"Mystérieux cercles de fées" : quel est ce phénomène ?

Dans les déserts de Namibie et d'Australie, d'étranges cercles sans végétation sont dessinés sur le sol, souvent entourés d'un anneau d'herbes plus hautes. L'origine de ces cercles a été établi par une théorie du mathématicien Alan Turing.

Les "cercles de fées" forment des motifs qui recouvrent le sol des déserts.
Les "cercles de fées" forment des motifs qui recouvrent le sol des déserts.

Les "cercles de fées" sont des taches hexagonales sans végétation qui apparaissent à la surface de certains déserts, comme la Namibie et l'Australie. Beaucoup d'entre eux sont entourés d'un anneau de végétation plus haute alors que leurs diamètres peuvent aller de quelques mètres à plus de 20 mètres. Ils sont connus depuis le début du XXe siècle et leur origine était un mystère pendant des décennies, mais de nouvelles données confirment que le modèle d'Alan Turing pourrait expliquer ce phénomène.

Selon ce concept de Turing, chez certains systèmes, en raison de perturbations aléatoires et d'un mécanisme de "réaction-diffusion", l'interaction entre deux substances provoquait l'apparition spontanée de diverses structures ou motifs. Cette théorie était surprenante et contre-intuitive, car jusqu'à présent on croyait que la diffusion avait tendance à s'homogénéiser. C'était la base pour expliquer les motifs que nous voyons dans la fourrure et les peaux d'animaux, tels que les rayures zébrées ou les anneaux de serpent.

Les modèles précédents avaient suggéré que cette théorie pourrait être appliquée à ces modèles de végétation intrigants et il existe maintenant des données solides confirmant que le modèle d'auto-organisation d'Alan Turing s'applique également aux "cercles de fées" australiens. Des chercheurs d'Allemagne, d'Australie et d'Israël qui ont mené l'étude ont constaté que la formation de ces modèles creux espacés était une conséquence du retour d’interaction entre l'eau et la biomasse, car avec cette forme la distribution des ressources en eau est optimisée et améliore l'environnement pour faire face aux conditions arides du désert.

Les avantages des motifs hexagonaux

"En s'organisant en cercles, la végétation environnante bénéficie d'une source d'eau supplémentaire, car la pluie dans les clairières pénètre ainsi la végétation", ont déclaré les scientifiques. De plus, la végétation plus élevée de la périphérie augmente l'ombre et l'infiltration d'eau dans le sol.Il a également été démontré que la couverture végétale protectrice pouvait réduire la température de la surface du sol d'environ 25°C au moment le plus chaud de la journée, facilitant ainsi la germination et la croissance de la nouvelle végétation.

La même théorie qui explique les "cercles de fées" explique également les dessins formés sur les fourrures animales.
La même théorie qui explique les "cercles de fées" explique également les dessins formés sur les fourrures animales.

En résumé, les scientifiques ont trouvé des preuves que les graminées possédant ces structures, avec leur dynamique de croissance coopérative, redistribuent les ressources en eau, modulent l'environnement physique et fonctionnent ainsi comme des "ingénieurs des écosystèmes" pour modifier leur propre environnement et mieux faire face aux conditions arides. De cette façon, ils maintiennent l'écosystème aride fonctionnel même dans des conditions très dures et sèches.

Lorsque le mathématicien britannique Alan Turing a publié son article théorique révolutionnaire sur la formation de motifs en 1952, il est probable qu'il n'avait jamais entendu parler des cercles de fées auparavant. Mais avec sa théorie, il a jeté les bases pour que des générations de physiciens expliquent des modèles hautement symétriques, tels que ceux qui apparaissent dans les vagues de sable des dunes, les stries de nuages dans le ciel ou la fourrure d'un animal.