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滴滴：石笋生长的隐藏蓝图
研究人员用数学方法描述了石笋的形状，将其形状与方解石降水率联系起来，并增强了气候历史重建。《滴滴滴答：石笋生长的隐藏蓝图》的帖子首次出现在《科学询问者》上。
来源:Scientific Inquirer在洞穴深处，水从天花板滴下，形成了大自然最具标志性的形态之一：石笋。这些方解石柱的高度从几厘米到几米不等，随着富含矿物质的水一滴一滴地沉积在一小层石头上，它们从洞底升起。除了它们的美丽（以“尖塔”或“婚礼蛋糕”等奇特绰号相呼应）之外，石笋还是天然档案，在其分层生长中记录了古代气候的变化，就像树木的年轮一样。
但是石笋的形状是由什么决定的呢？为什么有些会长成细长的圆锥体，有些会长成巨大的柱子，还有一些会长成奇怪的平顶形状？华沙大学、佛罗里达大学、斯洛文尼亚科学与艺术学院研究中心和卢布尔雅那大学医学中心的研究人员发表在《美国国家科学院院刊》上的一项新研究首次提供了对石笋形状的完整数学描述。
该团队成功分析解决了一个已有 60 年历史的石笋生长数学模型，该模型预测了当洞穴中的条件保持稳定时，“理想”石笋如何生长。数学揭示了大自然隐藏的蓝图之一：石笋长成平顶基座、经典柱子或尖锥体并非偶然，而是根据单一控制因素——达姆克勒数——代表方解石沉淀率和水流之间的平衡。当滴水集中且稳定时，会形成柱状，而分散滴水则形成平顶。当流速较高或水从洞顶直接滴到石笋上时，就会出现顶部尖锐的圆锥形。
图片来源：Quang Nguyen Vinh。
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