًا في مجموعة واسعة من الإعدادات الجيولوجية. غالبًا ما يتشقق الطين والجليد والصخور المجففة في شكل مضلعات ، ولكن تميل هذه الأنماط إلى التباين بشكل كبير في الحجم.
فلماذا تتشابه جميع playas باستمرار؟ الاجابة تقع تحت الأرض، الفيزيائية جانا لاسير وزملاؤها يقترحون 24 فبراير في مراجعة البدنية X. باستخدام النماذج الرياضية المعقدة والمحاكاة الحاسوبية والتجارب التي أجريت في بحيرة أوينز في كاليفورنيا ، ربط الفريق ما رأوه على السطح بما يجري تحته.
يقول لاسر ، من جامعة غراتس للتكنولوجيا في النمسا: “إن تدفق السوائل والحمل الحراري تحت الأرض قادران بشكل فريد على تفسير سبب تشكل الأنماط”.
كان هذا النهج ثلاثي الأبعاد مفتاحًا لشرح عالمية المضلعات المالحة.
المسطحات الملحية تشكل في الأماكن حيث تندر الأمطار ويحدث الكثير من التبخر (SN: 12/5/07). تتبخر المياه الجوفية التي تتسرب إلى السطح ، تاركة قشرة من الأملاح والمعادن الأخرى التي ذابت في الماء. أكثر ما يلفت الانتباه هو أن هذه العملية تؤدي إلى تلال منخفضة من الملح المركز الذي يقسم البلايا إلى مضلعات: معظمها سداسي مع القليل من الخماسيات والأشكال الهندسية الأخرى.
يختلف نوع الملح من بلايا إلى أخرى. يسود ملح الطعام ، أو كلوريد الصوديوم ، في بعض البلايا ، لكن البعض الآخر يحتوي على المزيد من أملاح الكبريتيت. وتتراوح سماكة قشور الملح نفسها من بضعة مليمترات إلى عدة أمتار. يبدو أن هذا الاختلاف هو سبب فشل المحاولات السابقة لوصف أنماط playas.
سواء كانت القشور بسمك متر أو مليمتر ، فإن أحواض الملح تتميز بمضلعات يبلغ عرضها من متر إلى مترين. تعتمد النماذج السابقة على التكسير والتوسع والظواهر الأخرى التي تصف كيف ينتج الطين والصخور بدلاً من ذلك مضلعات بأحجام تختلف وفقًا لسمك القشرة.
عندما تتبخر المياه الجوفية من السطح ، فإنها تركز الملح في المياه الجوفية المتبقية. تلك المياه المالحة ، التي أصبحت الآن أكثر كثافة وأثقل ، تغرق ، وتجبر المياه الأخرى الأقل كثافة على الارتفاع. أظهر لاسر وزملاؤه أنه بمرور الوقت ، فإن الدوران ، المعروف باسم الحمل الحراري ، يميل إلى دفع أعمدة المياه المالحة الهابطة إلى شبكة من الصفائح الرأسية. يتراكم الملح فوق السطح فوق هذه الصفائح ، لذلك تنمو حواف الملح السميكة هناك. تتشكل قشور ملحية أرق بين ، حيث تتدفق المياه الأقل ملوحة ، مما يؤدي تلقائيًا إلى تكوين المضلعات المميزة التي يتقاسمها playas في جميع أنحاء العالم.
تصف المعادلات التي استخدمها الباحثون الملوحة النسبية للمياه الجوفية والضغط داخل السائل والسرعة التي يدور بها الماء. بدأت عمليات المحاكاة الحاسوبية التي احتضنت التعقيد الكامل للمشكلة ثلاثية الأبعاد بدون قشرة ملحية أو مضلعات وأنتجت شيئًا يشبه إلى حد كبير بلايزا الحقيقية.
يقول الفيزيائي يوليان كارترايت من المجلس القومي للبحوث الإسباني ، ومقره غرناطة ولم يشارك في البحث: “هذا النموذج الديناميكي المائع أكثر منطقية من النموذج الذي يتجاهل ما يحدث تحت السطح”.
ساعدت الاختبارات في بحيرة أوينز الفريق على التحقق من النموذج وتحسينه. يقول لاسر: “الفيزياء أكثر بكثير من مجرد الجلوس أمام الكمبيوتر ، وأردت أن أفعل شيئًا يتضمن التجارب”.
جفت البحيرة في عشرينيات القرن الماضي حيث تم تحويل المياه إلى لوس أنجلوس. تشتمل المعادن المترسبة على السطح الأملاح المتبقي على تراكيز طبيعية كبيرة من الزرنيخ ، الذي ينفجر مع الغبار الذي تثيره الرياح – مما يؤدي إلى مخاطر صحية خطيرة. ضمن جهود العلاج الأخرىs ، محلول ملحي تم ضخه في قاع البحيرة لمحاولة تكوين قشرة ملح أكثر استقرارًا (SN: 11/28/01). أعطى هذا التدخل البشري الفرصة للباحثين لاختبار أفكارهم بطريقة مضبوطة.
يقول لاسر: “لقد دمرت المنطقة بأكملها ، لكنها كانت بالنسبة لنا بيئة بحثية مثالية”.
