石头自组织成圆形

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这听起来像是科幻小说中的情节:石头自行排列成完美的圆形或错综复杂的迷宫。但是,在这些神秘图案背后的力量(这些图案常见于许多极地和高山环境中)要平淡得多——周围地面的简单周期性冻融。在最新一期的《科学》杂志上描述了一个可以解释这些不寻常图案的数值模型。

多年来,科学家们对奇怪的石头构造提出了许多解释,但事实证明,要解释它们的多样性非常困难。“这些图案是通过自组织形成的,相同的基本过程在所有这些不同图案的形成中都在起作用,”加州大学圣克鲁兹分校的马克·凯斯勒说,他是这项研究的作者,另一位作者是加州大学圣地亚哥分校的布拉德·沃纳。凯斯勒解释说,他们的模型“本质上是对模式地面形成过程中重要因素的一种假设。”该团队通过计算机模拟发现,两种主要的机制是横向分选,它将石头和土壤移动到具有相似颗粒高浓度的区域,以及挤压,它通过引起岩石堆内的运动将石头拉伸成更长的线。

地面的冻融影响这两个过程,它们的相对强度决定了最终图案的外观。例如,当挤压强度足以抵消横向分选的影响时,就会出现多边形。“如果这些图案在我们周围的地面上,我想我们早就弄清楚了,”凯斯勒说。“这些景观太令人惊叹了,这确实是那种需要解释的东西。”

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