数千个微小的“冰针”可能解释了地球和火星上神秘的石头图案

　　这个星球上一些最令人惊叹的禅宗花园模式的存在归功于一个不太可能的艺术家:数千个微小的“冰针”。从漩涡到圆圈再到有序的行列，每一个精致的设计都是由相似大小的石头在风景中聚集而成的。那么，“冰针”有没有可能解释了地球和火星上神秘的石头图案？

　　10 月 5 日发表的新研究首次说明了：冰针如何在各种景观中创造出复杂的石头图案。当冰针结冰时，它们会将小石块推向一侧或另一侧。随着时间的推移，岩石集中在一个区域，形成一种设计。研究合著者、华盛顿大学地质学家 Bernard Hallet 说：“这项工作证实了一个多世纪以来关于冰针和石头图案之间关系的科学推测。它可能会揭示一组更加神秘的模式的起源——在火星上发现的模式。”

　　当潮湿土壤的温度和空气的温度不平衡时，就会形成冰针。到了晚上，某些类型的污垢“呼出”，随着温度的下降而收缩。同时，土壤中的水通过毛细管作用被向上吸入，水分子粘附在地面非常狭窄的孔隙的两侧。但是当这些水上升并撞击寒冷的空气时，它会变成冰，冻结成针状结晶。

　　“有时它们非常引人注目。”哈莱特告诉 Live Science。“而且它们很常见。” 如果您曾在清晨走过“松脆”的地面，那么您可能会不知不觉地压碎了一些冰针。

　　长期以来，科学家们将这些微小的冰雕与有时出现在鹅卵石地面上的复杂线条和漩涡图案联系起来，就像夏威夷火山周围的条纹景观。

　　他们不知道的是，冰是如何在没有任何生物干预的情况下追踪这些设计的。于是他们开始调查。

　　研究人员用大小均匀、间隔规则的石头覆盖了一块 1 x 1 英尺（0.4 米）的平坦土壤。然后他们让贴片经过 30 次冻融循环，让冰针形成并融化。在微小的环境不平衡（例如景观的坡度）的驱动下，上升和下降的针慢慢地，几乎在不知不觉中将鹅卵石推向一侧。因为一堆石头比一颗鹅卵石重，一旦它们达到足够高的浓度，冰针就无法推动石头。在他们的实验结束时，该团队注意到禅宗花园般的图案开始形成：一侧是石头，另一侧是裸露的地面。

　　“因此，石头向石域移动的这种趋势非常非常强烈。”哈莱特说。“平坦地面上的石头往往会形成环和漩涡，而缓坡上的石头往往会排列成行。”

　　并非所有土壤都具有足够的孔隙度以形成冰针。根据发表在北极和高山研究杂志上的研究，一般来说，淤泥或有机质含量高的土壤效果最好。同样，并非所有气候都会产生针冰。它只会在地面潮湿且空气迅速冷却的地区形成。

　　专家认为，这个周期的一个更微妙的版本可能是美国宇航局好奇号火星车检测到的火星模式的背后。据美国宇航局肯尼迪航天中心称，虽然火星大气中的水含量非常低，但火星的土壤确实显示出一些微小冰晶的证据。随着这些污垢变热，它会略微膨胀，然后在冷却时再次收缩。

　　虽然这个过程不像冰针推开石头那么剧烈，但它仍然会导致微小的鹅卵石和灰尘随着时间的推移而移动。Hallet 说：“在地球上，这种微小的土壤膨胀和收缩产生的精细模式可能会被忽视。但在火星上，我们看到了这些特征，因为除了风之外几乎没有发生什么。”

　　但是，目前科学尚未发现任何火星冰针。