Международная исследовательская группа, возглавляемая Геттингенским университетом, доказала физическую подоплеку образования кругов на почве. Необычный феномен наблюдается в засушливых зонах Австралии и Африки. На полях таинственным образом возникают правильные круги совершенно голой земли диаметром от четырех до десяти метров - их называют "кругами фей". Они четко очерчены благодаря тому, что круг окаймлен растительностью, представляя собой эффектное зрелище. Долгое время природа таинственных кругов оставалась необъяснимой загадкой.
Ученые провели полевые исследования в австралийской глубинке, результаты которых опубликованы в издании Journal of Ecology.
Исследователи использовали кабели датчиков температуры и влажности почвы, зарыв их под землю, солнечную панель метеостанции и с помощью беспилотников получили изображение сказочного круга сверху. Они нанесли на карту "жизненный статус" трав Triodia (насколько они сильны и насколько хорошо растут) на пяти участках площадью в один гектар и классифицировали их на высоко - и низко-жизнеспособные. Ведя пространственную статистику, картирование распределения жизнеспособности травы в зависимости от ландшафта и непрерывную запись данных с полевой метеостанции, они сумели подобраться к разгадке природного явления.
Детальные данные доказывают, что существует экосистемная инженерия трав, с помощью которых восстанавливается растительность. Земля в центре кругов покрыта глиняной коркой, сквозь которую не проникает вода. Излишки воды стекают к краям круга, где их используют растения. Такая система функционирования помогает этим участкам не превратиться в пустыню. Ученые показали, что сами травы действуют как "экоинженеры", модифицируя свою собственную враждебную и засушливую среду для поддержания функционирования экосистемы.
Английский математик Алан Тьюринг в свое время (1952 год) описал подобные явления в своей работе "Химические основы морфогенеза". Согласно ей, динамические системы при определенных условиях способны выстраиваться, образуя различные узоры. Это происходит из-за случайных возмущений и механизма "реакция - диффузия". В результате могут самопроизвольно возникать сложные структуры. Физики использовали эту модель для объяснения поразительных высокосимметричных рисунков кожи леопардов, или полос облаков в небе, или песчаной ряби в дюнах. Ученые-экологи применили принципы коллег-физиков для разгадки таинственных кругов.
Полученные данные показывают, что уникальные австралийские круги возникают из экогидрологических обратных связей биомассы с водой. Такая форма сообщения служит в критических случаях дополнительным источником воды для растительности. Образовавшийся барьер на границе круга помогает максимизировать поглощение воды из стока волшебного круга. Таким образом, ученые нашли доказательства того, что травы способны перераспределять водные ресурсы и модулировать физическую среду, чтобы формировать свою собственную среду и лучше справляться с засушливыми условиями.
"Без самоорганизации трав эта область, скорее всего, превратилась бы в пустыню с преобладанием голой почвы", - делают вывод ученые.