ความเค็มสัมพัทธ์ของน้ำใต้ดินทำให้พื้นเป็นรูปทรงเรขาคณิต

Lasser จาก Graz University of Technology ในออสเตรีย กล่าวว่า “การไหลของของไหลและการพาความร้อนใต้ดินสามารถอธิบายได้ว่าทำไมรูปแบบต่างๆ จึงเกิดขึ้น”

วิธีการ 3 มิตินี้เป็นกุญแจสำคัญในการอธิบายความเป็นสากลของรูปหลายเหลี่ยมที่มีรสเค็ม

แฟลตเกลือก่อตัวขึ้นในสถานที่ซึ่งมีปริมาณน้ำฝนน้อยและมีการระเหยเป็นจำนวนมาก (SN: 12/5/07) น้ำใต้ดินที่ไหลซึมขึ้นมาบนผิวน้ำจะระเหยกลายเป็นไอ ทิ้งเปลือกเกลือและแร่ธาตุอื่นๆ ที่ละลายอยู่ในน้ำ กระบวนการนี้โดดเด่นที่สุดทำให้เกิดสันเกลือที่มีความเข้มข้นต่ำซึ่งแบ่งปลายาออกเป็นรูปหลายเหลี่ยม: ส่วนใหญ่เป็นหกเหลี่ยมที่มีห้าเหลี่ยมและรูปทรงเรขาคณิตอื่น ๆ

ประเภทของเกลือแตกต่างกันไปในแต่ละพลายา เกลือแกงหรือโซเดียมคลอไรด์มีอยู่ทั่วไปในพลายาบางชนิด แต่บางชนิดมีเกลือซัลไฟต์มากกว่า และเปลือกเกลือเองก็มีความหนาตั้งแต่ไม่กี่มิลลิเมตรไปจนถึงหลายเมตร การเปลี่ยนแปลงนั้นดูเหมือนจะเป็นสาเหตุว่าทำไมความพยายามครั้งก่อนในการอธิบายรูปแบบของ playas จึงล้มเหลว

ไม่ว่าเปลือกจะหนาเป็นเมตรหรือมิลลิเมตร กระทะเกลือก็มีรูปหลายเหลี่ยมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 ถึง 2 เมตร โมเดลก่อนหน้านี้อิงตามการแตกร้าว การขยายตัว และปรากฏการณ์อื่นๆ ที่อธิบายว่าการแตกหักของโคลนและหินแทนที่จะสร้างรูปหลายเหลี่ยมที่มีขนาดแตกต่างกันไปตามความหนาของเปลือกโลก

เมื่อน้ำใต้ดินระเหยออกจากพื้นผิว เกลือจะเข้มข้นในน้ำใต้ดินที่เหลืออยู่ น้ำเค็มนั้นตอนนี้หนาแน่นขึ้นและหนักขึ้น จมลง บังคับให้น้ำอื่นๆ ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าลอยขึ้นมา Lasser และเพื่อนร่วมงานแสดงให้เห็นว่าเมื่อเวลาผ่านไป การหมุนเวียนที่เรียกว่าการพาความร้อน มีแนวโน้มที่จะผลักดันขนนกน้ำเค็มที่ไหลลงมาเป็นเครือข่ายของแผ่นแนวตั้ง พื้นผิวเหนือแผ่นเหล่านี้มีเกลือสะสมอยู่มาก จึงมีสันเกลือหนาขึ้นที่นั่น เปลือกเกลือที่บางกว่าก่อตัวขึ้นระหว่างที่ซึ่งน้ำที่มีความเค็มน้อยกว่าจะไหลขึ้นมา ทำให้เกิดรูปหลายเหลี่ยมที่มีลักษณะเฉพาะร่วมกันโดยเหล่าตัวละครจากทั่วโลก

