Тонкости образования структурного грунта, объясняемые конвекционной моделью

Нам удалось количественно объяснить, почему шестиугольные формы преимущественно образуются в горизонтально однородном грунте с почти плоской поверхностью, где ячейки могут возникать в виде непрерывной сетки. Там, где в грунте имеются какие-либо неоднородности (скажем, изменяются свойства почвы) или барьеры (типа выступающих коренных пород), шестиугольники встречаются вперемежку с другими полигональными формами.


Конвекционная модель объясняет также причину образования не столь часто встречающихся каменных ямок, которые в каком-то смысле «обратны» каменным многоугольникам. Если каменные многоугольники соответствуют соединенным друг с другом полигональными ложбинам фронта таяния, то каменные ямки отражают существование сетки полигональных гребней. В процессе конвективной циркуляции потоки, приводящие к появлению каменных многоугольников, поднимаются в центре ячейки, а опускаются по ее границам; каменные же ямки отражают существование такой циркуляции, при которой в центре имеется нисходящий поток, а вдоль границ — восходящий. Исходя из свойств почвы, мы можем предсказать направление циркуляции.


Далее, прогнозы, даваемые нашей моделью, совместимы с тем известным из наблюдений фактом, что полосчатые формы структурного грунта появляются на наклонных поверхностях. В таких местах подземный дренаж будет способствовать формированию конвективных ячеек в виде продольных валов и спиралей, приводящих к возникновению полос грунта. Наблюдаемые на дне озер структуры также согласуются с нашей моделью. Они образуются только в неглубоких водоемах, где промерзание захватывает дно.


С помощью нашей модели мы определили, каким должно быть отношение ширины структуры к толщине протаявшего слоя, и проверили полученные результаты в полевых условиях. В зависимости от геометрии системы ширина может превышать толщину в три-пять раз. В процессе циркуляции конвективные потоки, приводящие к образованию подводных многоугольников, проникают и в само озеро, и в результате, в согласии с теорией, отношение ширины образовавшейся структуры к толщине протаявшего слоя оказывается большим, чем у незатопленных многоугольников. Точно так же сезонные циклы замерзания — оттаивания формируют структуры более крупных размеров, чем те, которые возникают под действием суточных циклов.


Нам предстоит проверить нашу модель еще в нескольких областях. Например, сейчас мы выясняем, можно ли применить ее к структурам грунта, которые появляются благодаря упорядоченной топографии и в какой-то степени игнорировались теоретиками. Исследуем мы и то, в какой степени модель объясняет образование каменных колец, изображение которых помещено в начале статьи. Б. Халле из Вашингтонского университета использовал для анализа колец другую конвекционную модель, согласно которой в циркуляции участвует не только почвенная вода, но и сама почва. Сделанные на ее основе выводы не отличаются от выводов нашей модели. Жми казино booi играть и получи приветственный бонус.























4d5535c742580a80ce6a0678e9ded5cd