玻利維亞安第斯山脈山頂?shù)臑跤饶猁}沼，是世界上最大的鹽沼。它由干涸的史前湖泊形成，現(xiàn)在已經(jīng)成為全球最受歡迎的旅行目的地之一。

    這些史前湖泊存在于大約4萬年前，但是隨著時(shí)間的推移全部蒸發(fā)了。現(xiàn)在，烏尤尼鹽沼被幾米厚的平坦鹽殼覆蓋著。雨后，一層薄薄的雨水將鹽殼變?yōu)槭澜缟献畲蟮?ldquo;天空之鏡”。

日出時(shí)分，倒映著山巒的烏尤尼鹽沼（圖片來源：wiki）

    據(jù)估計(jì)，烏尤尼鹽沼含有100億噸鹽。而那里最令人感到驚訝的，是鹽殼上布滿了神秘的六邊形。

烏尤尼鹽沼上結(jié)晶的鹽形成了六邊形（圖片來源：wiki）

    除了烏尤尼鹽沼，美國死亡谷里的惡水盆地也同樣經(jīng)過了數(shù)萬年的蒸發(fā)。鹽分隨著時(shí)間積累，在平坦的地面上形成了由多邊形拼湊成的鹽殼。

美國死亡谷的惡水盆地（圖片來源：National Park service）

    智利阿塔卡馬鹽沼經(jīng)過了更快的蒸發(fā)過程，所以里面的鹽粒比較粗糙。不過它的湖面同樣形成了讓人迷惑的多邊形格子。

    事實(shí)上，世界上其他鹽沼也經(jīng)常出現(xiàn)這些神秘的多邊形，而且它們的形狀大小差不多。除了鹽沼，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)泥土干裂或冰層凍裂形成的多邊形，但它們的大小往往差異很大。

干裂的泥土（左）和裂開的冰（右）（圖片來源：Freepik）

    所以鹽沼上的六邊形是怎么形成的呢？這引起了很多人的好奇。

    物理學(xué)家Jana Lasser發(fā)現(xiàn)答案藏在地下。通過復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)模擬，他們看到鹽殼之下的變化才是決定鹽殼形態(tài)的關(guān)鍵所在。

    鹽沼通常形成于降水稀少，而且蒸發(fā)量大的地方。當(dāng)滲透出地表的地下水蒸發(fā)，會(huì)留下溶解在水中的鹽和其他礦物質(zhì)。

    最重要的是，這個(gè)過程形成了濃縮的鹽脊，將湖泊分成了一個(gè)個(gè)多邊形——大部分是六邊形，還有少量五邊形或其他形狀。

不同地區(qū)鹽湖中的鹽脊：(a)死亡谷中部盆地，(b)美國歐文斯湖，(c)惡水盆地（圖片來源：參考資料[5]）

    科學(xué)家曾經(jīng)嘗試過用泥土破裂的模型模擬六邊形出現(xiàn)的過程，也試過模擬冰層凍脹后破裂的過程，不過都跟這種鹽沼上的六邊形不太一樣。

    鹽沼中鹽的類型各有不同，有些鹽沼以氯化鈉為主，而其他地區(qū)可能亞硫酸鹽更多，鹽殼的厚度也從幾毫米到幾米各不相同。

    但是不論鹽殼是一米還是一毫米厚，鹽沼上都有1~2米寬的多邊形格子。之前科學(xué)家借助泥土破裂的模型模擬鹽沼形成的多邊形，格子大小會(huì)根據(jù)鹽殼厚度的變化而變化，這與自然現(xiàn)象并不相符。

    “地下流體的流動(dòng)能夠解釋這些獨(dú)特圖案形成的原因。”Lasser說。

    當(dāng)?shù)叵滤畯牡乇碚舭l(fā)時(shí)，鹽會(huì)濃縮在剩余的地下水中。密度更大、更沉的咸水會(huì)下沉，迫使密度較小的水向上流動(dòng)。

（圖片來源：參考資料[5]）

    Lasser和同事們發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，這種對(duì)流往往會(huì)將下降的咸水推到垂直的片狀區(qū)域中。這些片狀區(qū)域的上方會(huì)聚集更多的鹽，因此那里會(huì)形成厚厚的鹽脊。中間則由較薄的鹽殼組成，這樣就自然形成了世界上鹽沼共有的多邊形。

    高鹽度的水流下沉，形成了狹窄的片狀區(qū)域，在水面以上就表現(xiàn)為鹽脊，進(jìn)而組成多邊形的形狀（圖片來源：參考資料[5]）

    科學(xué)家選定的研究區(qū)位于美國歐文斯湖。在上世紀(jì)20年代，這里的水被引到紐約，導(dǎo)致湖泊干涸，高濃度的鹽分以及有害的砷在湖面積累。

    為了形成穩(wěn)定的鹽殼，防止砷揮發(fā)到空氣中隨風(fēng)飄散，人們向鹽湖中加了一些鹽水。

    雖然這片區(qū)域的環(huán)境被毀，但注入鹽水、加厚鹽殼的過程給科學(xué)家?guī)砹搜芯?ldquo;神秘六邊形”的絕佳機(jī)會(huì)。

    “物理學(xué)不僅僅是坐在電腦前。”Lasser表示，如果沒有考慮鹽殼之下水的流動(dòng)，這些模擬將毫無意義。

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