İşte dünya çapında tuz düzlüklerindeki geometrik desenlerin neden bu kadar benzer göründüğü
Ölüm Vadisi’nden Şili’ye ve İran’a kadar, tüm dünyada olduğu gibi oyunda benzer boyutta tuz çokgenleri oluşuyor ve yer altı sıvısı akışları, uzun süredir devam eden neden bilmecesini çözmenin anahtarı olabilir.
Beşgenler ve altıgenler gibi geometrik şekiller, çok çeşitli jeolojik ortamlarda kendiliğinden oluşur. Kurutulmuş çamur, buz ve kaya genellikle çokgenler halinde çatlar, ancak bu desenlerin boyutları önemli ölçüde değişiklik gösterir.
Öyleyse neden tüm playalar bu kadar ısrarla benzer? Cevap yeraltında yatıyor, fizikçi Jana Lasser ve meslektaşları 24 Şubat’ta Physical Review X’te öneriyorlar. Kaliforniya’daki Owens Gölü’nde gerçekleştirilen sofistike matematiksel modeller, bilgisayar simülasyonları ve deneylerle ekip, yüzeyde gördüklerini altında olanlarla ilişkilendirdi.
Avusturya’daki Graz Teknoloji Üniversitesi’nden Lasser, “Yeraltındaki sıvı akışları ve konveksiyon, modellerin neden oluştuğunu benzersiz bir şekilde açıklayabilir” diyor.
Bu 3 boyutlu yaklaşım, tuzlu çokgenlerin evrenselliğini açıklamanın anahtarıydı.
Yağışın az olduğu ve buharlaşmanın çok olduğu yerlerde tuz düzlükleri oluşur (SN: 12/5/07). Yüzeye kadar sızan yeraltı suyu buharlaşarak suda çözünmüş tuz ve diğer minerallerden oluşan bir kabuk bırakır. En çarpıcı olanı, bu sürecin, playa’yı çokgenlere bölen düşük konsantre tuz sırtlarıyla sonuçlanmasıdır: çoğunlukla altıgenler ve az miktarda beşgen ve diğer geometrik şekiller.
Tuz türü bir playadan diğerine değişir. Bazı playalarda sofra tuzu veya sodyum klorür hakimdir, ancak diğerlerinde daha fazla sülfit tuzu bulunur. Ve tuz kabuklarının kalınlıkları birkaç milimetreden birkaç metreye kadar değişir. Bu varyasyon, playaların kalıplarını tanımlamaya yönelik önceki girişimlerin başarısız olmasının nedeni gibi görünüyor.
Kabuklar ister metre ister milimetre kalınlığında olsun, tuz tavalarında 1 ila 2 metre çapında çokgenler bulunur. Çamur ve kaya kırılmasının yerine nasıl kabuk kalınlığına göre değişen boyutlarda çokgenler ürettiğini açıklayan, çatlama, genişleme ve diğer fenomenlere dayalı önceki modeller.
Yeraltı suyu yüzeyden buharlaştıkça, kalan yeraltı suyunda tuzu yoğunlaştırır. Şimdi daha yoğun ve daha ağır olan bu tuzlu su alçalır ve daha az yoğun olan diğer suları yukarı doğru zorlar. Lasser ve meslektaşları, zamanla, konveksiyon olarak bilinen dolaşımın, alçalan daha tuzlu su bulutlarını dikey bir tabaka ağına itme eğiliminde olduğunu gösterdi. Bu tabakaların üzerindeki yüzey daha fazla tuz biriktirir, bu nedenle orada kalın tuz sırtları oluşur. Daha az tuzlu suyun yükseldiği yerlerde daha ince tuz kabukları oluşur ve kendiliğinden dünyanın dört bir yanındaki playaların paylaştığı karakteristik çokgenleri oluşturur.
Tuz düzlüklerinin yüzeyinin altındaki akışkan dinamiğinin bilgisayar simülasyonları, yüksek tuzluluktaki yeraltı suyunun (mor tüyler) batmasının yüzeyde nasıl belirgin çokgenler oluşturduğunu gösterir (kırmızı, aşağı doğru en yüksek akışın olduğu bölgelerdir). Lasser ve arkadaşları/Fiziksel İnceleme X
Araştırmacıların kullandığı denklemler, yeraltı suyunun bağıl tuzluluğunu, sıvı içindeki basıncı ve suyun dolaşım hızını tanımlar. 3 boyutlu problemin tüm karmaşıklığını kucaklayan bilgisayar simülasyonları, tuz kabuğu veya çokgenler olmadan başladı ve gerçek playalara çok benzeyen bir şey üretti.
Merkezi Granada’da bulunan ve araştırmaya dahil olmayan İspanya Ulusal Araştırma Konseyi’nden fizikçi Julyan Cartwright, “Bu akışkan dinamiği modeli, yüzeyin altında neler olduğunu görmezden gelen bir modelden çok daha mantıklı,” diyor.
Owens Gölü’ndeki testler, ekibin modeli doğrulamasına ve iyileştirmesine yardımcı oldu. Lasser, “Fizik, bilgisayar başında oturmaktan çok daha fazlasıdır ve ben deneyleri içeren bir şey yapmak istedim” diyor.
1920’lerde su Los Angeles’a yönlendirilirken göl kurudu. Kalan tuz düzlüğünde biriken mineraller, rüzgarın havaya uçurduğu tozla uçup giden ve ciddi sağlık tehlikeleri yaratan büyük doğal arsenik konsantrasyonlarını içerir. Diğer iyileştirme çabalarının yanı sıra, daha kararlı bir tuz kabuğu oluşturmaya çalışmak için göl yatağına tuzlu su pompalanmıştır (SN: 28.11.01). Bu insan müdahalesi, araştırmacılara fikirlerini kontrollü bir şekilde test etme fırsatı verdi.
Lasser, “Bütün alan yok edildi, ancak bizim için mükemmel bir araştırma ortamıydı” diyor.