از دره مرگ تا شیلی تا ایران، چندضلعی‌های نمکی با اندازه مشابه در پلایاهای سراسر جهان شکل می‌گیرند – و جریان‌های سیال زیرزمینی ممکن است کلید حل معمای دیرینه چرایی باشد.

اشکال هندسی مانند پنج ضلعی و شش ضلعی به طور خود به خود در طیف وسیعی از تنظیمات زمین شناسی شکل می گیرند. گل خشک، یخ و سنگ اغلب به چند ضلعی تبدیل می‌شوند، اما اندازه این الگوها به طور چشمگیری متفاوت است.

پس چرا همه پلیاها به طور مداوم شبیه هم هستند؟ پاسخ در زیر زمین نهفته است، فیزیکدان جانا لاسر و همکارانش 24 فوریه را پیشنهاد می کنند بررسی فیزیکی X. این تیم با مدل‌های ریاضی پیچیده، شبیه‌سازی‌های کامپیوتری و آزمایش‌های انجام‌شده در دریاچه اوونز در کالیفرنیا، آنچه را که روی سطح می‌دید را با آنچه در زیر آن می‌گذرد مرتبط کرد.

لاسر از دانشگاه فناوری گراتس در اتریش می‌گوید: «جریان‌های سیال و همرفت در زیر زمین به‌طور منحصربه‌فردی می‌توانند توضیح دهند که چرا این الگوها شکل می‌گیرند.

این رویکرد سه بعدی کلیدی برای توضیح جهانی بودن چندضلعی های نمکی بود.

در مکان هایی که بارندگی کم است و تبخیر زیاد است، نمک ها تشکیل می شوند.SN: 12/5/07). آب‌های زیرزمینی که به سطح آب می‌رسند تبخیر می‌شوند و پوسته‌ای از نمک‌ها و سایر مواد معدنی که در آب حل شده‌اند باقی می‌مانند. جالب‌تر از همه، این فرآیند منجر به برآمدگی‌های کم نمک غلیظ می‌شود که پلایا را به چند ضلعی تقسیم می‌کند: عمدتاً شش ضلعی‌هایی با انبوهی از پنج ضلعی و سایر اشکال هندسی.

نوع نمک از پلیا به پلایای دیگر متفاوت است. نمک سفره یا کلرید سدیم در برخی از پلیاها غالب است، اما برخی دیگر نمک های سولفیت بیشتری دارند. و ضخامت پوسته های نمک از چند میلی متر تا چند متر متغیر است. به نظر می‌رسد که این تنوع دلیل شکست تلاش‌های قبلی برای توصیف الگوهای پلایا است.

ضخامت پوسته‌ها یک متر یا میلی‌متر باشد، نمک‌دان‌ها دارای چند ضلعی‌هایی با عرض ۱ تا ۲ متر هستند. مدل‌های قبلی مبتنی بر ترک‌خوردگی، انبساط و سایر پدیده‌ها بودند که توضیح می‌دادند چگونه گسستگی گل و سنگ در عوض چندضلعی‌هایی با اندازه‌هایی تولید می‌کند که بر اساس ضخامت پوسته متفاوت است.

همانطور که آب زیرزمینی از سطح تبخیر می شود، نمک را در آب های زیرزمینی باقی مانده متمرکز می کند. آن آب شور که اکنون متراکم تر و سنگین تر است، غرق می شود و دیگر آب های کم تراکم را به سمت بالا می کشاند. لیزر و همکارانش نشان دادند که با گذشت زمان، گردشی که به عنوان همرفت شناخته می‌شود، تمایل دارد که توده‌های نزولی آب شورتر را به شبکه‌ای از صفحات عمودی فشار دهد. سطح بالای این ورقه ها نمک بیشتری جذب می کند، بنابراین برآمدگی های نمک ضخیم در آنجا رشد می کنند. پوسته‌های نازک‌تری از نمک بین آن‌ها شکل می‌گیرد، جایی که آب نمک کمتری بالا می‌آید و به‌طور خود به خود چند ضلعی‌های مشخصه‌ای را می‌سازد که بین پلایاها در سراسر جهان مشترک است.

معادلاتی که محققان استفاده کردند شوری نسبی آب های زیرزمینی، فشار درون سیال و سرعت گردش آب را توصیف می کند. شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای که پیچیدگی کامل مسئله سه‌بعدی را در بر می‌گرفت، بدون پوسته نمک یا چند ضلعی آغاز شد و چیزی را تولید کرد که بسیار شبیه به بازی‌های واقعی است.

جولیان کارترایت، فیزیکدان از شورای ملی تحقیقات اسپانیا، که در گرانادا مستقر است و در این تحقیق شرکت نداشت، می‌گوید: «این مدل دینامیکی سیال بسیار منطقی‌تر از مدلی است که آنچه را که در زیر سطح اتفاق می‌افتد نادیده می‌گیرد.

آزمایشات در Owens Lake به تیم کمک کرد تا مدل را تأیید و اصلاح کند. لسر می‌گوید: «فیزیک چیزی بیش از نشستن در مقابل رایانه است، و من می‌خواستم کاری انجام دهم که شامل آزمایش‌ها باشد.»

این دریاچه در دهه 1920 با هدایت آب به لس آنجلس خشک شد. مواد معدنی ته نشین شده در سطح نمک باقیمانده شامل غلظت طبیعی زیادی از آرسنیک است که با گرد و غباری که توسط باد پرتاب می شود از بین می رود و خطرات جدی برای سلامتی ایجاد می کند. در میان دیگر تلاش‌های اصلاحی، آب نمک به بستر دریاچه پمپ شده است تا پوسته نمک پایدارتری ایجاد کند.SN: 11/28/01). این مداخله انسانی به محققان این فرصت را داد تا ایده های خود را به روشی کنترل شده آزمایش کنند.

لسر می‌گوید: «کل منطقه ویران شده است، اما برای ما محیط تحقیقاتی عالی بود.»