在西伯利亚的贝加尔湖冰面上，自然创造了艺术。在那里的冰湖上，可以发现石头平衡在狭窄的冰柱上，仿佛经过精心雕刻和放置。这些被称为‘禅石’，科学家们终于弄清楚了这些形成是如何发生的——通过在实验室中重现这一现象。物理学家发现，石头充当了一种遮阳伞，遮挡了太阳辐射，防止冰升华，从而形成了一个支撑石头的薄冰结构。此外，石头本身的远红外黑体辐射在冰柱的基部周围创造了浅凹。
‘禅石’是迷人的自然结构，由一块石头站在纤细的冰柱上组成，其起源长期以来被误解，’法国国家科学研究中心的物理学家Nicolas Taberlet和Nicolas Plihon在他们的最新研究中解释道。研究人员通过在实验室的真空室中重现这一过程来探索这些冰柱的形成机制。一块代表石头的铝盘被放置在冰块上，然后在来自腔室壁的红外黑体辐射下升华。
在没有铝盘的情况下，冰均匀地升华，模仿阴天漫射阳光的各向同性。当铝盘被放置在冰上时，研究人员观察到冰柱的形成，尽管是在故意加速的速率下——在自然界中，形成过程可能需要几周时间。然后，他们使用数值建模来帮助理解正在发生的事情。这揭示了漫射太阳辐射使冰表面升华——也就是说，直接将其转化为蒸汽，绕过液态阶段。然而，石头的存在导致升华速率不均匀。石头充当了一种遮阳伞，使得最保护的薄柱最后升华。
研究人员解释说，柱基部的凹腔——符合石头的形状——是由石头本身发出的远红外黑体辐射形成的，其在-20至0摄氏度的温度范围内发射。‘虽然遮阳伞效应在禅石的整体动力学中占主导地位，但石头发出的远红外辐射是一个必要的次要效应，它创造了围绕冰柱的凹陷，’他们在论文中写道。