Американские и французские инженеры с помощью рентгеновских лучей впервые сняли строительство муравейника в 3D. Статья с описанием метода и видео опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Эффективное предсказание устойчивости стенок тоннелей – нелинейная и довольно сложная задача, поскольку каждая крупица земли связана с соседними. Несмотря на это, насекомые, например, муравьи, в ходе эволюции стали умелыми землекопами и научились извлекать грунт без обвала тоннелей», – пишут авторы исследования.
В отличие от обычной фотографии, которую можно сделать со стороны, для рентгеновского снимка необходимо, чтобы объект был помещен между источником излучения и детектором. Поэтому ученые подготовили контейнер с грунтом со средним диаметром частиц около 2,3 мм и поместили его в аппарат для компьютерной томографии. После этого в контейнер запустили муравьев вида Pogonomyrmex occidentalis и начали делать объемные снимки каждые 10 минут в течение дня.
«Мы обнаружили, что вокруг муравьиных тоннелей ослабляется механическое напряжение между кусочками грунта за счет того, что насекомые возводят своды. В результате на каждую крупицу земли в зоне строительства оказывается меньшее давление, и муравьи могут не бояться выдернуть туго зажатую песчинку, удаление которой приведет к обрушению. Таким образом, высокая прочность тоннелей достигается за счет того, что его стены образуют арочный свод», – заключают ученые.