পদার্থবিজ্ঞানীরা হয়তো বরফের চেয়ারে ভারসাম্যপূর্ণ “জেন” পাথর ভেঙেছেন

শীতকালে, রাশিয়ার লিটল লেক বৈকাল পরিদর্শন করুন এবং আপনি সম্ভবত একটি অস্বাভাবিক ঘটনার সম্মুখীন হবেন: একটি সমতল শিলা একটি পাতলা বরফের রিঙ্কে সুষম, যা জাপানি বাগানে প্রচলিত জেন পাথরের সংগ্রহের অনুরূপ। এই ঘটনাটিকে কখনও কখনও বৈকাল জেন ফরমেশন বলা হয়। এই গঠনগুলি কীভাবে ঘটে তার একটি সাধারণ ব্যাখ্যা হল যে শিলা সূর্য থেকে আলো (এবং তাপ) শোষণ করে, এবং এটি গলে যায় যতক্ষণ না শুধুমাত্র একটি পাতলা কাইড বরফকে সমর্থন করে। রাতে নদীর তলদেশে পানি জমে যায়, এবং বাতাসকে একটি কারণ বলা হয়।

এখন, দুই ফরাসি পদার্থবিজ্ঞানী বিশ্বাস করেন যে তারা কিভাবে এই কাঠামোগুলি অস্তিত্বের রহস্য সমাধান করেছে, প্রসিডিংস অফ দ্য ন্যাশনাল একাডেমি অফ সায়েন্সেস -এ প্রকাশিত একটি নতুন নিবন্ধ অনুসারে, এবং তাদের সমাধান পাথরের তাপ পরিবাহিতার সাথে কোন সম্পর্ক নেই । বিপরীতভাবে, তারা এর গঠনের জন্য একটি প্রবণতা বলে, যাকে বলা হয় পরমানন্দ, যেখানে তুষার বা বরফ জলীয় পর্যায় অতিক্রম না করে সরাসরি বাষ্পে পরিণত হয়। বিশেষ করে, পাথর দ্বারা প্রদত্ত ছায়া আশেপাশের বরফের পরমানন্দ হারকে বাধাগ্রস্ত করে, যখন বরফ আরও দ্রুত পরাজিত হয়।

যেহেতু অনেকগুলি অনুরূপ গঠন প্রাকৃতিকভাবে ঘটে hoodoos (লম্বা, বাঁকা কাঠামো যা একটি পাললিক শিলার মধ্যে লক্ষ লক্ষ বছরের মধ্যে গঠিত হয়েছে), মাশরুম শিলা বা শিলা পথ (শক্তিশালী ধূলিকণা বাতাস দ্বারা ভিত্তি ক্ষয় হয়) এবং হিমবাহ টেবিল (একটি বড় শিলা যা একটি সংকীর্ণ বরফের রিঙ্কে বিপজ্জনকভাবে বসে)। যাইহোক, তারা যে মৌলিক প্রক্রিয়াগুলি তৈরি করে তা খুব আলাদা হতে পারে।

উদাহরণস্বরূপ, যেমন আমরা গত বছর রিপোর্ট করেছি, নিউইয়র্ক বিশ্ববিদ্যালয়ের একদল ফলিত গণিতবিদ চীন এবং মাদাগাস্কারের কিছু অংশে “পাথরের বন” নিয়ে গবেষণা করেছেন। এই পয়েন্টেড রক ফরমেশনগুলো সেলিব্রিটিদের মত পাথরের বন চীনের ইউনান প্রদেশে, প্রাকৃতিক সংবাহী স্রোত হল মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা কঠিন পদার্থকে তরলে রূপান্তরিত করার ফলাফল।

সরেজমিনে দেখা যায়, এই পাথরের বনগুলো অনেকটা একই রকম “যারা তওবা করে“: খুব বরফ আবহাওয়ায় তৈরি বরফে iceাকা আইসবার্গ অ্যান্ডেসে বেশি। চার্লস ডারউইন 1835 সালের মার্চে সান্তিয়াগো থেকে চিলিতে যাওয়ার পথে বরফে fieldsাকা ক্ষেত্রের মধ্য দিয়ে অনুতপ্তদের বর্ণনা করেছিলেন। মেন্ডোজা, আর্জেন্টিনা। পদার্থবিদরা সফল হন। পুনরায় তৈরি পরীক্ষাগারে অনুশোচনার কৃত্রিম সংস্করণ। যাইহোক, penitentes এবং পাথরের বন তাদের গঠনের সাথে জড়িত প্রক্রিয়াগুলির ক্ষেত্রে খুব আলাদা। পাথরের বনের স্পাইকগুলি স্রোত দিয়ে খোদাই করা হয়েছিল যা পেন্টিটিনারি গঠনে প্রধান ভূমিকা পালন করে নি।

