Här är varför de geometriska mönstren i saltöknar över hela världen ser så likadana ut.

Från Death Valley till Chile till Iran bildas saltteckningar i liknande storlek över hela världen - och subterranean vätskeflöden kan vara nyckeln till att lösa det länge olösta pusslet om varför.

Geometriska former som pentagoner och hexagoner bildas spontant i en rad geologiska omgivningar. Torkad lera, is och stenar spricker ofta upp i polygoner, men dessa mönster tenderar att variera dramatiskt i storlek.

Så varför är alla playa-områden så envisa lika? Svaret ligger under marken, fysiker Jana Lasser och kollegor föreslår den 24 februari i Physical Review X. Med sofistikerade matematiska modeller, datorsimuleringar och experiment utförda på Owens Lake i Kalifornien kopplade teamet samman vad de såg på ytan med vad som händer nedanför.

"Fluidflöden och konvektion under marken kan förklara varför mönstren bildas", säger Lasser från Graz University of Technology i Österrike.

Denna 3D-ansats var nyckeln till att förklara de universella saltiga polygonerna.

Saltplatser bildas på platser där nederbörden är knapp och det finns mycket avdunstning (SN: 2007-12-5). Grundvatten som sipprar upp till ytan avdunstar och lämnar en skorpa av salter och andra mineraler som hade lösts upp i vattnet. Mest slående är att denna process resulterar i låga ridåer av koncentrerat salt som delar upp playa-området i polygoner: mestadels hexagoner med en smattering av pentagoner och andra geometriska former.

Typen av salt varierar från en playa till en annan. Bordsalt eller natriumklorid dominerar i vissa playas, men andra har mer sulfatsalter. Saltskorporna varierar också i tjocklek från några millimeter till flera meter. Denna variation verkar vara anledningen till att tidigare försök att beskriva playa-områdenas mönster misslyckades.

Oavsett om skorporna är meter- eller millimeter-tjocka, har saltplattor polygoner som är 1 till 2 meter över. Tidigare modeller baserade på sprickbildning, expansion och andra fenomen som beskriver hur lera och sten bryter upp producerar istället polygoner med storlekar som varierar beroende på skorptjocklek.

När grundvattnet förångas från ytan koncentreras saltet i det kvarvarande grundvattnet. Detta saltiga vatten, nu tätare och tyngre, sjunker och tvingar upp annat mindre täta vatten. Lasser och kollegor visade att med tiden tenderar cirkulationen, känd som konvektion, att trycka ner de nedstigande strålarna av saltare vatten i ett nätverk av vertikala ark. Ytan ovanför dessa ark ackumulerar mer salt, så tjocka saltridåer växer där. Tunnare skorpor av salt bildas däremellan, där mindre saltvatten pumpas upp spontant och skapar de karakteristiska polygonerna som delas av playas runt om i världen.

De ekvationer forskarna använde beskriver grundvattens relativa salthalt, trycket inom vätskan och hastigheten som vattnet cirkulerar. Datorsimuleringar som omfamnade hela komplexiteten av det 3D-problemet började utan saltskorpa eller polygoner och producerade något som ser väldigt likt verkliga playas.

"Den här fluida dynamiska modellen gör mycket mer mening än en modell som ignorerar vad som händer under ytan", säger fysikern Julyan Cartwright vid Spaniens nationella forskningsråd, som är baserad i Granada och inte var involverad i forskningen.

Tester vid Owens Lake hjälpte teamet att verifiera och förbättra modellen. "Fysik är så mycket mer än att bara sitta framför en dator", säger Lasser. "Och jag ville göra något som involverade experiment."

Sjön torkade ut på 1920-talet när vatten leddes om till Los Angeles. De deponerade mineralerna på den återstående saltplattan inkluderar stora naturliga koncentrationer av arsenik, som blåser bort med dammet som rörs upp av vinden och skapar allvarliga hälsorisker. Bland andra åtgärder har brine pumpats ut på sjöbädden för att försöka skapa en stabilare saltskorpa (SN: 2001-11-28). Denna mänskliga intervention gav forskarna möjlighet att testa sina idéer på ett kontrollerat sätt.

"Hela området är förstört", säger Lasser, "men för oss var det den perfekta forskningsmiljön."

Vår uppgift är att tillhandahålla korrekta och engagerande nyheter om vetenskap till allmänheten. Den uppdraget har aldrig varit viktigare än idag.

Som en ideell nyhetsorganisation kan vi inte göra det utan dig.

Ditt stöd gör det möjligt för oss att behålla vårt innehåll fritt och tillgängligt för nästa generation av forskare och ingenjörer. Investera i kvalitetsvetenskapsjournalistik genom att donera idag.