รูปแบบไมโครสเกลชดเชยจุดอ่อนของแร่แคลไซต์
ปลาดาวบางตัวที่ทำจากวัสดุที่เปราะบางจะสล็อตแตกง่ายเสริมความแข็งแกร่งให้กับตัวเองด้วยการแสดงตลกทางสถาปัตยกรรม
ใต้ผิวหนังของปลาดาวมีโครงกระดูกซึ่งมีลักษณะเป็นก้อนกรวด เรียกว่าออสซิเคิล ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยแร่แคลไซต์ แคลไซต์มักจะเปราะบางและยิ่งกว่านั้นเมื่อมีรูพรุน นัก วิจัยรายงานเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ว่ากระดูกพรุนที่มีรูพรุนของปลาดาวกระพือปีก ( Protoreaster nodosus ) นั้นแข็งแกร่งขึ้นจากการจัดวางภายในที่ไม่คาดคิด
“เมื่อเราเห็นโครงสร้างนี้ครั้งแรก เรารู้สึกทึ่งมาก” Ling Li นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุที่เวอร์จิเนียเทคในแบล็กส์เบิร์กกล่าว ดูเหมือนว่ามันถูกพิมพ์ 3 มิติแล้ว เขากล่าว
Li และเพื่อนร่วมงานใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อขยายกระดูกจากปลาดาวที่ตายหลายสิบตัว ที่ขนาด 50 ไมโครเมตร ประมาณครึ่งหนึ่งของความกว้างของเส้นผมมนุษย์ ร่างกายที่ดูเหมือนไม่มีลักษณะของกระดูกแต่ละอันทำให้เกิดรูปแบบคล้ายตาข่ายที่สะท้อนถึงการจัดเรียงอะตอมของคาร์บอนในเพชร
แต่โครงตาข่ายที่เหมือนเพชรเพียงอย่างเดียวไม่ได้อธิบายได้เต็มที่ว่ากระดูกต้นแขนแข็งแรงแค่ไหน
ภายในโครงตาข่ายนั้น อะตอมที่ประกอบเป็นแคลไซต์จะมีลวดลายของตัวเอง ซึ่งคล้ายกับชุดของรูปหกเหลี่ยมที่เรียงซ้อนกัน รูปแบบนั้นส่งผลต่อความแข็งแรงของแคลไซต์ด้วย โดยทั่วไป ความแรงของแร่จะไม่เท่ากันในทุกทิศทาง ดังนั้นการกดแคลไซต์ในบางทิศทางจึงมีแนวโน้มที่จะทำลายแคลไซต์มากกว่าแรงจากทิศทางอื่น ในกระดูกออสซิเคิล รูปแบบอะตอมและโครงตาข่ายเหมือนเพชรจะเรียงตัวกันในลักษณะที่ชดเชยจุดอ่อนที่แท้จริงของแคลไซต์
เป็นเรื่องลึกลับที่สัตว์เหล่านี้ทำโครงตาข่ายเหมือนเพชรได้อย่างไร ทีมของหลี่กำลังศึกษาปลาดาวตะปุ่มตะป่ำที่มีชีวิต โดยสำรวจคุณสมบัติทางเคมีว่ากระดูกก่อตัวอย่างไร การทำความเข้าใจว่าปลาดาวสร้างกระดูกของพวกมันอย่างไร อาจให้ข้อมูลเชิงลึกในการสร้างวัสดุที่มีรูพรุนที่แข็งแรงขึ้น ซึ่งรวมถึงเซรามิกบางชนิด
เราสามารถเรียนรู้ได้มากมายจากสิ่งมีชีวิตเช่นปลาดาวที่เราคิดว่าเป็นสัตว์ดึกดำบรรพ์ Li กล่าว
เสียดิน ในช่วงครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา เขตเปลี่ยนผ่านของน้ำจืดและน้ำเค็มในเอเวอร์เกลดส์ได้เคลื่อนตัวเข้าไปในแผ่นดินอย่างน้อยหนึ่งกิโลเมตร อันเนื่องมาจากระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นและการลดลงของน้ำจืดที่ไหลผ่านเอเวอร์เกลดส์ นักวิทยาศาสตร์บางคนเรียกการเปลี่ยนแปลงของน้ำเค็มในแผ่นดินนี้ว่า Anthropocene Marine Transgression ซึ่งเป็นการพยักหน้าให้ข้อเท็จจริงที่ว่าในท้ายที่สุดมนุษย์ต้องรับผิดชอบต่อการเพิ่มขึ้นของทะเลและการจัดการน้ำจืด
