Sekskantede mønstre i naturen

Hej Spørg om Fysik
Jeg har et spørgsmål omkring hvorfor naturen i sin forstand har tendens til at samle sig i sekskanter.

F.eks når jord trækker sig sammen kommer der sekskanter i jorden hvor revnerne er. Søjlebasalt er også sekskantet f.eks.

Håber I kan give et godt svar!

Med venlig hilsen
P O

Når varm lava køles på jordens overflade og størkner, vil der ofte være en del spændinger i den størknede lava. Disse spændinger kan, ligesom når kogende vand hældes i et skrøbeligt glas, lede til dannelsen af sprækker.

Materialer trækker sig typisk sammen ved nedkølning, og hvis man ikke køler lige hurtigt over alt, vil de kolde områder trække i de varme, og ligesom når et papir rives i stykker, dannes der sprækker i den størknede lava.

Sprækkerne vokser i den retning, hvor materialet køles, hvilket typisk vil være fra overfladen og ind i materialet.

Optimal udnyttelse af pladsen

I mudder får afdampningen af fugt fra mudderets overflade, mudderet til at trække sig sammen, og der kan dannes sprækker analogt til basaltsøjlerne.

Hvorfor er basaltsøjlerne arrangeret i et sekskantet mønster? Eller med andre ord, hvorfor danner sprækkerne et sekskantet mønster?

Bitavlerne er sekskantede fordi det giver en optimal udnyttelse af pladsen. Sprækkerne danner sekskanter, fordi det er en optimal måde at slippe af med spændingerne i det nedkølede materiale på. 

Jo længere afstand der er mellem to sprækker, desto større er spændingerne i materialet.

Derfor vil der typisk være en fast afstand mellem sprækkerne. De områder, som sprækkerne omkranser, og som er forholdsvis frie for spændinger, arrangeres ligesom bitavlerne optimalt i et sekskantet mønster.

Man kan vise, at spændingerne mest effektivt frigives ved at sprækkerne vokser, i takt med afkølingen, i et sekskantet mønster. Når det så er sagt, så finder naturen ikke altid den matematisk bedste løsning.

Hvis man er i områder med basaltsøjler, vil man ofte kunne finde mange femkanter og syvkanter, og endda firkanter.

Ved Giants Causeway i Irland skulle man efter sigende endda kunne finde en trekantet søjle.

Med venlig hilsen
Joachim Mathiesen