Der Baikalsee in Sibirien verfügt über einige erstaunliche Naturobjekte. Auf dem See gibt es dünne Eissäulen, auf denen die Felsen balancieren. Sie werden Zen-Steine genannt. Diese Steine verhindern, dass Sonnenlicht das gesamte Eis zum Schmelzen bringt. Daher verbleibt ein zarter Eisfilm um den Stein, auf dem er ruht. Darüber hinaus erzeugt die Ferninfrarot-Schwarzkörperstrahlung des Steins eine flache Vertiefung um die Basis der Säule.
„Zen-Steine sind faszinierende natürliche Strukturen, die aus einem Stein auf einem dünnen Eissockel bestehen und deren Ursprung lange Zeit nicht verstanden wurde“, sagen die Physiker Nicolas Taberlet und Nicolas Plihon vom französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung. erklären in seinem neuen Atelier.
„Wir zeigen, dass sie durch eine Variation in der Sublimationsrate des umgebenden Eises verursacht werden, was zur langsamen Bildung eines Sockels führt, was zu den wenigen Berichten über eine durch Sublimation verursachte Musterbildung beiträgt.“ Das Verständnis dieses Prozesses wirft Licht auf andere unterschiedliche Ablationsprozesse, die auf Eisoberflächen vorkommen, wie zum Beispiel schuttbedeckte Gletscher, deren Existenz durch die globale Erwärmung bedroht ist, und eisige Körper im Weltraum.“
Forschern ist es gelungen, den Mechanismus mithilfe einer Vakuumkammer im Labor nachzubilden. Eine Aluminiumscheibe wurde auf einen Eisblock gelegt, der dann unter der Infrarotstrahlung eines schwarzen Körpers von den Wänden der Kammer sublimiert wurde. Wenn die Scheibe nicht verwendet wurde, schmolz das Eis gleichmäßig. Als die Scheibe jedoch platziert wurde, bildete sich darunter ein Sockel. Die Natur benötigt für diesen Prozess mehrere Wochen.
Taberlet und Plihon konnten zeigen, dass die Gesteinsformen durch ferninfrarote Schwarzkörperstrahlung entstehen, die vom Stein selbst emittiert wird und im Temperaturbereich von -20 bis 0 Grad Celsius emittiert.
„Während der Schirmeffekt in Bezug auf die Gesamtdynamik der Zen-Steine vorherrscht, ist das vom Stein emittierte Ferninfrarot ein notwendiger Sekundäreffekt, der die Vertiefung um den Sockel herum erzeugt.“ Sie schreiben auf ihr Papier. Dieses Phänomen ähnelt Gletschertafeln.“ Gletschertische entstehen, weil das Gestein als Wärmeisolator wirken kann und daher seine thermischen Eigenschaften (Leitfähigkeit und spezifische Wärme) entscheidend sind. Für Zen-Steine ist die Schlussfolgerung genau das Gegenteil, wie unsere Experimente zeigen.“ Forscher erklären.
Die Forschung wurde veröffentlicht in PNAS.
