Agujas de hielo y piedras laberínticas

En regiones frías de todo el mundo, los científicos han observado intrincados patrones de piedras y surcos grabados en el suelo. Estos patrones, que incluyen círculos, filas y remolinos, se forman por el movimiento de las piedras a medida que pequeños cristales de hielo en forma de hilo, conocidos como agujas de hielo, emergen del suelo helado.

A medida que las agujas de hielo se congelan y descongelan, empujan los guijarros hacia un lado, formando gradualmente las intrincadas formas. Estos patrones recuerdan a los que se encuentran en los jardines zen japoneses.

Experimentos de laboratorio y modelos informáticos

Los investigadores han especulado durante mucho tiempo que las púas de cristal de hielo podrían mover el suelo y las rocas para formar estos patrones, pero solo recientemente se ha confirmado mediante experimentos de laboratorio y modelos informáticos.

En un estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, los investigadores demostraron cómo las agujas de hielo que atraviesan el suelo pueden mover gradualmente rocas y tierra hacia formas geométricas y orgánicas.

Formación de agujas de hielo

Las agujas de hielo se desarrollan cuando la temperatura del aire y la temperatura del suelo húmedo son diferentes. Por la noche, algunos tipos de suelo se contraen a medida que desciende la temperatura, extrayendo agua hacia arriba y haciendo que se adhiera a los lados de los poros estrechos del suelo.

A medida que el agua es extraída de la Tierra, el aire frío la congela, convirtiéndola en estructuras pequeñas, afiladas y cristalinas.

Creación de patrones en el laboratorio

Para crear los remolinos y crestas en un entorno de laboratorio, los investigadores colocaron guijarros sobre una cacerola llena de tierra húmeda de grano fino. Luego congelaron y descongelaron el paisaje en miniatura una y otra vez, creando diferentes condiciones para observar cómo se movían los guijarros a medida que el hielo se derretía.

Cuando el suelo húmedo no estaba congelado pero la temperatura del aire descendía por debajo del punto de congelación, alfileres de hielo atravesaban el suelo como hierba que brota. Las agujas crecieron varios centímetros de altura, elevando los guijarros del suelo. Cuando la temperatura aumentó, las piedras se cayeron del hielo y cayeron hacia un lado.

Con el tiempo: formación de grupos de piedras y patrones

Con el tiempo, el proceso de congelación y descongelación despejó parches de suelo expuesto y, finalmente, las piedras se desplazaron hacia grupos, creando patrones más grandes. En terreno llano, las piedras formaron conjuntos vertiginosos de remolinos y bucles, mientras que en terreno inclinado, formaron filas ordenadas.

Factores que influyen en la formación de patrones

La velocidad y la forma de los patrones dependen de varios factores, que incluyen:

• Número y densidad de piedras
• Humedad del suelo
• Altura de las agujas de hielo
• Pendiente del suelo

Patrones marcianos potenciales

Algunos expertos creen que una versión de estos ciclos de congelación y descongelación puede haber creado patrones observados en la superficie de Marte. El suelo del Planeta Rojo ha mostrado evidencia de pequeños cristales de hielo y, a medida que el suelo se calienta, puede expandirse solo para contraerse nuevamente después de que comienza a enfriarse.

Aunque el proceso es más sutil en Marte, podría ser suficiente para desplazar guijarros y polvo con el tiempo.

Implicaciones para el cambio climático

Los resultados del estudio demuestran el poder de combinar experimentos de laboratorio con modelos informáticos para comprender el comportamiento del paisaje natural. Este enfoque puede conducir a una mejor comprensión de cómo estos comportamientos podrían cambiar a medida que el clima se calienta.

Al estudiar la formación de patrones de piedra en paisajes helados, los investigadores pueden obtener información sobre los procesos que dan forma a la superficie de nuestro planeta y los impactos potenciales del cambio climático.