Камни для парусного спорта (также называемые скользящими камнями , ходячими камнями , катящимися камнями и движущимися камнями ) являются частью геологического явления, при котором камни перемещаются и оставляют длинные следы на гладком дне долины без вмешательства животных. Движение скал происходит, когда в солнечные дни распадаются большие пласты льда толщиной в несколько миллиметров, плавающие в эфемерном зимнем пруду. Замерзшие холодными зимними ночами, эти тонкие плавающие ледяные панели двигаются ветром и толкают камни со скоростью до 5 метров в минуту.
Следы скользящих камней наблюдались и изучались в различных местах, в том числе в Маленькой Бонни Клэр Плайя в Неваде, [1] и наиболее известный в Racetrack Playa , Национальный парк Долины Смерти , Калифорния, где количество и длина треков примечательны.
Описание
Камни ипподрома усеивают пол плайи, преимущественно в южной части. Согласно историческим источникам, некоторые камни находятся на расстоянии около 100 м (300 футов) от берега, но большинство камней находится относительно близко к соответствующим выходам на поверхность. Выделены три литологических типа: (1) сиенит , наиболее распространенный на западной стороне плеера; (2) доломит , окатанные серо-голубые камни с белыми полосами; и (3) черный доломит, наиболее распространенный тип, почти всегда встречающийся в блоках с угловыми стыками или осколках. [2] Этот доломит составляет почти все камни, найденные в южной половине пляжа, и берет начало на крутом мысе высотой 260 м (850 футов), параллельном восточному берегу в южной части пляжа. Интрузивные магматические породы происходят из прилегающих склонов (большинство из которых представляют собой сиениты, богатые полевым шпатом коричневого цвета ). Гусеницы часто имеют длину до 100 м (330 футов), ширину от 8 до 30 см (от 3 до 12 дюймов) и обычно намного меньше 2,5 см (1 дюйм) в глубину. Большинство движущихся камней имеют диаметр от 6 до 18 дюймов (от 15 до 46 см).
Камни с грубым основанием оставляют прямые полосатые следы, а камни с гладким основанием имеют тенденцию блуждать. Камни иногда переворачиваются, обнажая другой край земли и оставляя за камнем другой след.
Трассы различаются как по направлению, так и по длине. Камни, которые начинаются рядом друг с другом, могут какое-то время перемещаться параллельно, прежде чем одна из них резко изменит направление влево, вправо или даже обратно к тому направлению, откуда они пришли. Длина тропы также варьируется - два камня одинакового размера и формы могут двигаться одинаково, затем можно двигаться вперед или останавливаться на своем пути.
Считается, что для движения камней необходим баланс очень специфических условий:
- Затопленная поверхность
- Тонкий слой глины
- Ветер
- Льдины
- Повышение температуры вызывает растрескивание льда
История исследований
В Racetrack Playa эти следы изучались с начала 1900-х годов, однако происхождение движения камней не было подтверждено [3] и оставалось предметом исследования, в отношении которого существовало несколько гипотез [4] . Однако по состоянию на август 2014 года была опубликована замедленная видеосъемка движущихся горных пород, показывающая, как камни движутся с высокой скоростью ветра в потоке тонких тающих пластов льда. Таким образом, ученые определили причину движущихся камней в толкании льда . [5] [6]
Раннее расследование
Первое задокументированное сообщение о феномене скользящей скалы датируется 1915 годом, когда старатель по имени Джозеф Крук из Фаллона, штат Невада, посетил сайт Racetrack Playa. [2] В последующие годы Ипподром вызвал интерес у геологов Джима Макаллистера и Аллена Агнью, которые в 1948 году составили карту коренных пород этого района и опубликовали самый ранний отчет о скользящих породах в Бюллетене Геологического общества Америки. В их публикации дается краткое описание борозд и скребков для плайя, утверждается, что точные измерения не проводились, и предполагается, что борозды представляют собой остатки скребков, приводимых в движение сильными порывами ветра, такими как переменные ветры, производящие пыльных дьяволов, на протяжении грязный пол плайя. [2] [7] Споры о происхождении борозд побудили к поиску возникновения подобных явлений в других местах. Такое место было найдено в Little Bonnie Claire Playa в округе Най, штат Невада, и это явление также изучалось там. [1] [8]
Натуралисты из Службы национальных парков позже написали более подробные описания, а в журнале Life был опубликован набор фотографий с ипподрома. В 1952 году рейнджер службы национальных парков по имени Луи Г. Кирк записал подробные наблюдения за длиной, шириной и общим курсом борозды. Он стремился просто исследовать и зафиксировать свидетельства явления движущихся горных пород, а не выдвигать гипотезы или создавать обширный научный отчет. В это время начались слухи о том, как движутся камни. На протяжении многих лет выдвигались различные, а иногда и своеобразные возможные объяснения - от сверхъестественного до очень сложных. Большинство гипотез, поддерживаемых заинтересованными геологами, утверждают, что сильные ветры, когда грязь влажная, по крайней мере частично ответственны. Некоторые камни весят столько же, сколько человек, что некоторые исследователи, такие как геолог Джордж М. Стэнли, опубликовавший статью по этой теме в 1955 году, считают слишком тяжелыми для ветров в этой местности. После обширного картирования следов и исследования вращения следов по отношению к вращению льдины, Стэнли утверждал, что ледяные щиты вокруг камней либо помогают поймать ветер, либо льдины вызывают движение скал.
