전 세계적으로 소금 평원의 기하학적 패턴이 그토록 비슷하게 보이는 이유는 다음과 같습니다.

캘리포니아 주 데스 밸리의 배드워터 분지와 같은 전 세계의 염원은 비슷한 크기의 다각형을 형성합니다.

Rudy Sulgan/이미지 뱅크/Getty Images Plus

매튜 R. 프랜시스

2023년 4월 5일 오전 7시

데스 밸리(Death Valley)에서 칠레, 이란에 이르기까지 전 세계의 플라야스에서 비슷한 크기의 소금 다각형이 형성되며, 지하 유체 흐름이 그 이유에 대한 오랜 수수께끼를 푸는 열쇠가 될 수 있습니다.

오각형, 육각형과 같은 기하학적 모양은 광범위한 지질 환경에서 자연스럽게 형성됩니다. 마른 진흙, 얼음, 암석은 종종 다각형으로 갈라지지만 이러한 패턴은 크기가 극적으로 변하는 경향이 있습니다.

그렇다면 왜 모든 연극은 그토록 지속적으로 유사합니까? 대답은 지하에 있다고 물리학자 Jana Lasser와 동료들은 Physical Review X에서 2월 24일을 제안했습니다. 캘리포니아의 Owens Lake에서 수행된 정교한 수학적 모델, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험을 통해 팀은 표면에서 본 것과 아래에서 일어나는 일을 연결했습니다.

"지하의 유체 흐름과 대류는 패턴이 형성되는 이유를 독특하게 설명할 수 있습니다"라고 오스트리아 Graz University of Technology의 Lasser는 말합니다.

이 3D 접근 방식은 솔티 폴리곤의 보편성을 설명하는 데 핵심이었습니다.

강우량이 적고 증발량이 많은 곳에서는 염전이 형성됩니다(SN: 12/5/07). 표면으로 스며든 지하수는 증발하여 물에 용해된 소금과 기타 미네랄의 껍질을 남깁니다. 가장 눈에 띄는 점은 이 과정을 통해 플라야를 다각형으로 나누는 농축된 소금의 낮은 능선이 생성된다는 것입니다. 대부분은 오각형과 기타 기하학적 모양이 약간 섞인 육각형입니다.

소금의 종류는 플라야마다 다릅니다. 일부 플라야에서는 식용 소금 또는 염화나트륨이 지배적이지만 다른 플라야에는 아황산염이 더 많이 포함되어 있습니다. 그리고 소금 껍질 자체의 두께는 수 밀리미터에서 수 미터에 이릅니다. 이러한 변화는 플라야스의 패턴을 설명하려는 이전 시도가 실패한 이유인 것 같습니다.

지각의 두께가 미터 또는 밀리미터인지에 관계없이 염전은 너비가 1~2미터인 다각형을 특징으로 합니다. 균열, 팽창 및 진흙과 암석 균열이 어떻게 지각 두께에 따라 달라지는 크기의 다각형을 생성하는지 설명하는 기타 현상을 기반으로 한 이전 모델.

지하수가 표면에서 증발하면서 남은 지하수에 염분이 농축됩니다. 이제 밀도가 높아지고 무거워진 짠물은 가라앉고 밀도가 낮은 다른 물은 위로 올라갑니다. Lasser와 동료들은 시간이 지남에 따라 대류로 알려진 순환이 하강하는 염수 기둥을 수직 시트 네트워크로 밀어내는 경향이 있음을 보여주었습니다. 이 시트 위의 표면에는 더 많은 소금이 축적되어 두꺼운 소금 능선이 그곳에서 자랍니다. 그 사이에는 더 얇은 소금 껍질이 형성되고 염도가 낮은 물이 용승하여 전 세계의 플라야가 공유하는 특징적인 다각형이 자발적으로 만들어집니다.

연구자들이 사용한 방정식은 지하수의 상대적 염분도, 유체 내 압력 및 물 순환 속도를 설명합니다. 3D 문제의 전체 복잡성을 포괄하는 컴퓨터 시뮬레이션은 소금 표면이나 다각형 없이 시작되었으며 실제 플레이야와 매우 유사한 것을 생성했습니다.

"이 유체 역학 모델은 표면 아래에서 일어나는 일을 무시하는 모델보다 훨씬 더 의미가 있습니다"라고 그라나다에 기반을 두고 이번 연구에는 참여하지 않은 스페인 국립 연구 위원회의 물리학자 Julyan Cartwright가 말했습니다.

Owens Lake에서의 테스트는 팀이 모델을 검증하고 개선하는 데 도움이 되었습니다. Lasser는 "물리학은 단순히 컴퓨터 앞에 앉아 있는 것 이상입니다. 저는 실험과 관련된 일을 하고 싶었습니다."라고 말했습니다.

1920년대에 물이 로스앤젤레스로 흘러가면서 호수는 말라버렸습니다. 나머지 소금 평지에 퇴적된 미네랄에는 자연적으로 대량으로 농축된 비소가 포함되어 있으며, 이는 바람에 의해 먼지가 날리면서 날아가며 심각한 건강상의 위험을 초래합니다. 다른 복원 노력 중, 보다 안정적인 소금 껍질을 만들기 위해 소금물을 호수 바닥으로 펌핑했습니다(SN: 11/28/01). 인간의 개입은 연구자에게 통제된 방식으로 자신의 아이디어를 테스트할 수 있는 기회를 제공했습니다.