Странная мощёная дорога, уходящая в море, словно построенная великанами, — так выглядит одно из самых загадочных геологических образований на планете. Легенда гласит, что «Дорогу гигантов» в Северной Ирландии воздвиг герой Финн Мак Кумал, но у физиков из Университета Торонто нашлось объяснение попроще — и одновременно сложнее. Они заглянули в самое сердце процесса, который застыл в камне миллионы лет назад, и нашли универсальный ключ к пониманию того, как появляются эти удивительные шестигранные колонны.

Геометрия, рождённая жаром

«Дорога гигантов» — это тысячи плотно прилегающих друг к другу каменных столбов, в основном шестигранных, хотя число граней может варьироваться. Подобные структуры встречаются не только в Ирландии, но и в других частях света, и все они — результат остывания древней лавы. Однако до недавнего времени оставалось неясным, что именно определяет размер этих колонн, которые колеблются от нескольких сантиметров до метров в поперечнике.

Канадские исследователи решили не ограничиваться полевыми наблюдениями. Сначала они отправились на саму Дорогу гигантов, где тщательно измерили геометрические параметры многоугольников — длину сторон, углы, диаметры. Но главный вопрос требовал лабораторного подхода: можно ли воспроизвести процесс растрескивания, который когда-то сформировал эти базальтовые столбы?

От лавы до кукурузного крахмала

Физики предположили, что растрескивание остывающей лавы по своей физической сути похоже на другие знакомые явления: высыхание земли, образование трещин на слое краски или даже на корке грязи. Если найти общую закономерность, то можно будет предсказывать размер ячеек в самых разных системах — от вечной мерзлоты до застывшего базальта.

Для эксперимента учёные запаслись неожиданным набором: нагревательная лампа, ёмкость с водой и обычный кукурузный крахмал. Меняя режим нагрева и скорость высыхания крахмальной смеси, они наблюдали, как образуются трещины и на какие фрагменты распадается поверхность. Оказалось, что размер получающихся ячеек напрямую зависит от темпа процесса: чем медленнее идёт высыхание, тем крупнее выходят блоки.

Эту зависимость исследователи перенесли на остывание лавы и проверили по данным, собранным непосредственно на Дороге гигантов и в других местах с похожими образованиями. Совпадение подтвердило гипотезу: размер базальтовых столбов определяется скоростью охлаждения расплавленной породы. Медленное остывание даёт крупные колонны, быстрое — мелкие.

Универсальный коэффициент

Авторы работы утверждают, что им удалось вывести коэффициент, связывающий скорость остывания (или высыхания) с характерным размером возникающих структур. Это не просто частный случай для лавы — та же математика работает для растрескивания высыхающей грязи, формирования узоров на керамике или даже для прогнозирования поведения слоя вечной мерзлоты при изменении климата.

Так древняя легенда о великанах получила неожиданное продолжение в физической лаборатории. И хотя Финн Мак Кумал, скорее всего, никогда не существовал, природа сама выступила в роли титанического строителя, вооружённого лишь жаром, временем и простыми законами термодинамики. Вопрос лишь в том, сколько ещё тайн скрывают эти каменные соты — и какие ещё процессы можно будет расшифровать с помощью крахмала и нагревательной лампы.