Прогресс 1970-х
Боб Шарп и Дуайт Кэри начали программу мониторинга движения камней на ипподроме в мае 1972 года. В конце концов, 30 камней со свежими следами были промаркированы, и их местоположение было использовано кольями. Каждому камню давали имя, и изменения положения камней регистрировались за семилетний период. Шарп и Кэри также проверяли гипотезу о льдине, загоняя в загон выбранные камни. Загон диаметром 1,7 м (5,5 футов) был построен вокруг гусеничного камня шириной 3 дюйма (8 см) и веса 1 фунт (0,45 кг) с семью арматурными сегментами, расположенными на расстоянии 25–30 дюймов (64–76 см) друг от друга. Если ледяной покров вокруг камней увеличивал площадь поверхности, которую можно было ловить ветром, или помогал перемещать камни, волоча их по льдинам, то арматурный стержень должен, по крайней мере, замедлить и отклонить движение. Ни того, ни другого не произошло; камень едва не задел арматуру, когда в первую зиму переместился на 28 футов (8,5 м) к северо-западу от загона. В загон одновременно поместили два более тяжелых камня; один двинулся пятью годами позже в том же направлении, что и первый, но его спутник не двигался в течение периода исследования. Это указывало на то, что если лед играет роль в движении камней, то ледяные воротники вокруг камней должны быть небольшими.
Десять из первых 30 камней переместились в первую зиму, а Мэри Энн (камень А) преодолела самое большое расстояние - 212 футов (65 м). В двух из следующих шести зим, за которыми проводился мониторинг, также было несколько перемещений камней. Не было подтверждено, что камни двигались летом, а в некоторые зимы двигались только несколько камней. В конце концов, все камни, за исключением двух, сдвинулись в течение семилетнего исследования. Нэнси (камень H) диаметром 2,5 дюйма (6,4 см) был самым маленьким из наблюдаемых камней. Он также прошел самое большое совокупное расстояние, 860 футов (260 м), и самое большое одиночное движение зимой, 659 футов (201 м). Самый большой камень, который нужно было переместить, весил 80 фунтов (36 кг).
Карен (камень J) представляет собой блок доломита размером 29 на 19 на 20 дюймов (74 на 48 на 51 см) и весит примерно 700 фунтов (320 кг). Карен не двигалась в течение всего периода наблюдения. Камень, возможно, образовал свою прямую и старую дорожку длиной 570 футов (170 м) благодаря импульсу, полученному при его первоначальном падении на мокрый пляж. Однако Карен исчезла где-то до мая 1994 года, возможно, во время необычно влажной зимы 1992-1993 годов. Удаление искусственным путем считается маловероятным из-за отсутствия связанных повреждений плайи, которые могли бы нанести грузовик и лебедка. Возможные прицельная Karen была сделано в 1994 году, 1 / 2 мили (800 м) от Playa. Карен была заново открыта геологом Сан-Хосе Паулой Мессиной в 1996 году [9].
Продолжение исследований в 1990-х гг.