কিছু পদার্থবিদ প্রস্তাবিত যারা তওবা করে যখন এটি গঠিত হয় সূর্যের আলো সরাসরি তুষারকে বাষ্পীভূত করে (পরমানন্দ)। ছোট ছোট পাহাড় এবং গর্ত গঠিত হয়, এবং সূর্যের আলো তাদের মধ্যে প্রবেশ করে, অতিরিক্ত তাপ তৈরি করে যা গভীর গর্ত নির্গত করে এবং এই বাঁকা পৃষ্ঠগুলি লেন্স হিসাবে কাজ করে, পরমানন্দ প্রক্রিয়াকে আরও ত্বরান্বিত করে। এক একটি বিকল্প প্রস্তাব বিশৃঙ্খলার অদ্ভুত ধ্রুবক পরিসীমা গণনার জন্য একটি অতিরিক্ত প্রক্রিয়া যুক্ত করে: বাষ্প বিতরণ এবং তাপ স্থানান্তরের সংমিশ্রণ একটি খাড়া তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করে এবং তাই উচ্চতর পরমানন্দ হার।

ফ্রান্সের লিয়নে সিএনআরএস-এর সহ-লেখক নিকোলাস ট্যাবারলেট এবং নিকোলাস প্লিহনের মতে, বৈকাল জেন পাথর গঠনের এই প্রক্রিয়াটি দণ্ডপ্রাপ্তদের জন্য পরমানন্দ অনুমানের অনুরূপ। তারা এই মাসের শুরুতে সম্পর্কিত একটি গবেষণা প্রকাশ করেছে ফিজিক্যাল রিভিউ লেটারগুলিতে বরফের টেবিলের প্রাকৃতিক গঠনের চিঠি (একটি পাতলা বরফের কলাম দ্বারা সমর্থিত একটি শিলা)। তারা নিয়ন্ত্রিত পরিবেশে ছোট আকারের কৃত্রিম বরফের টেবিল তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল এবং দুটি প্রতিযোগিতামূলক প্রভাব খুঁজে পেয়েছিল যা বরফের টেবিল গঠনের সূত্রপাতকে নিয়ন্ত্রণ করে।

উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা সহ ছোট পাথরের ক্যাপ সহ তাপ প্রবাহের জ্যামিতিক শক্তিবৃদ্ধি হুডকে বরফের মধ্যে পড়ে। কম তাপ পরিবাহিতা সহ একটি বড় idাকনার জন্য, তাপ প্রবাহের হ্রাস isাকনাটি আশেপাশের বরফের চেয়ে বেশি তাপমাত্রা থাকার কারণে এবং একটি টেবিল তৈরির কারণে।

এই সাম্প্রতিক গবেষণার জন্য, ট্যাবারলেট এবং প্লিহন বৈকাল জেন স্ট্রাকচারগুলির প্রাকৃতিক গঠনের পিছনে প্রক্রিয়াগুলি অনুসন্ধান করতে চেয়েছিলেন। লেখক লিখেছেন, “এই ঘটনার অভাব ঘন, সমতল, তুষারমুক্ত বরফের চাদরের বিরলতার জন্য, যার জন্য দীর্ঘ সময় ধরে ঠান্ডা এবং শুষ্ক আবহাওয়ার প্রয়োজন হয়”। “আবহাওয়ার রেকর্ডগুলি দেখায় যে বরফ গলানো কার্যত অসম্ভব, এবং পরিবর্তে আবহাওয়ার অবস্থা (বায়ু, তাপমাত্রা এবং আপেক্ষিক আর্দ্রতা) বৈকাল হ্রদের দীর্ঘ-পরিচিত পরমানন্দকে সমর্থন করে।”

