Halvmånens sanddyner och slingrande floder kan "glömma" sina ursprungliga former när de hugges och omformas av vind och vatten medan andra landformer håller ett minne av sin tidigare form, föreslår en ny laboratorieanalys av ett team av matematiker.

"Att fråga hur dessa naturliga skulpturer blir till är mer än bara nyfikenhet, eftersom de är ledtrådar i en miljö historia, "förklarar Leif Ristroph, en biträdande professor vid New York University's Courant Institute och seniorförfattare till tidningen, som visas i journalen Fysiska granskningsvätskor . "I våra laboratorieexperiment, vi fann att vissa former håller ett "minne" om deras startförhållanden när de utvecklas medan andra "glömmer" det förflutna helt och antar nya former. "

Tidningens författare, som också inkluderade Megan Davies Wykes, en tidigare postdoktor vid Courant Institute och för närvarande postdoktor vid University of Cambridge, Jinzi Huang, en doktorand i matematik, och George Hajjar, en kandidatexamen i NYU, notera att denna förståelse är avgörande för geologisk datering och för att förstå hur landskap bildas.

Form "minne" och dess "förlust" - eller att behålla eller avvika från tidigare formationer - är viktiga frågor inom geomorfologi, studieområdet som försöker förklara landformer och jordens och andra himmelsytors utvecklande ansikte. Morfologin, eller formen på ett landskap, är den första och mest direkta ledtrådarna i dess historia och fungerar som ett vetenskapligt fönster för en rad frågor-till exempel att dra slutsatser om rinnande vatten på Mars tidigare, samt dagens erosionskanaler och flodöar.

"Svaret på frågan" Vad är i form? " beror på denna minnesegenskap, "förklarar Ristroph, som leder NYU:s Applied Math Lab, där forskningen genomfördes.

För att belysa dessa fenomen, Ristroph och hans kollegor replikerade naturens lösliga mineraler-som kalksten-med en färdig stand-in:bitar av hårt godis. Specifikt, de försökte förstå hur godiset löstes upp för att ta olika former när det placerades i vatten.

För att efterlikna olika miljöförhållanden, de kastar godiset i olika initialformer, vilket ledde till olika flödesförhållanden när ytan löstes upp. Deras resultat visade att när godiset löste sig starkast från sin nedre yta, den tenderade att behålla sin övergripande form-vilket återspeglar ett nästan perfekt minne. Däremot, när den är upplöst från dess övre yta, godiset tenderade att radera eller "glömma" någon given initial form och bilda en uppåtgående spikstruktur.

Den viktigaste skillnaden, laget hittade, är den typ av vattenflöde som "slickar" och omformar godiset. Turbulenta flöden på undersidan tenderar att lösa upp godiset med en jämn hastighet och på så sätt bevara formen. Det mjuka flödet på en övre yta, dock, bär det upplösta materialet från en plats till en annan, som ändrar upplösningshastigheten och leder till förändringar i formen.

"Godis i vatten kan verka som långt ifrån geologi, men det finns faktiskt hela landskap huggade av mineraler som löser sig i vatten, deras former avslöjades senare när vattennivån drar sig tillbaka, "tillägger han." Grottor, sinkhål, stenpelare och andra typer av stenig terräng föds på detta sätt. "