从死亡谷到智利再到伊朗,世界各地的盐湖中都形成了大小相似的盐多边形——而地下流体流动可能是解决长期存在的谜题的关键。
五边形和六边形等几何形状在广泛的地质环境中自发形成。干泥、冰和岩石通常裂成多边形,但这些图案的大小往往差异很大。
那么,为什么所有的 playas 都如此相似呢?答案就在地下,物理学家 Jana Lasser 及其同事于 2 月 24 日在Physical Review X中提出。通过复杂的数学模型、计算机模拟和在加利福尼亚州欧文斯湖进行的实验,该团队将他们在表面上看到的东西与水下发生的事情联系起来。
“地下的流体流动和对流能够独特地解释图案形成的原因,”奥地利格拉茨科技大学的 Lasser 说。
这种 3-D 方法是解释咸多边形普遍性的关键。
盐滩形成于降雨稀少且蒸发量大的地方 ( SN: 12/5/07 )。渗入地表的地下水蒸发,留下一层溶解在水中的盐和其他矿物质。最引人注目的是,这个过程会产生低矮的浓缩盐脊,将海滩分成多边形:主要是六边形,还有零星的五边形和其他几何形状。
盐的类型因一个海滩而异。食盐或氯化钠在一些海滩中占主导地位,但在其他海滩中亚硫酸盐较多。盐壳本身的厚度从几毫米到几米不等。这种变化似乎是之前描述 playas 模式的尝试失败的原因。
无论地壳是一米还是毫米厚,盐田都具有 1 到 2 米宽的多边形。以前的模型基于开裂、膨胀和其他描述泥浆和岩石破裂如何产生大小随地壳厚度而变化的多边形的现象。
当地下水从地表蒸发时,它会在剩余的地下水中浓缩盐分。现在密度越来越大的咸水下沉,迫使其他密度较小的水上升。Lasser 和他的同事表明,随着时间的推移,
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198彩注册保障。欢迎联系总代理索取注册优惠相关信息。,被称为对流的环流倾向于将下降的咸水羽流推入垂直薄片网络中。这些薄层上方的表面积累了更多的盐分,因此那里长出了厚厚的盐脊。盐壳之间形成更薄的盐壳,较少的咸水涌出,自然而然地形成了世界各地的 playas 共享的特征多边形。
来自计算机模拟的图像显示紫色的高盐度地下水以及它如何在红色表面形成六边形。
盐滩地表下流体动力学的计算机模拟展示了高盐度地下水(紫色羽流)下沉如何在地表形成独特的多边形(红色是向下流量最高的区域)。
J. LASSER等人/ PHYSICAL REVIEW X
研究人员使用的方程式描述了地下水的相对盐度、流体内的压力和水循环的速度。包含 3D 问题全部复杂性的计算机模拟从没有盐壳或多边形开始,并产生了看起来非常像真实 playas 的东西。
“这种流体动力学模型比忽略表面下发生的事情的模型更有意义,”西班牙国家研究委员会的物理学家朱利安卡特赖特说,他位于格拉纳达并且没有参与这项研究。
在欧文斯湖进行的测试帮助团队验证和改进了模型。“物理学不仅仅是坐在电脑前,”Lasser 说,“我想做一些涉及实验的事情。”
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198彩网址注册彩金,真的假的呢?,随着水被转移到洛杉矶,该湖干涸了。剩下的盐滩上沉积的矿物质包括大量天然浓度的砷,这些砷会随着风吹起的灰尘被吹走——造成严重的健康危害。在其他补救措施中,198彩总代返点待遇是什么,
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“整个地区都被摧毁了,”拉瑟说,“但对我们来说,这是一个完美的研究环境。”