整齐的戒指、条纹和漩涡点缀了许多寒冷的多岩石的风景。虽然这些美丽的石头图案看起来像人造艺术品，但它们都是天然的。科学家们很早就知道这些岩石图案是冻融的结果。但它们究竟是如何形成的一直是个谜，直到现在。

日本筑波大学的安源·李和他的同事在10月5日的《国家科学院院刊》上报告说，新的实验表明所谓的“冰针”可以将岩石分类和组织成多种模式。

“(我们的)实验的美妙之处在于，你实际上可以看到图案如何形成的直接信息，”西雅图华盛顿大学的Bernard Hallet说，他研究了世界各地地表岩石的自然图案。

研究人员将鹅卵石铺在一个盛有潮湿细粒土壤的平底锅上，然后反复冻结和解冻这一微型景观。当潮湿的土壤还没有结冰，但气温降到冰点以下时，细小的、针状的冰柱就会从土壤中冒出来。这些冰针，每根只有几厘米高，可以卷起上面的石头。当温度再次上升时，冰坍塌，石头滚落。因为冰针随着生长而弯曲，所以石头往往会从它们的冰基座上掉到一边。

经过多次冻融循环，冰针清除了一片片裸露的土壤。由于针状物更容易在岩石较少的地方形成，它们能更有效地清除掉任何残留的鹅卵石。石头逐渐在没有石头的区域之间排列成簇，形成更大的图案。该研究的共同作者、上海华东师范大学的理论生态学家刘全兴说，198彩平台黑钱吗，从没听过198彩黑钱的消息198彩娱乐，一直以来198彩票平台官网打的旗号就是不黑钱，信誉好，技术666，游戏彩种丰富，建立在景观上的模式“很大程度上取决于其(当地的石头)的浓度”。

在土壤中蚀刻的圆圈

冻融过程在挪威的斯瓦尔巴群岛上形成了这些石头圈。它们提供了一个自然设计而不是由冰针形成的例子。每年冬天， 198彩娱乐注册网址就在这里，官方注册才安全有198彩注册保障。欢迎联系总代理索取注册优惠相关信息。，土壤表面结冰而隆起。几千年来，冻融循环将土壤中的石头分类并推到地表，形成了这里的模式。

b . HALLET

在实验室实验中，该团队“能够在30个冷冻周期后得到模式，”哈雷特说。这相当于30个寒冷的夜晚——或者30年，如果每次冰冻持续整个冬天的话。哈雷特说，在现实世界中，一些模式可能需要“数千年，甚至数万年的时间才能形成。”

利用从土壤实验中观察到的结果，研究人员建立了一个冰针景观的计算机模拟。这个模拟可以预测石头在开放环境中一系列条件下的移动。模拟证实，图案形成的速度取决于石头覆盖的密度，以及其他因素。图案的形状和形成速率也与土壤的湿润程度、地面的倾斜程度和冰针的生长高度有关。

实验室制作的微型景观经过多次冻融循环，冰针形成并崩塌，逐渐将石头拖成一束束，形成更大的图案。

“我们在不同的系统中看到相同的模式，比如流体，”哈雷特在谈到岩层时说。不同特性或大小的材料通常一开始都混合在一起，但不会一直这样(SN: 4/22/21)。相分离是将这些混合物转变成模式的过程。这项新研究是首批展示相分离如何应用于景观的研究之一。

纽约罗彻斯特大学的地质学家瑞秋·格雷德(Rachel Glade)没有参与这项研究，她说，在这项研究中，实验和计算机模型的结合提供了一种新的方式，将自然景观的形成和它们的材料的行为联系起来。她补充说，这种方法“对我们理解复杂材料至关重要”，它可以帮助我们理解在气候变化中景观如何以不同的方式演变。