白云石 的扫瞄电子显微照片图片CREATIVE/SCIENCE SOURCE 近日,研究人员在美国《国家科学院院刊》上报告称之为,不论是 冰山还是 岩石,当它们碎裂时,碎片往往像立方体。这一找到指出,从微观到宏观都不存在广泛 的碎片规律。 “这是 纯数学、材料科学和地质学 的融合。
”并未参予该研究 的美国普林斯顿大学化学和生物工程师Sujit Datta说道。 这一找到创建在匈牙利布达佩斯技术与经济大学数学家Gábor Domokos之前 的工作基础上。2006年,Domokos协助证明了冈布茨 的不存在。
冈布茨只有一个平稳和一个不平稳平衡点,无论以任何角度将冈布茨摆放在水平面上,它都可以自行返回其平稳点。在随后 的工作中,Domokos及同事找到,被冲刷 的鹅卵石和被风来 的沙粒等实体,往往不会被风化成冈布茨形状,而会超过理想形状。
Domokos团队切换了方向——研究岩石是 如何产生 的。他们开始在计算机仿真中“拆分”一个抽象化立方体,方法是 将50个二维平面以随机角度放入该立方体。这些平面将立方体切割成60万个碎片,平均值而言,这些碎片本身就是 立方体。
也就是 说道,这些碎片有6个四边形,尽管任何单个 的碎片不一定是 立方体。这一结果使研究人员猜测立方体有可能是 碎片 的联合特征。 之后,研究人员自由选择了匈牙利布达佩斯Hármashatárhegy山上 的一块白云石,并计算出来石头表面裂缝中 的顶点数量。
不管这些裂缝是 自然风化还是 人为导致 的,大部分裂缝都构成了方块状,是 立方体 的一个侧面。 最后,该团队利用更加强劲 的超级计算机来仿真三维材料在理想状态下 的裂痕过程——就像一块岩石在各个方向被同等地夹住。研究人员回应,一般意义上,这种情况下构成 的多面体碎片是 立方体。 怀疑者可能会认为,自然界中 的许多东西并没分化成立方体。
该论文通讯作者之一、美国宾夕法尼亚大学地球物理学家Douglas Jerolmack说道,这是 因为现实 的材料并不是 仿真中找到 的理想化状态,它们一般来说包括不利于非立方毁坏 的内部结构或特性。例如,云母开裂成薄片是 因为它 的某一个方向很弱于其横向方向。 Jerolmack补足说道,这些找到可以协助水文学者预测地下裂缝中流动 的流体,或者协助地质学家计算出来悬崖表面危险性岩石 的大小。 德国地球科学研究中心地质学家Anne Voigtl?覿nder说道:“你必须对地球表面过程有抽象化 的理论观点,才能确实挖出其中 的含义。
对地质学家来说,有时很难解读它 的价值,或者告诉它限于于何处。”。
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