Des motifs en nid d’abeille dans les déserts de sel attirent les touristes. On ne savait pas comment ils étaient créés, mais on avait deux théories : l’assèchement de la croûte de sel ou sa croissance continue. Ces explications n’étaient pas satisfaisantes car elles ne pouvaient pas expliquer la forme et la taille constante des motifs. Mais maintenant, des scientifiques ont donné une explication plus plausible.
Une énigme résolue grâce à une recherche multidisciplinaire
Des chercheurs de l’Institut des systèmes interactifs et de la science des données de l’Université de technologie de Graz, en collaboration avec des chercheurs allemands et anglais, ont mené une recherche fondamentale pour percer le mystère des motifs dans les déserts de sel. Ce mystère de la nature a éveillé leur curiosité et les a conduits à étudier le phénomène sous différents angles, en combinant les domaines de recherche de la dynamique des fluides (physique) et de la géomorphologie (géosciences).
Lors d’expériences en laboratoire, les chercheurs ont observé le mouvement de l’eau salée dans les sols sablonneux, tandis que des simulations numériques leur ont permis d’étudier l’échelle de longueur des motifs dans différentes conditions. Ils ont également étudié les motifs dans la nature, en menant deux études sur le terrain en Californie et en collectant des échantillons pour montrer que les écoulements souterrains sont liés aux motifs visibles à la surface.
En outre, les scientifiques ont été les premiers à filmer le développement du motif en nid d’abeille. Jana Lasser, auteur principal de l’étude, qualifie cette recherche d’excellent exemple de recherche fondamentale motivée par la curiosité. Bien que cette étude n’ait pas d’application directe, la curiosité et l’émerveillement pour la nature ont conduit à de nouvelles découvertes dans les domaines de la physique et des géosciences.
Des motifs en nid d’abeille grâce à la convection
Dans un article publié dans la revue Physical Review X, les chercheurs expliquent que, contrairement à la croyance populaire, les déserts salés ne sont pas totalement dépourvus d’eau. En fait, de l’eau souterraine très salée remonte souvent à la surface, juste sous la croûte de sel. Lorsque cette eau s’évapore sous le soleil d’été, le sel reste à la surface et les eaux souterraines situées juste en dessous de la surface deviennent plus salées et plus lourdes que les eaux plus fraîches situées en dessous. Lorsque la différence de salinité dépasse un certain seuil, l’eau la plus salée commence à couler vers le fond, tandis que l’eau la moins salée remonte par le bas. De cette manière, des rouleaux de convection d’eau plus salée et d’eau moins salée se forment dans le sous-sol.
Lorsqu’un seul rouleau de convection se forme, il prend la forme d’un cercle car cette forme maximise le volume entouré par le rouleau tout en minimisant la circonférence. Toutefois, lorsque plusieurs rouleaux de convection sont placés côte à côte dans le sol, ils se « serrent » les uns contre les autres pour former des nids d’abeilles hexagonaux sur les bords desquels l’eau très salée s’écoule. Dans les endroits où la salinité est particulièrement élevée, la cristallisation du sel à la surface est également plus importante. Au fil du temps, la croûte qui se forme crée les bosses et les crêtes qui caractérisent le motif de sel en nid d’abeille.
En plus de satisfaire la curiosité scientifique, la compréhension de la topographie des déserts de sel permet de prédire la quantité de poussière minérale qui se détache de la surface et qui est projetée dans l’atmosphère. Ces poussières jouent un rôle important dans la formation des nuages et le transport des minéraux vers les océans. Cette découverte fournit également de nouvelles informations pour comprendre des phénomènes similaires sur d’autres planètes.
