石頭自組織成圓形

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這聽起來像是科幻小說中的情節:石頭自行排列成完美的圓形或錯綜複雜的迷宮。但是,在這些神秘圖案背後的力量(這些圖案常見於許多極地和高山環境中)要平淡得多——周圍地面的簡單週期性凍融。在最新一期的《科學》雜誌上描述了一個可以解釋這些不尋常圖案的數值模型。

多年來,科學家們對奇怪的石頭構造提出了許多解釋,但事實證明,要解釋它們的多樣性非常困難。“這些圖案是透過自組織形成的,相同的基本過程在所有這些不同圖案的形成中都在起作用,”加州大學聖克魯茲分校的馬克·凱斯勒說,他是這項研究的作者,另一位作者是加州大學聖地亞哥分校的布拉德·沃納。凱斯勒解釋說,他們的模型“本質上是對模式地面形成過程中重要因素的一種假設。”該團隊透過計算機模擬發現,兩種主要的機制是橫向分選,它將石頭和土壤移動到具有相似顆粒高濃度的區域,以及擠壓,它透過引起岩石堆內的運動將石頭拉伸成更長的線。

地面的凍融影響這兩個過程,它們的相對強度決定了最終圖案的外觀。例如,當擠壓強度足以抵消橫向分選的影響時,就會出現多邊形。“如果這些圖案在我們周圍的地面上,我想我們早就弄清楚了,”凱斯勒說。“這些景觀太令人驚歎了,這確實是那種需要解釋的東西。”

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