ส่วนหนึ่งเป็นปัญหาง่ายๆ เกี่ยวกับแรงดันน้ำ น้ำจืดที่ไหลลงมาจากพื้นดินหรือในชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดินดันออกสู่ทะเล หากก๊อกน้ำนั้นช้าจนมีน้ำหยดและแรงดันน้ำจืดลดลง น้ำทะเลจะมีความต้านทานน้อยกว่าและสามารถขับเข้าไปในแผ่นดินได้ไกลขึ้น เป็นปัญหาที่ชุมชนชายฝั่งหลายแห่งทั่วโลกต้องเผชิญเมื่อดึงออกจากบ่อน้ำหินอุ้มน้ำริมชายฝั่ง: การกำจัดน้ำจืดมากเกินไปในคราวเดียวทำให้น้ำทะเลเล็ดลอดเข้ามาและเป็นพิษในบ่อน้ำ เพิ่มระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้นให้กับส่วนผสม และเอเวอร์เกลดส์ที่อยู่ต่ำต้องเผชิญกับการบุกรุกของน้ำเค็มเหนือพื้นดินและเบื้องล่างสองครั้ง
เนื่องจากอยู่ใต้ดินจึงไม่สามารถมองเห็นโซนการบุกรุกของน้ำเค็มบนแผนที่ “แต่คุณสามารถเห็นผลดั้งเดิม … เหนือพื้นดิน” นักนิเวศวิทยาพื้นที่ชุ่มน้ำ Stephen Davis จาก Everglades Foundation ซึ่งเป็นกลุ่มไม่แสวงหาผลกำไรที่ตั้งอยู่ใน Palmetto Bay รัฐฟลอริดากล่าว “ความเค็มทำให้ชุมชนพืชล้มลงเป็นระยะ”
ตีที่ยากที่สุดคือหญ้าเลื่อยที่แพร่หลาย หญ้าเลื่อยเป็นสิ่งที่บึกบึน ทนทานต่อไฟป่าและเจริญเติบโตได้ดีแม้ในดินที่มีธาตุอาหารน้อย แต่น้ำเค็มเป็นอีกเรื่องหนึ่ง ในปี 2000 ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้สำรวจส่วนใต้สุดของเอเวอร์เกลดส์จากอากาศ นักวิจัยสังเกตเห็นรอยจุดแปลก ๆ ที่กระจายอยู่ทั่วผืนดิน ซึ่งเป็นหย่อมเปล่าที่หญ้าเลื่อยตาย “ภูมิประเทศบางส่วนเหล่านี้ดูเหมือนชีสสวิส” เดวิสกล่าว
ดินพรุอินทรีย์หนาเป็นส่วนประกอบสำคัญของพื้นที่ชุ่มน้ำหลายแห่ง รวมถึงเอเวอร์เกลดส์ด้วย เฟรด สลาร์ ผู้อำนวยการแผนกเอเวอร์เกลดส์แห่งเขตการจัดการน้ำเซาท์ฟลอริดาซึ่งตั้งอยู่ในเวสต์ปาล์มบีชกล่าว แต่ดินพรุเปราะบาง: น้ำจืดน้อยเกินไปและแห้ง และที่แย่กว่านั้น การรวมกันของน้ำจืดที่ลดน้อยลงและการเพิ่มขึ้นของน้ำเค็มคือการต่อยหนึ่งในสอง “เทอร์โบบูสต์ชนิดหนึ่งทำให้ดินสามารถพังทลายได้” เดวิสกล่าว การเปลี่ยนแปลงทางเคมีหรือทางชีววิทยาภายในดินพรุ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจนักว่าอะไรจะเกิดขึ้น จากนั้นจึงเกิดการพังทลายลงอย่างกะทันหัน ความสูงของดินลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เห็นรากของหญ้าเลื่อยซึ่งในที่สุดก็ตายสล็อตแตกง่าย
