Bilim insanları, mağaraların derinliklerinde binlerce yıl boyunca oluşan ve farklı şekiller alan damlataşlarının (stalagmitlerin) gelişiminin aslında tek bir matematiksel kurala uyduğunu keşfetti. Yapılan yeni matematiksel açıklamalar, geçmiş iklim koşulları hakkında daha doğru veriler elde edilmesine yardımcı olabilir.
Araştırmacılar, damlataşlarının şekillerindeki bu zengin çeşitliliğin tek bir basit parametre ile açıklanabildiğini belirtti. Bir doğa güzelliğinin doğrudan temiz bir matematiksel yasayla örtüşmesi nadir görülen bir durum.
Mağara zeminlerinden yüzlerce metreye kadar uzayabilen ve sivri konilerden geniş, düz tepeli yığınlara kadar çeşitli şekiller alabilen damlataşları, binlerce yıl boyunca bir mağaranın tavanından yaklaşık aynı noktaya damlayan mineralli suyun, zeminden büyüyen kule üzerinde kalsiyum karbonat biriktirmesiyle oluşur.
Yapılan yeni çalışmada, bu şekillerin nasıl oluştuğunu tanımlayan bir dizi matematiksel denklem geliştirildi. Damlataşının alacağı şeklin, mağara tavanından damlayan suyun hızı ve bu sudaki kalsiyum karbonatın ne kadar hızlı biriktiği tarafından kontrol edildiği bulundu. Bu faktörler, 'Damköhler sayısı' adı verilen tek bir değerle temsil edilebiliyor.
Hızlı akan suyun damlamasıyla sivri, koni şeklinde damlataşları oluşurken, aynı noktaya daha yavaş damlayan su daha kalın, sütun benzeri damlataşları oluşturuyor. Su yüksek bir yerden damladığında veya tam olarak aynı yere damlamadığında ise düz tepeli, geniş damlataşları meydana gelebiliyor.
Bilim insanları, denklemlerini, farklı koşullardaki damlataşlarının beklenen şekillerini Slovenya'daki Postojna Mağarası'ndan alınan gerçek damlataşlarıyla karşılaştırarak doğruladı. Analitik çözümlerin gerçek mağara örnekleriyle karşılaştırıldığında dikkate değer bir uyum gösterdiği belirtildi.
Bu geometrik yapının, oluşumların geçmiş iklimden daha doğru veriler elde etmek için kullanılabileceği ifade edildi. Ağaç halkaları gibi, damlataşları da zaman içindeki yağış ve sıcaklık bilgilerini kaydederek katmanlar halinde büyür. Bilim insanları, her bir katmandaki farklı karbon formlarının oranlarını kullanarak bu bilgiyi çıkarıyor. Damlataşlarının şeklinin, bu katmanların nasıl biriktiğini etkileyebileceği ve bu durumun, oluşumlarının yorumlanmasını değiştirebileceği düşünülüyor.
Damlataşları doğal iklim arşivleri olsa da, geometrilerinin izotopik kayıtlara kendi damgalarını bıraktığı artık görülüyor. Bu etkinin tanınması, geçmiş iklimler hakkında daha güvenilir bilgilerin çıkarılmasını sağlayacak.
