21/10/2026
Fizyka jaskini. Badacze sprawdzają, czemu stalagmity nie mogą być dowolnie cienkie
Nawet smukłe stalagmity mają zwykle kilka centymetrów grubości. Fizycy z Uniwersytetu Warszawskiego wyjaśnili, skąd bierze się ta granica. Ich obliczenia pokazują, jak rozpływająca się kropla wody i osadzający się z niej minerał wspólnie wyznaczają szerokość jaskiniowej kolumny.
Ze stropu jaskini spada kropla. Trafia na wierzchołek kamiennego słupka, rozpływa się i pozostawia odrobinę mineralnego osadu. Po niezliczonych powtórzeniach stalagmit staje się coraz wyższy. Dlaczego jednak nie może rosnąć jako coraz cieńsza igła? Czy wystarczy, by woda kapała odpowiednio rzadko?
Z części dotychczasowych modeli wynikało, że tak jest: im mniejszy dopływ wody, tym węższy naciek. W jaskiniach nawet bardzo smukłe stalagmity mają jednak zwykle grubość liczoną w centymetrach. Badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego pokazali, jaki mechanizm może odpowiadać za tę prawidłowość. Wyniki opublikowali w „Journal of Fluid Mechanics” (doi: 10.1017/jfm.2026.11986).
Stalagmit rośnie od dna jaskini ku górze. Buduje go między innymi kalcyt, czyli krystaliczna postać węglanu wapnia. Woda kapiąca ze stropu zawiera rozpuszczone składniki, z których może wytrącić się ten minerał. Każda kropla dokłada do konstrukcji znikomą porcję budulca.
W wielu obliczeniach taką dostawę opisywano jako ciągły dopływ wody, uśredniając kolejne krople. To użyteczne przy częstym kapaniu. Gdy jednak krople spadają z długimi przerwami, znaczenie ma każda z nich z osobna. Zmniejszenie częstotliwości kapania nie oznacza przecież, że same krople stają się dowolnie małe.
Warszawscy fizycy przyjrzeli się więc temu, co dzieje się już po uderzeniu kropli. Woda rozpływa się po wilgotnym wierzchołku pod wpływem grawitacji. Tworzy coraz cieńszą warstwę, a jednocześnie odkłada kalcyt. Budulec stopniowo znika z roztworu. O tym, ile osadu pozostanie w danym miejscu, decyduje zarówno ruch cieczy, jak i szybkość wytrącania minerału.
Link w komentarzu ⬇
Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego
𝘗𝘳𝘰𝘫𝘦𝘬𝘵 𝘕𝘢𝘶𝘬𝘢 𝘸 𝘗𝘰𝘭𝘴𝘤𝘦 𝘧𝘪𝘯𝘢𝘯𝘴𝘰𝘸𝘢𝘯𝘺 𝘫𝘦𝘴𝘵 𝘻𝘦 ś𝘳𝘰𝘥𝘬ó𝘸 𝘣𝘶𝘥ż𝘦𝘵𝘶 𝘱𝘢ń𝘴𝘵𝘸𝘢, 𝘱𝘳𝘻𝘺𝘻𝘯𝘢𝘯𝘺𝘤𝘩 𝘱𝘳𝘻𝘦𝘻 𝘔𝘪𝘯𝘪𝘴𝘵𝘳𝘢 𝘕𝘢𝘶𝘬𝘪 𝘪 𝘚𝘻𝘬𝘰𝘭𝘯𝘪𝘤𝘵𝘸𝘢 𝘞𝘺ż𝘴𝘻𝘦𝘨𝘰 𝘸 𝘳𝘢𝘮𝘢𝘤𝘩 𝘗𝘳𝘰𝘨𝘳𝘢𝘮𝘶 𝘚𝘱𝘰ł𝘦𝘤𝘻𝘯𝘢 𝘖𝘥𝘱𝘰𝘸𝘪𝘦𝘥𝘻𝘪𝘢𝘭𝘯𝘰ść 𝘕𝘢𝘶𝘬𝘪 𝘐𝘐