Вода медленно, но неумолимо меняет лицо Земли — размывает горные породы, создает причудливые пещеры и острые скалы в известняках. Ученые из Варшавского университета, Университета Флориды и Института наук о Земле в Орлеане обнаружили, что вертикальные каналы в скалах, так называемые карстовые трубки, хранят в себе климатическую летопись планеты. Их исследование, опубликованное в Physical Review Letters, показало: со временем эти каналы принимают неизменную форму, которая больше не меняется, даже если трубка углубляется. В этой форме зашифрованы данные о древних дождях.

Эксперимент повторили в миниатюре: в лаборатории воду пропускали через гипсовые пластины, имитируя природный процесс.

Мы увидели удивительную вещь, — говорит Станислав Жуковский, аспирант Варшавского университета и Université Paris Cité, первый автор работы. — Сначала вода пробивает множество хаотичных каналов, но выживают лишь несколько. Они стабилизируются, принимают четкую форму и дальше углубляются, не меняя очертаний. То же самое происходит в природе с карстовыми трубками.

Вывести формулу этой формы оказалось непросто.

Понадобились сложные расчеты, — объясняет профессор Варшавского университета Пётр Шимчак, ведущий автор исследования. — Мы объединили гидродинамику и химию, чтобы понять, как дождевая вода, просачиваясь сквозь породу, формирует эти каналы. Формула показывает: чем сильнее ливни, тем быстрее движется вода и тем более вытянутыми становятся трубки. Их форма — это архив прошлых осадков.

Что это дает

• Можно восстановить климат древней Земли, просто изучая форму карстовых каналов.
• Понимание этих процессов поможет управлять подземными водами, хранить CO₂ и даже добывать нефть эффективнее.

Это исследование — часть большой мозаики: ученые пытаются разгадать, как из простых физических законов рождаются сложные природные структуры. Снежинки, речные дельты, а теперь и карстовые трубки — все подчиняется математике. Открытие «идеальной формы» каналов — еще один шаг к разгадке тайного языка природы, который она пишет капля за каплей.

Это фундаментальное открытие с прямыми практическими приложениями. Во-первых, оно дает новый инструмент палеоклиматологии: теперь можно точнее реконструировать осадки прошлого, просто измеряя форму карстовых каналов. Во-вторых, понимание динамики подземных вод критично для гидрогеологии — от этого зависит проектирование водоносных горизонтов, безопасное захоронение CO₂ и даже методы повышения нефтеотдачи. Наконец, сама математическая модель — прорыв в науках о Земле: она объединяет химическое растворение и гидродинамику, что пригодится везде, где жидкость взаимодействует с пористой средой.

Главный вопрос — насколько универсальна модель. Карстовые трубки формируются не только в известняках, но и в гипсе, доломите, даже соли. Будет ли их форма одинаково «считывать» климат? Кроме того, эксперименты проводились в идеализированных условиях, без учета тектонических сдвигов или неравномерной плотности пород, которые в природе могут искажать картину.

Ранее ученые заявили, что массовое вымирание около 60 млн лет назад могло произойти из-за дождей из серной кислоты.