গবেষকরা তাদের অনুমান পরীক্ষা করার জন্য পরীক্ষাগারে এই ঘটনাটি পুনরায় তৈরি করার চেষ্টা করেছিলেন। পাথরের পরীক্ষামূলক অ্যানালগ হিসাবে ধাতব ডিস্ক ব্যবহার করে, ডিস্কগুলি একটি বাণিজ্যিক লাইফিলাইজারে বরফের ব্লকের পৃষ্ঠে স্থাপন করা হয়েছিল। ডিভাইসটি উপাদানটি হিমায়িত করে, তারপর চাপ হ্রাস করে এবং হিমায়িত জলকে উষ্ণ করতে তাপ যোগ করে। পাথরের তুলনায় ধাতব ডিস্কের উচ্চতর প্রতিফলিততা ডিস্কগুলিকে লিওফিলাইজার চেম্বারে অতিরিক্ত গরম হতে বাধা দেয়।

স্থল বন্ধ

অ্যালুমিনিয়াম এবং তামার ডিস্ক উভয়ই বৈকাল জেন গঠন তৈরি করে, যদিও তামার অ্যালুমিনিয়ামের তাপ পরিবাহিতা প্রায় দ্বিগুণ। এই কারণে, লেখকরা এই সিদ্ধান্তে উপনীত হন যে পাথরের তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলি প্রক্রিয়াটির একটি নির্ণায়ক উপাদান নয়। লেখকরা লিখেছেন: “শিলা থেকে দূরে, পরমানন্দ ডিগ্রী বিচ্ছুরিত সূর্যালোক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়, এবং কাছাকাছি যে ছায়া তৈরি করে তা পরমানন্দ প্রক্রিয়াকে বাধাগ্রস্ত করে।” “আমরা দেখাই যে পাথরটি কেবল একটি ছাতা হিসাবে কাজ করে, ছায়াকে পরাজিত হতে বাধা দেয় এবং তাই নীচের বরফকে রক্ষা করে, যা পাদদেশ গঠনের দিকে পরিচালিত করে।”

এটি পরে ডিজিটাল মডেলিং সিমুলেশন দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল। ট্যাবারলেট এবং প্লিহন দেখেছে যে কাইডিয়েটকে ঘিরে থাকা উপদ্রব বা বিষণ্নতা পাথর (বা ডিস্ক) দ্বারা নির্গত দূরবর্তী ইনফ্রারেড বিকিরণের ফলাফল ছিল, যা এর চারপাশের সামগ্রিক পরমানন্দ হার বাড়িয়েছিল।

দুটি গঠনের অনুরূপ আকৃতি সত্ত্বেও, এটি হিমবাহ টেবিলের দিকে পরিচালিত প্রক্রিয়া থেকে খুব আলাদা। বরফের টেবিলের ক্ষেত্রে, ছাতার প্রভাব প্রধান ব্যবস্থায় শুধুমাত্র একটি গৌণ কারণ। লেখকরা লিখেছেন, “আবহাওয়ার অবস্থার কারণে বরফ গলে যাওয়ার কারণে হিমবাহের টেবিলগুলি কম উচ্চতার হিমবাহে উপস্থিত হয়”। “0 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম আবহাওয়ায় বরফ তৈরি হয় এবং বরফের চেয়ে ঠান্ডা আবহাওয়ায় জেন পাথর তৈরি হয়।”

এই গঠনগুলি কীভাবে প্রাকৃতিকভাবে গঠিত তা বোঝা আমাদের মহাবিশ্বের অন্যান্য বস্তু সম্পর্কে আরও জানতে সাহায্য করতে পারে, কারণ বরফের পরমানন্দ প্লুটোতে অনুশোচনা সৃষ্টি করেছে এবং মঙ্গল, প্লুটো, সেরেস, বৃহস্পতির উপগ্রহ, শনির উপগ্রহ এবং বেশ কয়েকটি প্রাকৃতিক দৃশ্যের গঠনকে প্রভাবিত করেছে। ধূমকেতু “প্রকৃতপক্ষে, নাসার ইউরোপা ল্যান্ডার প্রকল্পের লক্ষ্য বৃহস্পতির বরফযুক্ত চাঁদে বায়োসাইনাল সন্ধান করা, যেখানে ভূপৃষ্ঠে ডিফারেনশিয়াল পরমানন্দ ভূমির স্থিতিশীলতাকে হুমকির মুখে ফেলতে পারে, এবং এটি সম্পূর্ণরূপে বোঝা দরকার”।

DOI: PNAS, 2021। 10.1073 / pnas.2109107118 (DOI সম্পর্কে)।