Кольцевые рифы — атоллы — обычно объясняют так: кораллы нарастают по краю вулканического острова, а сам остров медленно опускается. Остаётся полое кольцо, которое может тянуться на километры. Но спутниковые снимки показывают похожие кольца и у совсем маленьких рифов, где вулканов нет и опускания не было. Иногда маленькие колечки встречаются внутри больших атоллов — как кольца внутри колец.
Авторы новой работы решили проверить, могут ли кольца возникать сами собой — из-за взаимодействия роста кораллов и морских течений. Они построили компьютерную модель: кораллы растут по простым правилам, погибают от нехватки пищи или слишком сильного потока, а вода движется по законам физики. Запустили симуляцию — и получили кольцевые рифы самых разных размеров: от маленьких пятен до больших атоллов. Формы совпали с реальными.
Модель не просто нарисовала похожие картинки. Она воспроизвела числовые закономерности из глобальных баз данных: как размер рифа связан с его формой, какая у него фрактальная размерность (мера изрезанности контура). Это значит, что кольцевые рифы — не всегда след вулкана. Иногда их лепит сам океан.
Такой механизм объясняет, почему кольца встречаются на самых разных масштабах — от метров до десятков километров. Природа использует один и тот же рецепт: рост плюс течение. И тогда атолл — не памятник утонувшему вулкану, а живой узор, который рисует вода.
Фрактальная размерность — это число, которое показывает, насколько изрезан контур. У кольцевых рифов она близка к 1.3 — как у береговой линии Норвегии.