สมการที่นักวิจัยใช้อธิบายความเค็มสัมพัทธ์ของน้ำใต้ดิน ความดันภายในของเหลว และความเร็วที่น้ำไหลเวียน การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่รวบรวมความซับซ้อนทั้งหมดของปัญหา 3 มิติเริ่มต้นโดยไม่มีเปลือกเกลือหรือรูปหลายเหลี่ยม และสร้างบางสิ่งที่ดูคล้ายกับการเล่นจริงมาก

“แบบจำลองไดนามิกของของไหลนี้มีความหมายมากกว่าแบบจำลองที่ไม่สนใจสิ่งที่เกิดขึ้นใต้พื้นผิว” นักฟิสิกส์ Julyan Cartwright จากสภาวิจัยแห่งชาติสเปน ซึ่งประจำอยู่ในกรานาดาและไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว

การทดสอบที่ Owens Lake ช่วยให้ทีมตรวจสอบและปรับแต่งโมเดลได้ “ฟิสิกส์เป็นมากกว่าแค่นั่งอยู่หน้าคอมพิวเตอร์” ลาสเซอร์กล่าว “และฉันต้องการทำบางสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการทดลอง”

ทะเลสาบเหือดแห้งในปี ค.ศ. 1920 เนื่องจากน้ำถูกเปลี่ยนเส้นทางไปยังลอสแองเจลิส แร่ธาตุที่สะสมอยู่บนผืนเกลือที่เหลืออยู่นั้นรวมถึงสารหนูตามธรรมชาติที่มีความเข้มข้นสูง ซึ่งจะถูกพัดพาออกไปพร้อมกับฝุ่นที่ถูกลมพัด ซึ่งก่อให้เกิดอันตรายต่อสุขภาพอย่างร้ายแรง ท่ามกลางความพยายามแก้ไขอื่น ๆ น้ำเกลือถูกสูบไปที่ก้นทะเลสาบเพื่อพยายามสร้างเปลือกเกลือที่มีเสถียรภาพมากขึ้น การแทรกแซงของมนุษย์นั้นทำให้นักวิจัยมีโอกาสที่จะทดสอบความคิดของพวกเขาด้วยวิธีที่ควบคุมได้

“พื้นที่ทั้งหมดถูกทำลาย” ลาสเซอร์กล่าว “แต่สำหรับเราแล้ว มันเป็นสภาพแวดล้อมการวิจัยที่สมบูรณ์แบบ”

รูปทรงเรขาคณิตที่ใช้ร่วมกันใน Playas อาจมาจากการไหลของของไหลที่อยู่ใต้ดิน

จากหุบเขามรณะ ชิลี ไปจนถึงอิหร่าน รูปหลายเหลี่ยมขนาดใกล้เคียงกันก่อตัวเป็นเกลือใน Playas ทั่วโลก และการไหลของของไหลใต้ดินอาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาที่มีมายาวนานว่าเหตุใด

รูปทรงเรขาคณิต เช่น ห้าเหลี่ยมและหกเหลี่ยมก่อตัวขึ้นตามธรรมชาติในการตั้งค่าทางธรณีวิทยาที่หลากหลาย โคลนแห้ง น้ำแข็งและหินมักจะแตกเป็นรูปหลายเหลี่ยม แต่รูปแบบเหล่านี้มักจะมีขนาดแตกต่างกันอย่างมาก

เหตุใด playas ทั้งหมดจึงเหมือนกันอย่างต่อเนื่อง คำตอบอยู่ใต้ดิน นักฟิสิกส์ Jana Lasser และเพื่อนร่วมงานเสนอในวันที่ 24 กุมภาพันธ์ใน Physical Review X ด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ และการทดลองที่ดำเนินการที่ Owens Lake ในแคลิฟอร์เนีย ทีมงานได้เชื่อมโยงสิ่งที่พวกเขาเห็นบนพื้นผิวกับสิ่งที่เกิดขึ้นด้านล่าง

 

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ lochindaalhouse.com