Formen på stalagmittene er ikke tilfeldig, men kan forklares med matematikk. Forskerne P. Szymczak, AJC Ladd, M. og D. Pekarovič publiserte nylig en felles studie mellom Polen, USA og Slovenia publisert i Pnas, som viser at stalagmitt form kan beskrives på grunnlag av en enkelt parameter kalt Damköhler nummer. Forskerne har faktisk vist hvordan ulike former på stalagmittene tilsvarer visse verdier av Damköhler-tallet, for eksempel konisk eller søyleformet.
Takket være denne nylige oppdagelsen kan vi gi spådommer om formen på stalagmittene som vi kan forvente å finne avhengig av konformasjonen til den spesifikke hulen og noen andre fysiske og kjemiske egenskaper ved miljøet.
Damköhler-tallet er ikke en matematisk konstant med en fast verdi, men kan variere, derfor har hver stalagmitt sitt eget Damköhler-tall som beregnes med en spesifikk formel der de vises forskjellig variabler.
Hver av variablene i formelen beskriver en målbar egenskap ved stalagmitten, som f.eksbredden på basenThe vannføring som faller på stalagmitten, eller den fart med hvilken en viss kjemisk reaksjon oppstår, dvs kalsittutfelling. Hver av disse egenskapene påvirker formen på stalagmitten, for eksempel favoriserer en veldig bred base dannelsen av en flat topp, mens en høy vannstrøm favoriserer dannelsen av spisse stalagmitter. Måten disse egenskapene kombineres for å gi opphav til formen til stalagmitten, avhenger av de forskjellige verdiene som Damköhler-tallet kan ta på seg, la oss se hvordan.
Når verdiene til alle variablene som er involvert i dannelsen av en stalagmitt er kjent, er det faktisk mulig å beregne Damköhler-tallet, som er forkortet til Fra, og som i store trekk gjenspeiler egenskapene til stalagmitten som følger:
- jo større base av en stalagmitt og jo større er dens Da
- jo større hastigheten på den kjemiske reaksjonen involvert og eldre er Da
- jo større flyt av vann og jo mindre Da.
Generelt kan det vise seg at Damköhler-tallet er mindre enn 1 (Da<1), lik 1 (Da=1), eller større enn 1 (Da>1), og ifølge studien av Szymczak og hans kolleger tilsvarer hvert av disse tre tilfellene en spesifikk type stalagmitt:
- hvis Fra <1 stalagmitten har en form koniskmed spiss topp
- hvis Fra=1 stalagmitten har en a-form søyle med avrundet topp
- hvis Fra>1 stalagmitten har flat toppsom om den var kuttet med en kniv
For eksempel, hvis vi er i en hule med veldig høyt tak, kan vi forvente å finne mange stalagmitter med flat topp: dråpene som faller fra en høy høyde kan avvike og fukte et stort område av bakken totalt sett, noe som resulterer i en bred base for en mulig stalagmitt som derfor vil ha en Vokser oppmuligens større enn 1. Av samme grunn kan vi i en hule med lavt tak forvente få stalagmitter med flat topp og kanskje mer søyleformede eller koniske stalagmitter.
I virkeligheten kan det være mange faktorer som påvirker formen til stalagmitten, men det faktum at det er et tall som er i stand til å beskrive formen til en stalagmitt, er nok et eksempel på hvordan matematikk kan hjelpe oss å forstå verden rundt oss i en evig sammenveving av abstraksjon og virkelighet.
