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Auto-organización de la tierra con patrones ordenados ordenados.

M A Kessler1, B T Werner

  • 1Complex Systems Laboratory, Cecil and Ida Green Institute of Geophysics and Planetary Physics, University of California, San Diego, La Jolla, CA 92093, USA. mkessler@es.ucsc.edu

Science (New York, N.Y.)
|January 18, 2003
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Los patrones de piedra y suelo que se autoorganizan en entornos fríos surgen de los ciclos de congelamiento y deshielo. Estos ciclos crean bucles de retroalimentación que clasifican los materiales y mueven las piedras, formando paisajes circulares, poligonales y rayados distintos.

Área de la Ciencia:

  • Geomorfología Geomorfología.
  • Ciencias ambientales Ciencias ambientales.
  • Ciencias del suelo Ciencias del suelo.

Sus antecedentes:

  • Las regiones polares y altas alpinas exhiben sorprendentes patrones auto-organizados de piedras y suelo.
  • Estas características de suelo con patrones incluyen círculos, laberintos, polígonos y rayas.
  • La formación de estos patrones está vinculada a las condiciones ambientales, en particular los ciclos de congelación y deshielo.

Objetivo del estudio:

  • Investigar los mecanismos subyacentes que impulsan la autoorganización del suelo con patrones.
  • Comprender la interacción de los mecanismos de retroalimentación en la formación de patrones geomorfológicos.
  • Para modelar el surgimiento de diferentes morfologías de suelo con patrones basados en procesos físicos.

Principales métodos:

Videos de Experimentos Relacionados

  • Desarrollo e implementación de un modelo numérico que simule ciclos de congelación y deshielo.
  • Incorporación de dos mecanismos de retroalimentación clave: la formación de lentes de hielo y el apretamiento del dominio de piedra.
  • Análisis de las salidas del modelo en condiciones variables para identificar controles de formación de patrones.

Principales resultados:

  • El modelo reproduce con éxito varias características del suelo con patrones, incluyendo círculos, laberintos, islas, redes poligonales y rayas.
  • El tipo de patrón depende del predominio de mecanismos de retroalimentación específicos: clasificación (círculos, laberintos, islas) frente al confinamiento del dominio de piedra (polígonos).
  • Se identificó el gradiente de las laderas como un factor crítico en la formación de patrones rayados.

Conclusiones:

  • Los ciclos de congelación-deshielo son los principales impulsores de los patrones de piedra y suelo auto-organizados en entornos fríos.
  • La interacción entre la clasificación de lentes de hielo y el transporte / confinamiento de piedra dicta los patrones geomorfológicos resultantes.
  • El modelado numérico proporciona un marco sólido para la comprensión de los procesos complejos de formación de suelo con patrones.