在西南非洲纳米布沙漠和大约 6000 英里外的澳大利亚皮尔巴拉地区的偏远草原上，大片裸露的圆形区域布满了大地，就像用饼干切割器在一张面团上冲压出的孔洞。这些被称为“仙女圈”的奇特麻点，曾被认为仅存在于这两个干旱地带。但最近发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences USA) 上的一项新研究发现，从马达加斯加到西南亚的地区，可能存在 263 个额外的仙女圈地点。
多年来，仙女圈——因其类似于被称为“仙女环”的蘑菇圆形排列而得名——一直让科学家着迷，并引发了关于其来源的激烈辩论。即使是现在，也没有明显的理由可以解释为什么这些圆形土壤斑块会存在于地球上某些最荒凉和干旱的地形中。这项新研究可能会使解答这个问题的努力变得更加复杂。
研究人员训练了一个人工智能模型，梳理了超过 50 万张干旱地区卫星图像，寻找模仿已知仙女圈的模式。在新发现的可能存在仙女圈的地点中，研究人员发现了共同的土壤和气候特征，例如低氮和缺乏降雨。该研究的主要作者，西班牙阿利坎特大学的应用和环境科学家埃米利奥·吉拉多表示，由于该研究采用了观察方法，因此结果无法 точно определить 模式背后的机制。但研究结果表明，类似仙女圈的模式最有可能存在于水分极低的土壤中。
支持科学新闻事业
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻事业： 订阅。通过购买订阅，您将帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事能够拥有未来。
过去曾提出过几种解释——例如来自大戟属植物叶子的毒素或来自地下的气体排放——但这些解释已经不再流行。在持续的争论中，似乎只有两种理论仍然存在：第一种理论由生态学家诺伯特·于尔根斯提出，认为竞争的地下沙白蚁群落留下了圆形印记。他认为白蚁通过啃食草的根部来改造周围环境，从而创造一种储水库。第二种理论由哥廷根大学的生态学家斯特凡·格岑等多人支持，认为草是生态系统工程师，并且自组织成圆形图案。该理论认为，草利用圆形间隙作为水源，如果没有几何形状，就无法在干旱景观中生存。（于尔根斯和格岑均未参与这项新论文。）
菲奥娜·沃尔什是西澳大利亚大学的民族生态学家和工作人员，她研究了澳大利亚的这种现象，但未参与这项新研究。她的工作融入了当地马尔图人的知识，马尔图人是一个将这些圆圈称为 linyji 的原住民群体。沃尔什的研究将这些圆圈描述为白蚁路面。“它们是地下白蚁城市的屋顶；这是一种形象化的方式，”她说。“屋顶坚硬如混凝土，几乎没有或没有土堆。”但她说，这种现象的起源仍然不明朗，白蚁只是更大系统中的一个参与者。
了解仙女圈（FC）形成的原因只是谜题的一个组成部分。科学家们甚至尚未就精确的定义达成一致。“对于仙女圈的定义，目前还没有普遍认可的定义，”阿利坎特大学的生态学家、新论文的合著者费尔南多·马埃斯特雷说。他和他的同事在研究中将识别出的模式称为“类似 FC 的”，这些模式与纳米比亚和澳大利亚报告的仙女圈具有相同的主要特征。
这些特征之一是空间周期性模式：仙女圈倾向于以网格状排列存在，它们之间的距离变化很小，格岑说。他之前的研究假设仙女圈以六边形排列，其中一个圆圈是焦点，位于其他六个圆圈的中心，并且与每个圆圈的距离大致相同。
格岑说，新研究中的所有模式都不完全符合这种描述（尽管他确实认为作者在识别干旱地区植被间隙的环境驱动因素方面做得“非常好”）。“这项研究淡化了仙女圈这个术语，并且在这个过程中忽略了仙女圈的定义，”他说。格岑补充说，研究结果证实，“真正的仙女圈”仅存在于纳米布沙漠和西澳大利亚州。他说，即使进行了新研究中的系统性全球搜索，“作者也未能找到空间周期性植被间隙，其有序程度能与真正的仙女圈相提并论。”
佛罗里达州立大学生物学家沃尔特·奇钦克尔曾研究过仙女圈，但未参与这项新研究，他也对此表示赞同。“你必须说服我它们是仙女圈；它们不够规则，”他说。“这些只是植被中的间隙，”对自然界中各种不同的、自组织模式的广泛描述，这些模式通常是为了在干旱景观中输送水分而形成的。“在干旱地区，植被很少是均匀的地毯，它总是由块状分布组成的，”奇钦克尔说。
开普敦大学的生态学家迈克尔·克莱默研究生态系统中的空间模式，也未参与这项新研究，他说，这项研究在这一领域应用人工智能技术是一个重大进步。然而，他也对某些结果提出了质疑。他特别指出，一些模式太小——只有六英尺宽——而已知的仙女圈往往跨度约为七到 39 英尺。克莱默指出，许多地点值得实地考察以确认这些圆圈的存在。
主要作者吉拉多表示，这些批评“没有充分的根据，并且不会以任何方式削弱我们的发现”，部分原因是该现象没有精确的定义。
沃尔什说，这项新研究“清楚地表明这种模式在澳大利亚境内广泛存在”，并且那里的圆形构造并非孤立存在——它们类似于在世界各地发现的其他模式。
这项研究的作者并没有因对其论文褒贬不一的评论而气馁。“正如在仙女圈这样一个备受争议的话题中所预期的那样，一些研究人员批评了我们的工作，另一些研究人员则表示支持，”马埃斯特雷说。他希望这些发现将为在这些新地点对这些模式进行新的研究打开大门。