Halvemaanvormige duinen en kronkelende rivieren kunnen hun oorspronkelijke vormen "vergeten" omdat ze worden uitgehouwen en hervormd door wind en water, terwijl andere landvormen een herinnering aan hun vroegere vorm behouden, suggereert een nieuwe laboratoriumanalyse door een team van wiskundigen.

"Vragen hoe deze natuurlijke sculpturen tot stand komen, is meer dan louter nieuwsgierigheid, omdat opgesloten in hun vormen aanwijzingen zijn voor de geschiedenis van een omgeving, " legt Leif Ristroph uit, een assistent-professor aan het Courant Institute van de New York University en de senior auteur van het artikel, die in het journaal verschijnt Fysieke beoordeling Vloeistoffen . "In onze laboratoriumexperimenten, we ontdekten dat sommige vormen een 'herinnering' aan hun beginomstandigheden bewaren terwijl ze zich ontwikkelen, terwijl andere het verleden volledig 'vergeten' en nieuwe vormen aannemen."

De auteurs van het artikel, waaronder ook Megan Davies Wykes, voormalig postdoctoraal onderzoeker aan het Courant Institute en momenteel postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Cambridge, Jinzi Huang, een doctoraalstudent wiskunde, en George Hadjar, een NYU-student, merk op dat dit begrip van vitaal belang is bij geologische datering en om te begrijpen hoe landschappen ontstaan.

Vorm "geheugen" en zijn "verlies" - of het behoud van of vertrek uit eerdere formaties - zijn belangrijke kwesties in de geomorfologie, het vakgebied dat landvormen en het zich ontwikkelende gezicht van de aarde en andere hemeloppervlakken probeert te verklaren. de morfologie, of vorm van een landschap, is de eerste en meest directe aanwijzing in zijn geschiedenis en dient als een wetenschappelijk venster voor een reeks vragen, zoals het afleiden van stromend water op Mars in het verleden, evenals huidige erosiekanalen en riviereilanden.

"Het antwoord op de vraag 'What's in a shape?' hangt af van deze geheugeneigenschap, " legt Ristroph uit, die NYU's Applied Math Lab leidt, waar het onderzoek is uitgevoerd.

Om licht te werpen op deze verschijnselen, Ristroph en zijn collega's repliceerden de oplosbare mineralen van de natuur, zoals kalksteen, met een kant-en-klare stand-in:stukjes hard snoep. specifiek, ze probeerden te begrijpen hoe het snoepje oploste om verschillende vormen aan te nemen wanneer het in water werd geplaatst.

Om verschillende omgevingsomstandigheden na te bootsen, ze wierpen het snoep in verschillende beginvormen, wat leidde tot verschillende stroomomstandigheden toen het oppervlak oploste. Hun resultaten toonden aan dat wanneer het snoepje het sterkst oploste van het onderste oppervlak, het had de neiging om zijn algemene vorm te behouden - als gevolg van een bijna perfecte herinnering. Daarentegen, wanneer opgelost van het bovenoppervlak, het snoepje had de neiging om elke gegeven initiële vorm te wissen of te "vergeten" en een opwaartse spike-structuur te vormen.

Het belangrijkste verschil, het team vond, is het type waterstroom dat het snoep "likt" en een nieuwe vorm geeft. Turbulente stromingen aan de onderkant hebben de neiging om het snoep gelijkmatig op te lossen en zo de vorm te behouden. De vlotte stroming op een bovenoppervlak, echter, vervoert het opgeloste materiaal van de ene locatie naar de andere, die de oplossnelheid verandert en leidt tot vormveranderingen.

"Snoep in water lijkt misschien ver verwijderd van geologie, maar er zijn in feite hele landschappen uitgehouwen uit mineralen die oplossen in water, hun vormen onthulden later wanneer de grondwaterspiegel zich terugtrekt, "voegt hij eraan toe. "Grotten, zinkgaten, stenen pilaren en andere soorten ruig terrein worden op deze manier geboren."