Объяснение загадочных "камней дзен"
Время от времени природа создает нечто, обладающее пленительной хрупкостью. Так обстоит дело с камнями дзен, которые как бы парят над замерзшими озерами, их масса поддерживается тонкими, иногда почти невидимыми, пьедесталами изо льда. Исследователи теперь определили физику, лежащую в основе формирования камней дзен, используя лабораторные эксперименты и численное моделирование. Как выяснилось, ключевую роль играет сублимация льда, что ставит камни дзен в редкую компанию с другими природными объектами, созданными с помощью сублимации, такими как пенитентес.
Лучше всего камни дзен можно найти на сибирском озере Байкал, где зимой постоянно холодно и сухо, а поверхность озера замерзает. Но вряд ли они встречаются повсеместно, говорит член команды Николя Таберле, физик из Лионского университета во Франции. «Даже на Байкале они встречаются редко».
В последние годы дзен-камни стали популяризироваться фотографами-натуралистами. Ольга Зима, фотограф из Сибири, сделала снимок камня дзен на озере Байкал, который занял первое место в недавнем фотоконкурсе «Best of Russia». По ее словам, этот снимок вызывает чувство спокойствия. «Он символизирует баланс природы».
Несмотря на красоту камней дзен, убедительное объяснение их образования до сих пор не найдено. На личных сайтах и в блогах можно найти множество теорий, но эти идеи представляют собой в основном догадки, сказал Джефф Мур, планетарный геолог из Исследовательского центра НАСА имени Эймса в Моффетт-Филд, Калифорния, не принимавший участия в исследовании. «Это были досужие домыслы».
В частности, одна из давних идей заключалась в том, что камни дзен образуются, когда тает лед вокруг них. Но эта идея не имеет смысла, говорит Мур, потому что талая вода, скорее всего, дестабилизирует хрупкие структуры. «Текущая вода будет стремиться подорвать постамент».
В 2017 году Таберле и его коллега Николя Плихон, физик из Национального центра научных исследований Франции, начали воспроизводить камни дзен в лаборатории. Их мотивацией было желание объяснить редкое природное образование, говорит Таберле. «В основном это ради красоты понимания чего-то интересного».
Исследователи поместили металлический диск диаметром 30 миллиметров, имитирующий камень, на глыбу льда. Затем Таберле и Плихон поместили всю экспериментальную установку в сублимационную сушилку, которая функционировала путем откачки воздуха для снижения влажности в камере размером с холодильник и облегчения сублимации.
Таберле и Плихон обнаружили, что лед, не покрытый диском, сублимировался со скоростью примерно 8-10 миллиметров в день. Энергия, ответственная за эту сублимацию, исходила от почти равномерного инфракрасного излучения, первоначально испускаемого внешними стенками сублимационной сушилки, которые имели комнатную температуру, заключила команда. Таберле и Плихон предположили, что в природе происходит аналогичный процесс, поскольку значительная облачность над озером Байкал зимой имеет тенденцию рассеивать солнечный свет, уменьшая его направленность.
Лед непосредственно под диском сублимировался менее быстро, в результате чего образовывались постаменты, характерные для камней дзен в природе, обнаружили исследователи. Таберле и Плихон пришли к выводу, что камни дзен, работают как миниатюрные зонтики, защищая находящийся под ними лед от инфракрасного излучения и тем самым снижая скорость сублимации. «Лед вдали от камня исчезает, а сам камень защищает лед непосредственно под ним», — говорит Таберле.
Чтобы объяснить еще одну особенность камней дзен — характерные впадины, которые сохраняются непосредственно под камнями и зависят от их формы, — исследователи обратились к численному моделированию. Они показали, что эти впадины могут быть объяснены инфракрасным излучением самого камня. Эта энергия ответственна за локальное увеличение скорости сублимации в непосредственной близости от источника, предположила команда.
В будущем Таберле и Плихон надеются более детально изучить, как формируются камни дзен в естественной среде. Они хотели бы поместить камни на замерзшую поверхность озера Байкал и снимать процесс образования эффекта в течение нескольких недель. По словам Таберлета, логичным продолжением было бы наблюдение за ростом этих элементов в природе. «Это был бы следующий шаг.»
—Катерина Корней, научный обозреватель.
Источник Eos
ЛАДА ТРЭВЭЛ
Иркутская область
остров Ольхон, посёлок Хужир
улица Таёжная 30А
Реестровый номер туроператора 021635
