Вчені пояснили, як виникають кам'яні ліси

Кам'яні ліси - гострі скельні утворення, що нагадують дерева, які поширені в Китаї, на Мадагаскарі і в Росії. Дослідники знають, що вони з'являються через ерозію, але точний механізм досі залишався неясний. Група вчених з Нью-Йоркського університету в США знайшла пояснення того, як вони формуються. «За допомогою декількох симуляцій і експериментів ми показали, як вода створює гострі шипи в скелях», - розповів Лейф Рістрофа, співавтор статті. Результати дослідження опубліковані в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Автори використовували комп'ютерне моделювання і вивчили, як породи, з яких складаються кам'яні лісу, поводяться у воді. Симуляція показала, що спочатку по всій їх площі з'являються невеликі поглиблення. Через них течії посилюються і змінюють форму каменю ще швидше - так згодом з'являються гострі шпилі.

Щоб підтвердити правильність розрахунків, вчені провели серію експериментів в Лабораторії прикладної математики Нью-Йоркського університету. Тут їм вдалося імітувати утворення кам'яних лісів. Для дослідів вони використовували цукор: як і деякі породи, він розчиняється в воді, проте процес протікає набагато швидше, і за ним легко спостерігати в лабораторії.

Автори дослідження зробили циліндри з твердої карамелі і завантажили їх в воду. Вже через кілька хвилин вчені почали помічати, як вони поступово перетворюються в конуси, а всього через дві години на місці циліндрів виявилася група гострих шипів. Через розчинений цукор щільність води змінювалася: важча рідина під впливом гравітації опускалася вниз і тим самим створювала течії. Ті, в свою чергу, швидше точили карамельні фігури, і їх вершини ставали гостріше.

Експеримент підкріпив результати комп'ютерного моделювання та точність гіпотези. Тепер дослідники впевнені, кам'яні ліси утворюються під впливом води, проте в природі це відбувається набагато повільніше. Вода поступово формує характерні гострі вершини і з часом відступає, відкриваючи їх.

«Швидше за все, ми знайшли пояснення тому, звідки взялися кам'яні ліси», - пояснив Лейф Рістрофа. Нові дослідження зможуть підтвердити вірність поточної роботи і, може бути, виявлять інші причини утворення ландшафту. «Певну роль у цьому може грати дощ», - додав учений. Автори вважають, що їх відкриття також буде корисно для розвитку науки і медицини, адже запропонований механізм можна використовувати для виробництва голок і зондів.

Фото: pixabay.com