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WilliamHill中文官方网站-大自然的石笋竟忠实遵循数学定律—新闻—科学网
2025-10-31 12:05:12

幽邃的洞窟深处,时间恍如被拉长。一滴水珠从洞顶缓缓渗出,悬停半晌,然后滴答一声落下,于洞底轻轻溅开。这看似眇乎小哉的水点,却能于漫长岁月里塑造出年夜天然一项迷人的艺术品——石笋。

石笋或者如尖塔刺向穹顶,或者如蛋糕层层叠叠,有的粗壮如柱,有的纤细如针,还有有的顶端竟然能平展患上像一张小桌。这些形态各别的石头毕竟是怎样长成今天这个样子容貌的?是甚么气力于黑暗设计?

谜底近来浮出水面。来自波兰、美国及斯洛文尼亚的科学家,像侦察同样破解了石笋生长的暗码。他们于《美国国度科学院院刊》上发表了一项冲破性研究,初次用数学公式描绘出石笋生长的完备蓝图。

本来这一切的奥秘,藏于一个叫作达姆克勒数的参数里。这个参数描写了两个要害因素之间的均衡:一是水中方解石沉淀的速率,二是水点滴落的流量。就像做蛋糕时面粉及水的比例决议了口感,这个数值也决议了石笋终极会长成甚么样。

假如水点老是精准地落于统一个点上,水流不变而集中,石笋就会向上挺秀生长,形成一根根笔挺的柱子;假如水点四散开来,像微型喷淋头同样洒于石笋顶部周围,沉淀物就会匀称放开,顶部则终极酿成平顶房;而当水流迅猛,或者者水珠直接从高处砸下,打击力让矿物资向外扩散,石笋就会趁势长成一个尖尖的圆锥,一副刺破暗中的架式。

科学家们没有逗留于纸上推演,他们深切斯洛文尼亚闻名的波斯托伊纳溶洞,把真正的石笋送进了X射线断层扫描仪。这些石头于接管了高精度CT扫描后,揭示出层层叠叠的内部布局,成果使人赞叹:扫描图象与数学模子猜测的外形险些彻底吻合!就连从平顶过渡到柱状的细微迁移转变,都被方程精准捕获。

这很是神奇,洞窟情况繁杂多变,有风、有温度升沉、有微生物滋扰,但即便云云,石笋依然忠厚地遵照着这个基本几何纪律,于年夜天然的浑沌中对峙书写秩序。

而这项发明的意义,远不止在注释石头的外形,更是让人们熟悉到石笋不只是悄然默默耸立的岩石,还有是用亿万次滴水记载地球旧事的活史书。每一WilliamHill中文官方网站-一层沉积物都封存着其时雨水的“化学指纹”,好比碳同位素比例,能告诉人们几千年前的降雨量及气温变化。科学家们恰是经由过程阐发这些微小的化学旌旗灯号,来重修远古天气的图景。而石笋的外形自己,无疑会影响这些记载的书写方式。

人们一直以为石笋的外形是随机的,但实在,它们遵照着一条清楚的数学定律,把水写成诗。今天的人们也终究有了一把数学钥匙,最先读懂这本藏于暗中中的天然之书。

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