Da sottilissimi coni a imponenti colonne, la forma delle stalagmiti ci lascia spesso a bocca aperta. Queste formazioni, tra le più iconiche in natura, si formano quando l’acqua ricca di minerali che gocciola dal soffitto delle grotte si deposita sul pavimento innalzando strati di calcite. Ma cosa determina la forma delle stalagmiti? A rispondere è oggi un team di ricercatori dell’Università di Varsavia, dell’Università della Florida, dell’Accademia slovena delle scienze e delle arti e del Centro medico universitario di Lubiana, che ha fornito la prima descrizione matematica della forma di questi archivi naturali, che, proprio come gli anelli degli alberi, registrano antichi cambiamenti climatici nella loro crescita a strati. Lo studio è stato pubblicato su Pnas.
Per capire la matematica dietro la forma delle stalagmiti, i ricercatori sono partiti da un modello matematico di crescita delle stalagmiti che prevede come una stalagmite “ideale” cresce quando le condizioni nella grotta rimangono costanti. Da qui, hanno potuto calcolare che le stalagmiti si sviluppano con una forma non casuale, ma secondo un preciso fattore di controllo. Si tratta, nel dettaglio, di un parametro chiamato numero di Damköhler, che rappresenta il rapporto tra la velocità di precipitazione della calcite e il flusso dell’acqua. Quando il gocciolamento è concentrato e costante, per esempio, questo crea una forma delle stalagmiti a colonna, mentre un gocciolamento diffuso produce sommità piatte. Quando, invece, la portata è elevata o quando l’acqua gocciola direttamente sulla stalagmite dal soffitto della grotta, possono emergere forme coniche e appuntite.
