De volksmond van Noorwegen is vol van legendes over reusachtige trollen. En met wat fantasie zijn in de grillige bergen, tegen de ondergaande zon, inderdaad hun silhouetten te herkennen. Geen wonder dus dat de wezens ook als makers worden gezien van de stenen cirkels op Spitsbergen, de eilandengroep ten noorden van Noorwegen. De grootste cirkels hebben een diameter van een meter of twee. Maar trollen of andere intelligente wezens hebben er niets mee te maken. Sterker, de meeste figuren liggen in gebieden waar amper mensen komen – naast Spitsbergen ook in afgelegen delen van Alaska, op Groenland, en in het noorden van Canada. “Ik voorspel dat de figuren overal zijn waar de bodem in min of meer vaste cycli bevriest, ontdooit, weer bevriest, et cetera,” zegt aardwetenschapper Mark Kessler. “Voorwaarde is wel dat er stenen aan de oppervlakte liggen, en dat het gebied niet verstoord wordt.” Dat wil zeggen: de omgeving moet tenminste enkele eeuwen niet betreden zijn door grote wezens, want zo lang hebben de figuren nodig om tot stand te komen. Kessler, verbonden aan de Universiteit van Californië in Santa Cruz, concludeert dat uit een computermodel dat hij samen met Brad Werner bouwde. Deze week beschrijven de twee in het vakblad Science hoe het model op het computerscherm patronen maakt die identiek zijn aan de figuren in de natuur. Temperatuurschommelingen blijken stenen en bodem in beweging te zetten. De grond in de gebieden is vochtig, en opgebouwd uit fijne korreltjes. Bij dalende temperaturen bevriest het water tot lensvormige ijsblokjes – zogeheten ‘ijslenzen’ – die de grond omhoog duwen als ze groeien. En dat kan fors uitpakken: grondstijgingen van enkele tientallen centimeters zijn geen uitzonderingen. Stilaan komen dan ook de stenen aan de oppervlakte in beweging. Maar dat is niet alles. Door hun groei ontwateren de ijslenzen de bodem, en worden de omringende grondkorrels steeds harder samengeperst. Ondergrondse stenen worden als gevolg daarvan opzij geduwd. Gaat het later dooien, en zuigt de samengeperste bodem het weer vloeibare water op, en zet weer uit. Dat gebeurt echter alleen in verticale richting. De weggeduwde ondergrondse stenen komen met andere woorden niet terug. Op die manier raken stenen en bodem steeds meer van elkaar gescheiden. Waar immers onder de grond een steen is weggeduwd, komt ruimte voor grond die van boven naar beneden zakt. Die raakt bij nieuwe vorst weer samengeperst, duwt de aangrenzende stenen verder weg, et cetera. Na verloop van eeuwen komen stenen steeds dichter bij andere stenen te liggen, en hoopt zich elders steeds meer bodem op. Uiteindelijk tekent zich dat als geometrische figuren ook boven de grond duidelijk af. Kenmerken als de helling van het gebied, de hoeveelheid stenen, en de grootte van de korreltjes bepalen dan wat het wordt – cirkels, veelhoeken, of wat dan ook. Vanwege de schoonheid van de bestudeerde landschappen wordt de geomorfologie, het precieze vakgebied van Kessler en Werner, vaak de ‘science of scenery’ genoemd. Hun collega’s proberen het ontstaan van de landschappen meestal te verklaren door de stenen en korreltjes los van elkaar te bekijken. Daar moeten we nu maar eens mee stoppen, stelt een commentator in Science. Het artikel van Kessler en Werner maakt volgens hem duidelijk dat je de onderdelen van een landschap niet los van elkaar mag zien. Ze beïnvloeden elkaar. Het zijn de korreltjes die de ondergrondse stenen wegduwen, en het zijn de stenen die ruimte maken voor de aanvoer van nieuwe korreltjes. De elementen organiseren zichzelf, en hun samenwerking bepaalt welke patronen het landschap sieren. Het computermodel zal wellicht een toepassing krijgen in de bouw. In het afgelegen noorden kunnen bodemprocessen met de cirkels en veelhoeken fraai uitpakken. Maar bij de oude aanpak, waarin de elementen los van elkaar worden gezien, en niet goed te voorspellen is welke kant de stenen op gaan rollen bij de aanleg van bijvoorbeeld een metrobuis, dan kan de ‘science of scenery’ van de bovengelegen stad in een heel ander daglicht komen te staan. Marc Koenen M.A. Kessler en B.T. Werner: Self-Organization of Sorted Patterned Ground. In: Science, vol. 299, p. 380 (17 januari 2003).