微生物席中剪切诱导不稳定性形成的金尼耶亚化石
斑图形成与孤子
2015-09-25 v1 软凝聚态物质
摘要
Kinneyia是一类微生物介导的沉积化石。其特征是清晰的波纹结构，通常出现在曾经是潮间带栖息地并被微生物席覆盖的区域。迄今为止，对这些化石形成过程的解释尚无定论。微生物席的行为类似于粘弹性流体。我们提出，Kinneyia形成的关键机制是流动水作用下粘弹性薄膜中产生的开尔文-亥姆霍兹型不稳定性。薄膜中自发产生波纹起伏，其振幅随时间增长。理论预测表明，波纹不稳定性的波长与薄膜厚度成正比。使用粘弹性薄膜进行的实验证实了这一预测。形成的波纹图案的波长约为薄膜厚度的三倍。这种行为与薄膜的粘度和流动条件无关。通过玻璃珠的沉积形成了实验室模拟的Kinneyia，玻璃珠优先沉积在波纹的波谷中。形成了有序的图案，根据流速不同，观察到蜂窝状和平行脊状两种形态。这些图案与Kinneyia中发现的图案在形态、波长和振幅上吻合良好。
引用
@article{arxiv.1302.7186,
title = {Formation of Kinneyia via shear-induced instabilities in microbial mats},
author = {Katherine Thomas and Stephan Herminghaus and Hubertus Porada and Lucas Goehring},
journal= {arXiv preprint arXiv:1302.7186},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 8 figures, accepted for publication in Phil. Trans. R. Soc. A