Proč se v solných pouštích dělají vzory pláství

Fascinující vzory téměř pravidelných šestiúhelníkových plástů nalezené v solných pouštích, jako je Badwater Basin v kalifornském Údolí smrti či Salar de Uyuni v Bolívii, mátly turisty a inspirovaly tvůrce sci-fi filmů po celá desetiletí. Fyzici konečně odhalili mechanismus, který se za velkolepou mozaikou šestiúhelníků na solných pláních skrývá. Odpověď leží skrytá pod solnou kůrou.

„Fantastická krajina si žádá vysvětlení,“ říká Lucas Goehring, docent fyziky na Nottingham Trent University v Anglii. „Ukázali jsme, že jednoduché, přijatelné vysvětlení existuje, ale je skryté pod zemí.“

Podle studie zveřejněné 24. února v časopise Physical Review X skutečně odpověď leží v podzemní vodě pod solnou kůrou. Ve studii vědci popisují, jak vrstvy slané a méně slané vody cirkulují nahoru a dolů v proudech ve tvaru koblihy. Sousední vývěry se na povrchu vodorovně stlačují dohromady a vytvářejí tak pravidelný vzor. Dříve se vědci domnívali, že praskliny a hřebeny se tvoří tím, jak se solná kůra rozšiřuje a vysychá, ohýbá a fragmentuje pod napětím. Předchozí pokusy nebraly v úvahu jednotnou velikost šestiúhelníků - ta je vždy 1 až 2 metry v průměru, kdekoli na světě se nacházejí.

Termodynamika

Nová studie potvrzuje myšlenku, že geometrické vzory tvoří mechanismus založený v základním principu termodynamiky, podobně jako pohyb teplé a studené vody v radiátoru nebo v hrnci s vroucí vodou. „Povrchové vzory reflektují pomalé převalování slané vody v půdě, což je fenomén podobný konvekčnímu proudění v tenké vrstvě vroucí vody,“ řekl Goehring.

Solné pouště nejsou tak suché, jak se zdá

Pod solnou krustou leží vrstva extrémně slané vody (můžete ji dosáhnout kopáním či jenom hrabáním rukama). Voda se v horkých letních měsících odpařuje a zanechává na povrchu přikrývku soli. Její spodní část se opět rozpouští do další vrstvy vody. Tato vrstva je pak hustší než vrstva pod ní a slaná voda klesá prstencově dolů, čerstvější, méně hustá voda, stoupá, aby ji nahradila. Voda se odpaří a zanechá zbytek soli, který se opět rozpustí do horní vrstvy vody. Cyklus se opakuje a vytváří to, co vědci nazývají konvekční válec.

Výzkum solných pouští se zaměřil buď na tyto podpovrchové proudy, nebo na samotnou solnou kůru. Nová studie tvrdí, že tyto dva prvky interagují a vytvářejí tzv. teselace. Tam, kde hustá, slaná povrchová voda klesá, se sůl hromadí na kůře a vytváří hřebeny. Solná kůra roste rychleji kolem okrajů každého šestiúhelníku, protože je v kontaktu se slanější vodou než střed. Za normálních okolností by konvekční válec přijal kruhový tvar, ale vzhledem k tomu, že je jich tolik namačkaných těsně u sebe, stlačují se proti sobě a vytvoří šestiúhelníky.

Teselace - mozaikování

Slovo „teselace“ znamená vytvoření nebo uspořádání malých čtverců v kostkovaném nebo mozaikovým vzoru. Pochází z řeckého tessere (τέσσερις), což znamená „čtyři“. Od starověku různé kultury tvořily dlaždice na různých úrovních složitosti, první obklady byly vyrobeny z pravidelných čtvercových dlaždic. „Pravidelný mnohoúhelník“ je v matematické terminologii ten, který má všechny stejné strany a stejné úhly. Existují ale jen tři, které tvoří pravidelné mozaikování: rovnostranný trojúhelník, čtverec a pravidelný šestiúhelník.

Vědci sami říkají, že jejich práce byla vedena čistě zvědavostí. „Příroda nám předkládá fascinující hádanku, která stimuluje naši zvědavost, a tím nás nutí ji vyřešit – a to i bez jakékoli přímé další možnosti aplikace,“ uvedla první autorka studie Jana Lasserová, postdoktorandka na Technické univerzitě ve Štýrském Hradci v Rakousku. 

Zdroj: Scientists solve mystery behind strange honeycomb pattern in salt deserts | Live Science