Unser Wissen über die Entstehung von Stalagmiten wird durch die Untersuchung des Sprungverhaltens möglich. Dieses Verhalten kann durch die Entdeckung beeinflusst werden, dass es von der Dicke der Flüssigkeitsschicht abhängt, auf die die Tröpfchen fallen.
Stalagmiten erheben sich über den Höhlenboden, während mineralhaltiges Wasser von der Decke in eine Höhle tropft und kalzitbildende Ionen mit sich führt. Um besser zu verstehen, wie sich essentielle Ionen verteilen und verbinden, führten die Forscher ein Laborexperiment durch, bei dem sie fallende Tropfen untersuchten, die auf eine dünne Wasserschicht trafen. In der Nähe der Einschlagstelle zeigte das Hochgeschwindigkeitsvideo verschiedene Spritzkronen, deren Form je nach Dicke des Wasserfilms und der relativen Stärke der Oberflächenspannung variiert.
Die Erkenntnisse lassen sich auch auf andere Szenarien übertragen, beispielsweise auf sintflutartige Regenfälle, die landwirtschaftliche Nutzpflanzen treffen, wo sich Viren durch Sprünge ausbreiten und Muster der Stalagmitenbildung entwickeln können.
Justine Parmentier von der Universität Lüttich in Belgien und Kollegen trugen Farbe sowohl auf die Tropfenflüssigkeit als auch auf die Filmflüssigkeit auf, um die Vermischung zu beobachten, die während eines Tropfenspritzers auftritt. Sie fanden heraus, dass der Tropfen bei dünnen Filmen mit einer Dicke von weniger als 100 m einen schnellen Sprung mit einer kleinen Krone erzeugt, die sich in kleine Tröpfchen auflöst. Die Wissenschaftler stellten fest, dass sich der Flüssigkeitstropfen nach dem Spritzer in einem kleinen Bereich nahe der Auftreffstelle konzentrierte.
Andererseits erzeugten Tropfen, die auf dickere Filme trafen, länger haltbare Kronen, die einige Zentimeter anstiegen, bevor sie nach innen fielen. Aufgrund dieses Verhaltens wurden Tropfen und Film eher ungleichmäßig vermischt. Den Forschern zufolge sollten künftige Stalagmiten-Wachstumsmodelle die Variabilität dieser Dicke berücksichtigen, da das Ausmaß der Durchmischung von der Filmdicke abhängt.
Quelle: physical.aps.org/articles/v16/86
Günceleme: 26/05/2023 17:50