Ученые выяснили, как природа создает «байкальский дзен»
Ученые из Французского национального центра научных исследований выяснили, как камни на озере Байкал удерживают равновесие на ледяных столпах.
Исследование опубликовано в PNAS, коротко о нем рассказывает Science Alert.
На замерзшей поверхности озера Байкал можно увидеть камни, балансирующие на узких ледяных постаментах, будто тщательно вылепленные скульптуры. Это явление называют «байкальским дзеном». В новом исследовании ученым удалось выяснить, как возникают эти образования, и воспроизвести процесс в лаборатории.
«Байкальский дзен — это удивительные природные конструкции, состоящие из камня, расположенного на тонком ледяном постаменте, происхождение которого долгое время не понимали», — пояснили исследователи.
Это явление было принято объяснять ветровой эрозией, однако образования не показывают признаков механического износа, который мог бы быть связан с ветровой абляцией. «Дзен-камни» можно найти даже в пещерах, которые обеспечивают защиту от ветра.
Исследователи воспроизвели процесс образования этих ледяных пьедесталов в вакуумной камере. Диск из алюминия, заменяющий камень, был помещен на глыбу льда, которая затем сублимировалась под инфракрасным излучением от стен камеры.
В отсутствие алюминиевого диска лед сублимировался однородно, как под рассеянным солнечным светом в пасмурный день. Но когда на лед помещали диск, начиналось формирование пьедестала.
Физики использовали численное моделирование, чтобы понять, что происходит. Оказалось, что рассеянное солнечное излучение сублимирует поверхность льда, то есть превращает ее непосредственно в пар, минуя жидкую стадию. Однако камень действует как своеобразный зонтик, затеняя небольшой столб льда от солнечного излучения и предотвращая его сублимацию, в результате чего образуется тонкая ледяная колонна, поддерживающая камень.
Тепловое излучение самого камня создает неглубокую выемку вокруг основания столба, благодаря чему камень надежно удерживается на льду.
«В то время как эффект зонтика является доминирующим в отношении общей динамики "дзен-камней", инфракрасное излучение камня является необходимым вторичным эффектом, который создает углубление, окружающее пьедестал», — отметили ученые.
«Понимание этого процесса проливает свет на другие дифференциальные процессы абляции, встречающиеся на ледяных поверхностях, в том числе на земных ледниках и ледяных космических телах», — заключили авторы работы.
Сделан шаг к решению полуторавековой загадки «пушечных выстрелов» с озера Сенека
Названо самое старое дерево в России
