Цариця наук математика прийняла діяльну участь у вирішенні чи не вічної загадки, чому тоненька цівка води, яка проникає всередину скелі, так швидко утворює печеру. Ключові слова тут – «так швидко».

Про те, як вода формує порожнини у надрах, стало відомо більше сотні років тому. Механізм такий. Вода через тріщину на поверхні проникає всередину гірської породи. Міститься там діоксид вуглецю перетворює воду на слабку кислоту, яка буквально вгризається, наприклад, в вапняк (або іншу порівняно легко розчинну породу) – і виходить карстова печера.

Однак цей механізм не пояснює, чому утворення великих печер може відбуватися за короткі терміни.

Відповідь на це питання дали фізик Петро Шимчак (Piotr Szymczak) з Університету Варшави (Польща) та інженер-хімік Ентоні Ледд (Anthony Ladd) з Університету Флориди в Гейнсвіллі (США) у своїй спільній роботі, опублікованій в журналі Earth and Planetary Science Letters

Вчені грунтувалися на математичним принципі, згідно з яким не існує абсолютно цільних матеріалів – завжди є певний рівень відхилення від умовного ідеалу. Стосовно до гірських порід це означає наявність в них тріщин, виїмок і інших вад, які й «використовує» вода для більш глибокого і швидкого просочування. Математичний аналіз допомагає обчислити швидкість «будівництва» такий печери.

Дослідження стане в нагоді для розрахунку міцності дамб, водосховищ та інших споруд, в яких передбачається взаємодія води та каменю. Зокрема, може бути знайдено пояснення того, чому пустоти під дамбами іноді з'являються раніше, ніж очікували проектувальники. І саме, напевно, головне: чи будуть внесені поправки в проект зведення сховища рідких ядерних відходів в Юкка-Маунтін (штат Невада).

Тепер вчені мають намір з'ясувати, чи вийде, «вприснувши» вуглекислоту глибоко під землю, утримати її від виходу на поверхню.

За матеріалами: ScienceNews

Tweet