Steenbossen - puntige rotsformaties die lijken op bomen die regio's van China bevolken, Madagascar, en vele andere locaties over de hele wereld - zijn even majestueus als mysterieus, gecreëerd door onzekere krachten die ze hun vorm geven.

Een team van wetenschappers heeft nu nieuw licht geworpen op hoe deze natuurlijke structuren tot stand komen. Zijn onderzoek, gerapporteerd in het laatste nummer van het tijdschrift Proceedings van de National Academy of Sciences (PNAS), biedt ook een belofte voor de productie van constructies met scherpe punten, zoals de micronaalden en sondes die nodig zijn voor wetenschappelijk onderzoek en medische procedures.

"Dit werk onthult een mechanisme dat verklaart hoe deze scherp gepunte rotsspitsen, eeuwenlang een bron van verwondering, komen te zijn, " zegt Leif Ristroph, een universitair hoofddocent aan het Courant Institute of Mathematical Sciences van de New York University en een van de co-auteurs van het artikel. "Door een reeks simulaties en experimenten, we laten zien hoe stromend water ultrascherpe pieken in landvormen kerft."

De onderzoekers, waaronder Michael Shelley, een professor aan het Courant Instituut, merk op dat de studie ook een mechanisme belicht dat de prevalentie van scherpe puntige rotsspitsen in karst verklaart - een topografie gevormd door het oplossen van rotsen, zoals kalksteen.

In hun studie hebben de wetenschappers simuleerden de vorming van deze pieken in de loop van de tijd door middel van een wiskundig model en computersimulaties die rekening hielden met hoe oplossen stromen produceert en hoe deze stromen ook het oplossen en dus het hervormen van een formatie beïnvloeden.

Om de geldigheid van hun simulaties te bevestigen, de onderzoekers voerden een reeks experimenten uit in het Applied Mathematics Lab van de NYU. Hier, de wetenschappers repliceerden de vorming van deze natuurlijke structuren door op suiker gebaseerde pinakels te creëren, het nabootsen van oplosbare rotsen die karst en soortgelijke topografieën samenstellen, en ze onder te dompelen in watertanks. interessant, er hoefden geen stromen te worden opgelegd, omdat het oplosproces zelf de stroompatronen creëerde die nodig zijn om spikes te maken.

De experimentele resultaten weerspiegelden die van de simulaties, waardoor de nauwkeurigheid van het model van de onderzoekers wordt ondersteund (zie "Video2ExperimentSimulation" in de onderstaande drive). De auteurs speculeren dat dezelfde gebeurtenissen plaatsvinden - zij het veel langzamer - wanneer mineralen onder water worden ondergedompeld, die later terugwijkt om stenen pinakels en stenen bossen te onthullen.