天然多孔介质中溶解前缘的回缩

多孔材料在流场中的溶解塑造了许多地质景观的形态。识别溶解前缘，即溶解介质中反应区与未反应区之间的界面，是研究溶解动力学的先决条件。尽管其具有根本的重要性，但从未有过关于演化中的天然微观结构中溶解前缘动力学的报道。在此我们展示了一种出乎意料的自发迁移现象：溶解前缘逆流场压力梯度而回缩。这种回缩源于渗流不稳定性诱导的表面生成，这可导致反应表面远大于非原位几何表面。实时X射线成像观测与基于nanoCT确定的岩石静态图像的模拟之间的高度一致性支持了这些结果。两者均表明，天然多孔介质的原位比表面积依赖于流场，并反映了表面生成与破坏之间的平衡。所报道的动力学挑战了许多关于水岩相互作用长期以来的认识，并为调和反应动力学野外与实验室测量之间的差异提供了启示。