Профессор Джон Рид руководил шестью студентами-исследователями из Хэмпширского колледжа и Массачусетского университета в Амхерсте в последующем исследовании в 1995 году. Они обнаружили очень совпадающие следы от камней, которые двигались в конце 1980-х и зимой 1992–1993 годов. Было доказано, что, по крайней мере, некоторые камни были перемещены на льдинах, что не вызывает разумных сомнений. 1 ⁄ 2 мили (800 м) в ширину. Вещественные доказательства включали ряды линейных участков, которые могли быть созданы только движением тонких пластов льда. Следовательно, как ветер, так и ветер вместе с льдинами считаются движущими силами.
Физики Бэкон и др. изучение этого явления в 1996 году, основанное на исследованиях в Оуэнс Драй Лейк Плайя, обнаружило, что ветры, дующие на поверхности пляжа, могут сжиматься и усиливаться из-за гладких плоских поверхностей пляжа. Они также обнаружили, что пограничные слои (область прямо над землей, где ветры медленнее из-за сопротивления грунта) на этих поверхностях могут составлять всего 2 дюйма (5 см). В результате камни высотой всего несколько сантиметров чувствуют всю силу окружающего ветра и их порывов, которые могут достигать 90 миль в час (140 км / ч) во время зимних штормов. Такие порывы считаются инициирующей силой, в то время как инерция и устойчивый ветер заставляют камни двигаться, возможно, со скоростью умеренного бега.
И ветер, и лед являются предпочтительной гипотезой для этих скользящих горных пород. Отмеченный в статье «Поверхностные процессы и формы рельефа», Дон Дж. Истербрук упоминает, что из-за отсутствия параллельных путей между некоторыми каменными тропами это могло быть вызвано деградацией льдин, приводящей к альтернативным маршрутам. Хотя лед разбивается на более мелкие блоки, скалам все же необходимо скользить.
Развития 21 века
Дальнейшее понимание геологических процессов, действующих на Racetrack Playa, идет рука об руку с развитием технологий. В 2009 году разработка недорогих цейтраферных цифровых камер позволила фиксировать кратковременные метеорологические явления, включая пылевые дьяволы и наводнения. [10] Эти камеры были нацелены на то, чтобы запечатлеть различные стадии ранее упомянутых явлений, хотя последовало обсуждение скользящих камней. Разработчики фотографических технологий описывают сложность съемки скрытых скал ипподрома, поскольку движения происходят примерно раз в три года и, по их мнению, длились около 10 секунд. Следующим их достижением стало создание изображений, запускаемых ветром, которые значительно сократили десять миллионов секунд нетранзитного времени, которые им приходилось просеивать.
Было высказано предположение, что вокруг скал образуются небольшие ледяные плоти, которые плавно отрываются от мягкого слоя, уменьшая таким образом силы реакции и трения на дне. Поскольку этот эффект зависит от уменьшения трения, а не от увеличения сопротивления ветра, эти ледяные корки не обязательно должны иметь особенно большую площадь поверхности, если лед достаточно толстый, поскольку минимальное трение позволяет камням перемещаться при произвольно легком ветре. [8] [11]
Подтверждая теорию «ледяного плота», исследование выявило сужение тропы, возникновение прерывистых пружинных систем и отсутствие камней в конце тропы. Исследование выявило гористую местность, которая стекает воду к Ипподрому Плайя, в то время как лед покрыл прерывистое озеро. Это говорит о том, что эта вода плавно поднимает айсберги с погруженными в них камнями до тех пор, пока трение с пластом не уменьшится настолько, чтобы силы ветра сдвинули их и образовали наблюдаемые следы. Исследование также обеспечивает отображение и анализ воздействия искусственной канавы, предназначенной для предотвращения движения посетителей по пляжу, и они утверждают, что это может помешать явлению скользящей скалы. [12] [13]
Объяснение
В новостных статьях сообщалось, что тайна разгадана, когда исследователи наблюдали движения горных пород с помощью GPS и покадровой фотографии. 20 декабря 2013 года исследовательская группа засвидетельствовала и задокументировала движение горных пород, в котором участвовало более 60 горных пород, при этом некоторые камни перемещались на высоту 224 м в период с декабря 2013 года по январь 2014 года в результате множественных перемещений. Эти наблюдения противоречили более ранним гипотезам о ветрах или толстых ледяных породах, плывущих над поверхностью. Вместо этого камни движутся, когда большие ледяные щиты толщиной в несколько миллиметров, плавающие в эфемерном зимнем пруду, начинают разрушаться в солнечные дни. Эти тонкие плавучие ледяные панели [15], замерзающие холодными зимними ночами, двигаются легким ветром и толкают камни со скоростью до 5 м / мин (0,3 км / ч). Некоторые перемещения, измеренные с помощью GPS, длились до 16 минут, а некоторые камни перемещались более пяти раз за время существования пруда зимой 2013–2014 годов. [14] [16]
Возможное влияние изменения климата
Поскольку движение горных пород зависит от очень редкого набора обстоятельств, а именно, затопления обычно сухого плайя и холодных условий, позволяющих воде замерзнуть, более сухие зимы и теплые зимние ночи могут привести к тому, что такие обстоятельства будут происходить реже. Статистическое исследование Ральфа Лоренца и Брайана Джексона [17], посвященное изучению опубликованных отчетов о подвижках горных пород, показало (с вероятностью 4: 1) очевидное снижение в период между 1960–1990-ми годами и 21 веком.
