作者:陈静 来源:中国新闻网 发布时间:2021/10/2 19:49:27
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中外学者共同研究揭示冻土区地表图案产生新机理

 

中新社上海10月2日电 (记者 陈静)在北极地区斯瓦尔巴群岛和火星地表,分布着大量神秘规则石质图案。这些图案由大大小小、各种各样的碎石堆积而成,有的排成一个个多边形的空心石环,有的呈条纹状空间分布,令科学家们十分着迷。

记者2日获悉,由中国科学家团队领导,日本、美国和荷兰科研人员共同参与的最新研究成果率先揭示了冻土区“规则有序图案”的形成过程及其地貌演变特征。该项研究成果在线刊登于国际顶尖期刊《美国科学院院报》(PNAS)。

采访中记者了解到,在中国青藏高原、大小兴安岭等冻土区,这样的石质斑图同样存在。华东师范大学生态与环境科学学院刘权兴教授团队联合绍兴文理学院青年教师李安原,中国科学院冻土工程国家重点实验室、华南理工大学、上海交通大学、日本筑波大学、美国华盛顿大学、伊利诺伊大学香槟分校、荷兰皇家海洋科学院科学家基于长达3年的研究,创造性地设计了针状冰-颗粒分选实验系统,首次从实验角度揭示了冻土区石质图案的形成过程及新型自组织机理。

相关论文的唯一通讯作者刘权兴当日告诉记者,地表系统中的颗粒物质受到外界环境作用,比如风力、冻融等,会不断地聚集、分离并自发地形成有序的空间结构。这种特殊的机制让地表颗粒物质从无序中创造有序,由简单向复杂演化,进而形成多种多样精致的地表斑图。

中外学者的共同研究发现多年冻土区地表颗粒物质在冻融循环作用下,地表碎石不断朝着石域浓度高的区域迁移,进而自发地形成多种有序图案结构。他们构建了冰针高度—碎石浓度动态演化的理论体系,并发现该过程与多相体系中的油水分离过程存在完全相同的物理原理,即“相分离”机制。

刘权兴教授表示,该研究在国际上首次发现并报道了地貌学中的相分离机制,并揭示地表图案产生的新型机理。(完)

 
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