Esta fotografía en falso color muestra un "bosque" de muchos pináculos de caramelo que se han disuelto en agua. El caramelo era inicialmente un bloque sólido que contenía poros, que el proceso de disolución ha reconfigurado en una formación de lecho de uñas. Crédito:Laboratorio de Matemáticas Aplicadas de la NYU
Bosques de piedra:formaciones rocosas puntiagudas que se asemejan a árboles que pueblan las regiones de China, Madagascar, y muchos otros lugares en todo el mundo, son tan majestuosos como misteriosos, creado por fuerzas inciertas que les dan su forma.
Un equipo de científicos ha arrojado nueva luz sobre cómo se crean estas estructuras naturales. Su investigación, reportado en el último número de la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), también ofrece promesas para la fabricación de estructuras con puntas afiladas, como las microagujas y sondas necesarias para la investigación científica y los procedimientos médicos.
"Este trabajo revela un mecanismo que explica cómo estas agujas de roca puntiagudas, una fuente de asombro durante siglos, llegado a ser, "dice Leif Ristroph, profesor asociado en el Instituto Courant de Ciencias Matemáticas de la Universidad de Nueva York y uno de los coautores del artículo. "A través de una serie de simulaciones y experimentos, mostramos cómo el agua que fluye talla picos ultra afilados en accidentes geográficos ".
Los investigadores, que incluía a Michael Shelley, profesor del Instituto Courant, tenga en cuenta que el estudio también arroja luz sobre un mecanismo que explica la prevalencia de agujas de roca puntiagudas en el karst, una topografía formada por la disolución de rocas, como la piedra caliza.
En su estudio, los científicos simularon la formación de estos pináculos a lo largo del tiempo a través de un modelo matemático y simulaciones por computadora que tomaron en cuenta cómo la disolución produce flujos y cómo estos flujos también afectan la disolución y, por lo tanto, la remodelación de una formación.
Para confirmar la validez de sus simulaciones, los investigadores llevaron a cabo una serie de experimentos en el Laboratorio de Matemáticas Aplicadas de la NYU. Aquí, los científicos replicaron la formación de estas estructuras naturales creando pináculos a base de azúcar, imitando rocas solubles que componen el karst y topografías similares, y sumergirlos en tanques de agua. Curiosamente, no hubo que imponer caudales, ya que el propio proceso de disolución creó los patrones de flujo necesarios para tallar picos.
Los resultados experimentales reflejaron los de las simulaciones, apoyando así la precisión del modelo de los investigadores (ver "Video2ExperimentSimulation" en la unidad de abajo). Los autores especulan que estos mismos eventos ocurren, aunque mucho más lentamente, cuando los minerales se sumergen bajo el agua, que luego retrocede para revelar pináculos de piedra y bosques de piedra.