在西南非洲奈米布沙漠和大約 6000 英里外的澳大利亞皮爾巴拉地區的偏遠草原上，大片裸露的圓形區域佈滿了大地，就像用餅乾切割器在一張麵糰上衝壓出的孔洞。這些被稱為“仙女圈”的奇特麻點，曾被認為僅存在於這兩個乾旱地帶。但最近發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences USA) 上的一項新研究發現，從馬達加斯加到西南亞的地區，可能存在 263 個額外的仙女圈地點。
多年來，仙女圈——因其類似於被稱為“仙女環”的蘑菇圓形排列而得名——一直讓科學家著迷，並引發了關於其來源的激烈辯論。即使是現在，也沒有明顯的理由可以解釋為什麼這些圓形土壤斑塊會存在於地球上某些最荒涼和乾旱的地形中。這項新研究可能會使解答這個問題的努力變得更加複雜。
研究人員訓練了一個人工智慧模型，梳理了超過 50 萬張乾旱地區衛星影像，尋找模仿已知仙女圈的模式。在新發現的可能存在仙女圈的地點中，研究人員發現了共同的土壤和氣候特徵，例如低氮和缺乏降雨。該研究的主要作者，西班牙阿利坎特大學的應用和環境科學家埃米利奧·吉拉多表示，由於該研究採用了觀察方法，因此結果無法 точно определить 模式背後的機制。但研究結果表明，類似仙女圈的模式最有可能存在於水分極低的土壤中。
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過去曾提出過幾種解釋——例如來自大戟屬植物葉子的毒素或來自地下的氣體排放——但這些解釋已經不再流行。在持續的爭論中，似乎只有兩種理論仍然存在：第一種理論由生態學家諾伯特·于爾根斯提出，認為競爭的地下沙白蟻群落留下了圓形印記。他認為白蟻透過啃食草的根部來改造周圍環境，從而創造一種儲水庫。第二種理論由哥廷根大學的生態學家斯特凡·格岑等多人支援，認為草是生態系統工程師，並且自組織成圓形圖案。該理論認為，草利用圓形間隙作為水源，如果沒有幾何形狀，就無法在乾旱景觀中生存。（于爾根斯和格岑均未參與這項新論文。）
菲奧娜·沃爾什是西澳大利亞大學的民族生態學家和工作人員，她研究了澳大利亞的這種現象，但未參與這項新研究。她的工作融入了當地馬爾圖人的知識，馬爾圖人是一個將這些圓圈稱為 linyji 的原住民群體。沃爾什的研究將這些圓圈描述為白蟻路面。“它們是地下白蟻城市的屋頂；這是一種形象化的方式，”她說。“屋頂堅硬如混凝土，幾乎沒有或沒有土堆。”但她說，這種現象的起源仍然不明朗，白蟻只是更大系統中的一個參與者。
瞭解仙女圈（FC）形成的原因只是謎題的一個組成部分。科學家們甚至尚未就精確的定義達成一致。“對於仙女圈的定義，目前還沒有普遍認可的定義，”阿利坎特大學的生態學家、新論文的合著者費爾南多·馬埃斯特雷說。他和他的同事在研究中將識別出的模式稱為“類似 FC 的”，這些模式與奈米比亞和澳大利亞報告的仙女圈具有相同的主要特徵。
這些特徵之一是空間週期性模式：仙女圈傾向於以網格狀排列存在，它們之間的距離變化很小，格岑說。他之前的研究假設仙女圈以六邊形排列，其中一個圓圈是焦點，位於其他六個圓圈的中心，並且與每個圓圈的距離大致相同。
格岑說，新研究中的所有模式都不完全符合這種描述（儘管他確實認為作者在識別乾旱地區植被間隙的環境驅動因素方面做得“非常好”）。“這項研究淡化了仙女圈這個術語，並且在這個過程中忽略了仙女圈的定義，”他說。格岑補充說，研究結果證實，“真正的仙女圈”僅存在於奈米布沙漠和西澳大利亞州。他說，即使進行了新研究中的系統性全球搜尋，“作者也未能找到空間週期性植被間隙，其有序程度能與真正的仙女圈相提並論。”
佛羅里達州立大學生物學家沃爾特·奇欽克爾曾研究過仙女圈，但未參與這項新研究，他也對此表示贊同。“你必須說服我它們是仙女圈；它們不夠規則，”他說。“這些只是植被中的間隙，”對自然界中各種不同的、自組織模式的廣泛描述，這些模式通常是為了在乾旱景觀中輸送水分而形成的。“在乾旱地區，植被很少是均勻的地毯，它總是由塊狀分佈組成的，”奇欽克爾說。
開普敦大學的生態學家邁克爾·克萊默研究生態系統中的空間模式，也未參與這項新研究，他說，這項研究在這一領域應用人工智慧技術是一個重大進步。然而，他也對某些結果提出了質疑。他特別指出，一些模式太小——只有六英尺寬——而已知的仙女圈往往跨度約為七到 39 英尺。克萊默指出，許多地點值得實地考察以確認這些圓圈的存在。
主要作者吉拉多表示，這些批評“沒有充分的根據，並且不會以任何方式削弱我們的發現”，部分原因是該現象沒有精確的定義。
沃爾什說，這項新研究“清楚地表明這種模式在澳大利亞境內廣泛存在”，並且那裡的圓形構造並非孤立存在——它們類似於在世界各地發現的其他模式。
這項研究的作者並沒有因對其論文褒貶不一的評論而氣餒。“正如在仙女圈這樣一個備受爭議的話題中所預期的那樣，一些研究人員批評了我們的工作，另一些研究人員則表示支援，”馬埃斯特雷說。他希望這些發現將為在這些新地點對這些模式進行新的研究開啟大門。