科学家破解盐漠蜂巢奇观之谜

据美国趣味科学网站3月7日报道，科学家解开了盐漠蜂巢奇观背后的谜团。

报道说，几十年来，在美国加州死亡谷的巴德沃特盆地和玻利维亚的乌尤尼盐沼等盐漠中发现的迷人蜂窝状图案一直令游客困惑，并激发了科幻电影制作人的创作灵感。科学家们也一直在努力阐明这些标志性图案背后的机制。

现在，物理学家认为他们终于破解了这个自然之谜。

英国诺丁汉特伦特大学物理学副教授卢卡斯·戈林在一份声明中说：“这种奇妙的景观需要一个解释，我们所展示的是，存在一个简单、合理的解释，但隐藏在地下。”

根据2月24日发表在《物理评论X》杂志上的一项研究，答案在于盐结壳下的地下水。在这项研究中，研究人员描述了盐水和含盐量较低的水层如何在“甜甜圈”状的水流中上下循环，这些水流被水平挤压在一起形成规则的图案。

此前，科学家们提出，随着盐结壳膨胀和干涸，在压力下弯曲和破碎，形成了裂缝和脊状突起。

现在，研究人员指出，此前试图破解这种标志性景观的研究没有考虑这些六边形大小相近的问题，无论在世界何处发现，这些六边形的直径总是在3到6英尺（约1到2米）。

这项新研究证实了广泛接受的观点，即这些几何图案是由一种植根于基本热力学的机制形成的，类似于散热器或沸水锅中冷水和热水的运动。戈林说：“表面的图案反映了盐水在土壤中缓慢地翻转流动，这种现象有点像在薄薄的一层沸水中形成的对流单体。”

盐漠并不像看起来那样干燥。在盐结壳下面是一层极咸的水，用手就能挖到。水在炎热的夏季蒸发，只留下一层盐，其中一些溶解到下一层水中。这层水因此比下面的水密度更高，然后盐水下沉，形成环状，围绕着上升而取代其的更新鲜、密度更小的水。水蒸发并留下盐残留，其再次溶解到顶部水层中。这个循环不断重复，形成科学家所说的“对流卷”。

对盐漠的研究要么集中在这些地下水流上，要么集中在盐结壳上。这项新研究认为，这两个特征相互作用，从而形成了这些棋盘状格局。在密度大的地表盐水下沉的地方，盐在盐结壳上积聚形成脊状突起。在每个六边形的边缘周围，盐结壳增长得更快，因为与中间相比，这里与更咸的水接触。

通常，对流卷会采用甜甜圈的圆形。研究人员说，由于在盐滩上有太多的对流卷紧密地挤在一起，因此，这些“甜甜圈”相互挤压形成了六边形。

未参与该研究的爱丁堡大学研究员斯图尔特·金在一封电子邮件中告诉趣味科学网站，这些作者对这种引人注目的模式提出了令人信服的解释。“众所周知，六边形图案产生于对流和蒸发过程，（但是）这篇论文将其与下面多孔层的穿透性对流联系起来，作为驱动整个盐形成的更广泛的机制，这似乎更具说服力。”

科学家们说，他们的研究纯粹是出于好奇心。该研究第一作者、奥地利格拉茨技术大学博士后研究员贾娜·拉瑟在声明中说：“大自然向我们展示了一个显著而迷人的谜题，它激发了我们的好奇心，从而促使我们去解决它——即使没有任何直接的进一步应用可能性。”

来源：参考消息网