Giải mã bí ẩn đằng sau sa mạc muối có hình tổ ong kỳ lạ

Lucas Goehring, phó giáo sư vật lý tại Đại học Nottingham Trent ở Anh, cho biết: "Những gì chúng tôi đã chỉ ra là có một lời giải thích đơn giản, hợp lý, nhưng ẩn dưới lòng đất."

Theo một nghiên cứu được công bố vào ngày 24/2 trên tạp chí Physical Review X: "Câu trả lời nằm trong mạch nước ngầm bên dưới lớp vỏ muối".

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học mô tả cách thức các lớp nước mặn và ít mặn lưu thông lên xuống theo dòng chảy hình bánh rán, chúng ép lại với nhau theo chiều ngang để tạo thành mô hình thông thường.

Trước đó, các nhà khoa học đề xuất rằng, các vết nứt và đường vân hình thành khi lớp vỏ muối nở ra và khô đi, uốn cong và phân mảnh dưới sức căng. Giờ đây, các nhà nghiên cứu lưu ý rằng, những nỗ lực trước đây để tìm hiểu hiện tượng này đã không tính đến kích thước đồng nhất của các hình lục giác, luôn có chiều ngang từ 1 đến 2 m, cho dù chúng được tìm thấy ở bất kỳ đâu trên thế giới.

Cuộn đối lưu

Nghiên cứu mới xác nhận ý tưởng được chấp nhận rộng rãi rằng, các mô hình tổ ong được hình thành bởi một cơ chế bắt nguồn từ nhiệt động lực học cơ bản, tương tự như chuyển động của nước nóng và lạnh trong bộ tản nhiệt hoặc trong nồi nước sôi.

Goehring cho biết: “Các mô hình bề mặt phản ánh sự đảo ngược chậm của nước mặn trong đất, một hiện tượng giống như các tế bào đối lưu hình thành trong một lớp nước sôi mỏng".

Sa mạc muối không khô cằn như vẻ ngoài của chúng. Bên dưới lớp muối là một lớp nước cực kỳ mặn, có thể lấy được bằng cách dùng tay đào. Nước bốc hơi trong những tháng hè nóng nực, chỉ để lại một lớp muối, một số muối sẽ hòa tan vào lớp nước tiếp theo. Lớp này sau đó đậm đặc hơn lớp bên dưới nó, và nước mặn chìm xuống trong một vòng bao quanh lớp nước ngọt hơn, ít đậm đặc hơn dâng lên để thay thế. Nước bay hơi và để lại cặn muối, muối này lại hòa tan vào lớp nước trên cùng. Chu kỳ lặp đi lặp lại để hình thành cái mà các nhà khoa học gọi là cuộn đối lưu.

Nghiên cứu về sa mạc muối tập trung vào các dòng chảy dưới bề mặt này hoặc vào lớp vỏ. Nghiên cứu mới lập luận rằng, hai tính năng này tương tác và phản chiếu lẫn nhau để tạo thành các dải. Ở những nơi nước bề mặt dày đặc và mặn chìm xuống, muối tích tụ trên lớp vỏ để tạo thành các đường vân. Lớp vỏ muối phát triển nhanh hơn xung quanh các cạnh của mỗi hình lục giác vì nó tiếp xúc với nước mặn hơn ở giữa.

Thông thường, một cuộn đối lưu sẽ có hình dạng bánh rán tròn. Các nhà nghiên cứu cho biết, do có rất nhiều trong số chúng được xếp sát nhau trên một mặt phẳng muối, nên các cuộn được ép vào nhau để tạo thành hình lục giác.

Stuart King, nhà nghiên cứu tại Đại học Edinburgh ở Scotland, người không tham gia nghiên cứu, cho biết: "Ai cũng biết rằng, các mẫu hình lục giác phát sinh từ các quá trình đối lưu và bay hơi, nhưng bài báo này kết nối điều đó với sự đối lưu xuyên thấu của lớp xốp bên dưới, điều này có vẻ rất hợp lý vì một cơ chế rộng lớn hơn thúc đẩy toàn bộ quá trình hình thành muối".