47
сжимаются или растягиваются. Рентгеновская дифракция позволяет обна-
ружить эти мельчайшие изменения. Такой подход, предусматривающий
наблюдение за изменением структуры почвы и картографирование сил
внутри нее, никогда ранее не применялся для решения подобных задач. В
ходе нашего эксперимента модель корня, изготовленная из специального
прочного пластика, удерживалась в фиксированном положении, в то время
как приводимый в движение двигателем столик проталкивал образец поч-
вы вверх, в него.
Как мы и ожидали, трёхмерные изображения показали формирова-
ние зоны сжатия вокруг кончика корня нашей модели. Частицы почвы
уплотнялись, а крошечные воздушные карманы, или поры, между ними
сжимались. Это уплотнение фактически является первым шагом к созда-
нию прочного пути в почве.
Карты сил, полученные с помощью рентгеновской дифракции, вы-
явили нечто удивительное. Когда модельный корень впервые продвинулся,
мы увидели признаки нарастания напряжения в кристаллах почвы вблизи
кончика. Но по мере того, как он проникал глубже, примерно до 8 милли-
метров, напряжение в кристаллах, расположенных ближе всего к кончику,
казалось, ослабевало, хотя общая сила, необходимая для проталкивания
конуса, увеличивалась.
Чтобы понять, почему это происходит, мы создали компьютерную
модель эксперимента. Моделирование подтвердило нашу теорию: матери-
ал начал деформироваться и приобретать необратимые свойства. По сути,
грунт перестал действовать как сжатая пружина и начал вести себя как
пластилин, сохраняя новую форму и формируя новый канал, который бу-
дет сохраняться даже в твёрдых и сухих условиях», рассказывают о своем
эксперименте исследователи Джеймс Ле У и Сиул Руис в статье, опубли-
кованной ТПе Сопуегзайноп.
«Впервые наш метод позволил нам картировать границу этой «пла-
стичной зоны» в почве. Мы наблюдали, как она начиналась с небольшой
области на самом кончике, а затем расширялась по мере того, как модель
корня проникала глубже, показывая, насколько глубоко влияние корня
распространялось на окружающую почву. В этой зоне частицы почвы мо-
гут разрушаться или перестраиваться в новые, более мелкие конфигура-
ции. Эта перестройка может привести к ослаблению упругого напряжения
внутри кристаллов, даже если общая структура находится под большим
давлением. Это не означает, что грунт становится легче проталкивать.
Наши измерения показали, что общая сила, необходимая для продвижения
модели корня, продолжала увеличиваться, даже по мере роста этой пла-
стичной зоны. Вместо того чтобы просто отталкивать почву, корень управ-
ляет давлением на своем кончике, заставляя почву поддаваться и обтекать