Загадка загадочных «волшебных кругов» в австралийской пустыне решена с помощью теории Алана Тьюринга 1950-х годов

Интригующие круглые участки бесплодной земли, сначала обнаруженные на сухих лугах Намибии, а затем разбросанные по австралийской глубинке, получившие название «круги фей», заставили ученых ломать голову над тем, как объяснить их существование.

Теория 70-летней давности, по-видимому, помогла науке объяснить истоки загадочного «Круги фей» — образования из пустынной травы, растущие вокруг круглых участков засушливой почвы.

В их новое исследование, опубликованный в Журнале экологии Британского экологического общества группой ученых под руководством эколога Стефана Гетцина из Геттингенского университета в Германии. использовал теорию введен знаменитым английским математиком Аланом Тьюрингом в 1952 году.

Алан Тьюринг ввел то, что стало известно как «паттерн Тьюринга». Последний признал, что динамика определенных однородных систем может «создавать стабильные модели при нарушении».

Возникшая в результате теория «порядок от возмущения» сформировала теоретическую основу для интригующих повторяющихся мотивов, наблюдаемых в мире природы.

Теперь новое исследование применило теоретический феномен к интригующим и ранее необъяснимым «кругам фей».

Загадочные круги

Впервые задокументированные в пустыне Намиб на юге Африки, а затем обнаруженные в австралийской глубинке, отчетливые узоры диаметром от 2 до 15 метров (от 7 до 50 футов) озадачили ученых, которые не могли объяснить это явление. .

Одно из объяснений предполагало, что странные круги возникли из-за активности термитов под африканской почвой — теория оказалась нежизнеспособной после открытия австралийских волшебных кругов, которые, по-видимому, не имели никакого отношения к термитам.

Другое предположение заключалось в том, что круги свидетельствовали о том, что растения образуют определенный образец для поиска ограниченных водных ресурсов.

Теперь Стефан Гетцин и его коллеги-исследователи использовали дроны, оснащенные мультиспектральными камерами, для наблюдения за кругами фей с высоты. Исследование проводилось недалеко от шахтерского городка Ньюман в регионе Пилбара в Западной Австралии.

Согласно одной из гипотез ученых, паттерн Тьюринга расположение волшебных кругов будет особенно отчетливо проявляться среди трав с большей зависимостью от влажности.

Когда они использовали датчики влажности на земле и проанализировали пространственное разделение трав с высокой и низкой жизнеспособностью, ученые обнаружили, что устойчивые травы с «высокой жизнеспособностью» сильнее связаны с кругами фей, чем травы с низкой жизнеспособностью.

Это исследование, соответственно, предложило первые эмпирические данные, связывающие круги фей с теорией Тьюринга, существующей несколько десятилетий назад.

«Интересно то, что травы активно изменяют свою среду, образуя симметрично расположенные промежутки», — сказал Гетцин.

Как это ни удивительно, исследование показывает, что травы, из которых состоят круги фей, растут «совместными усилиями», формируя окружающую среду, чтобы лучше противостоять засушливым условиям.

«Растительность извлекает выгоду из дополнительного стока воды, обеспечиваемого большими кругами фей, и, таким образом, поддерживает функционирование засушливой экосистемы даже в очень суровых засушливых условиях. Без самоорганизации трав эта область, вероятно, станет пустыней, в которой преобладают голые растения. почва », — говорит Гетцин.

В то время как загадочное явление Похоже, что проблема близка к окончательному разрешению, потребуются дополнительные полевые работы, утверждают ученые, для проверки математических моделей.