Как на Земле возникают «каменные леса»: чудо природы
Каменные леса — это остроконечные скальные образования, напоминающие деревья, которые встречаются в Китае, на Мадагаскаре и во многих других местах по всему миру. Они столь же величественны, сколь и загадочны, а стоящие за их формированием физические процессы до сих пор не были толком изучены.
«Наша работа раскрывает механизм, который объясняет, как возникли эти фантастические скальные шпили, о которых на протяжении веков слагают легенды», — заявил старший автор нового исследования, доктор Лейф Ристроф из Института математических наук Куранта при Нью-Йоркском университете. Работа его команды опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Посредством серии симуляций и экспериментов мы продемонстрировали, как текущая вода постепенно образует сверхострые каменные шипы на рельефе», пишет он. Исследование также проливает свет на механизм, объясняющий преобладание каменных лесов в карстовой зоне — рельефе, образованном растворением горных пород, таких как известняк.
Авторы смоделировали формирование пиков с течением времени с помощью математической модели и компьютерного алгоритма, которые учитывали, как растворение породы создает потоки внутри жидкости и как они, в свою очередь, влияют на процесс растворения.
Чтобы подтвердить достоверность своих симуляций, ученые также провели серию экспериментов в лаборатории. Каменные вершины они возвели на основе сахара, имитируя тем самым высокую растворимость породы и погружая «сахарные скалы» их в резервуары с водой. Интересно, что для появления каменного леса не потребовалось никаких потоков, так как сам процесс растворения создал течение, необходимое для образования острых скал.
Экспериментальные результаты отражали результаты моделирования, тем самым подтверждая точность расчетов. «Те же самые события происходят — хотя и гораздо медленнее — когда минералы погружаются под воду, которая позже отступает, обнажая каменные вершины и каменные леса», — заключают ученые.