Semua stalagmit mengikuti aturan matematika, yang ditemukan para ilmuwan setelah membuat persamaan yang menunjukkan bagaimana formasi mineral dramatis berkembang menjadi berbagai bentuk.
Deskripsi matematis baru ini dapat membantu para ilmuwan mengekstrak data yang lebih akurat tentang kondisi iklim masa lalu, kata para peneliti dalam sebuah penelitian yang akan diterbitkan pada minggu 13 Oktober di jurnal PNAS.
Stalagmit dapat tumbuh setinggi ratusan kaki dari lantai gua dan memiliki berbagai bentuk – mulai dari kerucut yang tajam dan sempit hingga gundukan lebar dengan puncak datar. Batuan ini tercipta ketika air kaya mineral menetes dari langit-langit gua ke tempat yang sama selama ribuan tahun, di mana air tersebut terus-menerus menyimpan kalsit di sebuah menara yang tumbuh dari dasar gua.
Dalam studi barunya, Szymczak dan rekan-rekannya mengembangkan serangkaian persamaan matematika yang menggambarkan bagaimana semua bentuk ini terbentuk. Mereka menemukan bahwa bentuk stalagmit dipengaruhi oleh kecepatan tetesan air dari langit-langit gua ke stalagmit, dan seberapa cepat kalsit dalam air tertinggal. Ini dapat diwakili oleh satu nilai yang disebut bilangan Damköhler.
Air yang mengalir deras yang menetes dari langit-langit gua cenderung menghasilkan stalagmit yang runcing dan berbentuk kerucut, sedangkan air yang menetes lebih lambat ke tempat yang sama membentuk stalagmit yang lebih tebal dan berbentuk kolom. Ketika air menetes dari ketinggian, atau tidak menetes di tempat yang sama, stalagmit lebar dengan puncak datar dapat terbentuk.
Para ilmuwan kemudian memvalidasi persamaan mereka dengan membandingkan bentuk stalagmit yang diharapkan dalam kondisi berbeda dengan stalagmit sebenarnya yang diambil dari Gua Postojna di Slovenia.
“Saat kami membandingkan solusi analitik kami dengan sampel gua sebenarnya, kecocokannya sungguh luar biasa,” rekan penulis penelitian Matej Liparseorang ahli geografi fisik di Pusat Penelitian Akademi Ilmu Pengetahuan dan Seni Slovenia, mengatakan dalam pernyataan itu. “Ini menunjukkan bahwa bahkan dalam kondisi alami dan berantakan, geometri yang mendasarinya tetap ada.”
Para ilmuwan dapat menggunakan geometri ini untuk mendapatkan data yang lebih akurat tentang iklim masa lalu dari formasi tersebut, tulis para penulis dalam penelitian tersebut. Sama seperti lingkaran pohon, stalagmit tumbuh berlapis-lapis, mencatat informasi tentang curah hujan dan suhu dari waktu ke waktu. Para ilmuwan menggunakan rasio berbagai bentuk, atau isotop, karbon di setiap lapisan untuk mengekstrak informasi tersebut. Bentuk stalagmit mempengaruhi bagaimana lapisan-lapisan tersebut diendapkan, yang pada gilirannya dapat mempengaruhi bagaimana para ilmuwan menafsirkan kondisi di mana mereka tumbuh.
“Stalagmit adalah arsip iklim alami, tapi sekarang kita melihat bahwa geometrinya meninggalkan jejak tersendiri pada catatan isotop,” rekan penulis studi Anthony Laddseorang insinyur kimia di Universitas Florida, mengatakan dalam pernyataan itu. “Mengenali dampak ini akan memungkinkan kita mendapatkan informasi yang lebih andal tentang iklim di masa lalu.”
