Красавица в ризе кающейся грешницы
Солнце - великолепный архитектор заснеженных пейзажей. Здесь она моделирует большие ледяные башни и тонкие конструкции. Но форма фигур определяется не ими одними, важно, насколько снег чистый или грязный. Высоко в Гималаях маршируют странные процессии сгорбленных монахов. Однако при ближайшем рассмотрении эти загадочные кающиеся фигуры, облаченные в белые одежды - так называемые пенитентес, по-английски кающийся снег, - оказываются могучими ледяными столбами высотой до шести метров. Гениальный художник, солнце, создает эти образования, плавя сверкающие белые ледники и снежники.
В других местах она выжигает на снегу маленькие ямочки, напоминающие внутреннюю часть картонной коробки для яиц. Эти впадины быстро углубляются сами по себе, направляя отраженную от боков энергию на дно.
Такие абляционные структуры возникают по-разному. Пыль, которая выдувается в разных количествах в зависимости от места, очень важна. Если ледники или снежный покров покрыты тонкой пленкой пыли, то под воздействием солнца могут образовываться сети грязных возвышенностей в форме многоугольника с чистыми ложбинами посередине..
Если, напротив, на снежниках оседает толстый слой пыли, в небо могут подниматься пики снега или льда высотой до 85 метров. В то время как слегка грязный снег приглушает отражения солнечного света, поглощает больше энергии и тем самым тает, толстый слой пыли может защитить снег и замедлить процесс таяния. Образуются ли ямы или ледяные башни и как долго эти структуры существуют, зависит от содержания пыли в снегу.
Теперь Мередит Беттертон из Гарвардского университета разработала математическую модель, которую можно использовать для оценки начального размера и формы неровностей, образующихся на примерно плоском снежном покрове под воздействием солнца. В этой модели скорость таяния зависит от толщины грунта: в чистом снегу характерного размера самоуглубляющиеся впадины, которые со временем превращаются в то самое долгоживущее шествие кающихся.
Эфемерные возвышения, как и предсказывает модель, появляются, когда тонкий слой грязи подавляет отражение солнечного света, а повышенное поглощение ускоряет процесс таяния. По мере того, как снег становится жидким, пыль скапливается на гребнях и истончается в долинах. В результате пики постоянно переформировываются, накапливая тонкие слои пыли, а затем тают.
Столбы, покрытые толстым слоем грязи, кажутся более заметными, потому что здесь снег защищен от разрушающего солнечного света. Теперь ученый хочет протестировать свою модель в лаборатории с искусственным освещением - альтернативой наблюдениям в суровой природе, которая сэкономит время.