Кража и вандализм камней
30 мая 2013 года газета Los Angeles Times сообщила, что официальные лица парка занимаются кражей нескольких камней из национального парка Долина Смерти. [18]
В августе 2016 года на пляже было оставлено около 10 миль следов от покрышек из-за того, что кто-то незаконно объехал его. [19] Фотограф, приехавший в сентябре, также заметил инициалы «D» и «K», недавно вырезанные на одной из скал. [20] Хотя в то время сообщения предполагали, что следователи опознали подозреваемого, вандал не был идентифицирован в марте 2018 года, когда группа добровольцев очистила следы шин от ипподрома, используя садовые инструменты и 750 галлонов воды. [21]
Смотрите также
- Качающийся камень
Рекомендации
- ^ a b Клементс, Томас Д. (1 сентября 1952 г.). «Обдуваемые ветром скалы и тропы на Маленькой Бонни Клэр Плайя, округ Най, Невада» . Журнал осадочных исследований . SEPM Общество осадочной геологии. 22 (3): 182–186. DOI : 10.1306 / D42694F4-2B26-11D7-8648000102C1865D . ISSN 1527-1404 . Проверено 18 мая 2013 года .
- ^ a b c Стэнли, GM, "Происхождение каменных следов Плайя, ипподром Плайя, графство Инио, Калифорния", Бюллетень Геологического общества Америки , 66, 1329–1350, 1955
- ^ «Эти камни движутся сами по себе» . Business Insider . Проверено 20 декабря 2012 года .
- ^ Даннинг, Брайан (15 января 2007 г.). «Скептоид № 21: Живые камни Долины Смерти» . Скептоид . Проверено 20 декабря 2012 года .
- ^ http://www.nature.com/news/wandering-stones-of-death-valley-explained-1.15773 Объяснение «Блуждающих камней» Долины Смерти [видео]
- ^ «США: тайна« парусных скал »наконец-то раскрыта» . BBC News . Проверено 30 августа 2014 .
- ↑ Кирк, Луи Г., «Следы и скалы, наблюдаемые на пляже в Национальном памятнике Долины Смерти, Калифорния», Journal of Sedimentary Petrology , 22.3, 173–181, 1952
- ^ а б Лоренц, Ральф; Джексон, Джек Ф .; Барнс, Джейсон У .; Спитале, Джо; Келлер, Джон М. (январь 2011 г.). «Ледяные плоты не плывут: скалы на ипподроме Playa» (PDF) . Американский журнал физики . 79 (1): 37–42. Bibcode : 2011AmJPh..79 ... 37L . DOI : 10.1119 / 1.3490645 . Проверено 24 июня 2011 года .
- ^ Кэхилл. «Долина смерти» . Журнал National Geographic.
- ^ Лоренц, Ральф Д. (2009). Брайан Джексон и Джейсон В. Барнс. «Недорогие цейтраферные цифровые камеры для изучения кратковременных метеорологических явлений: пыльных дьяволов и затопления Плайи» . Журнал атмосферных и океанических технологий . 27 : 246–256. DOI : 10.1175 / 2009JTECHA1312.1 .
- ^ Шеве, Филипп. «Лед предлагает возможное объяснение таинственных« самодвижущихся »скал Долины Смерти» . PhysOrg.com . Проверено 24 июня 2011 года .
- ^ Клетечка, Гюнтер; Гук, Роджер ЛеБ .; Райан, Эндрю; Феркана, Джордж; Маккинни, Изумруд; Швеблер, Кристофер П. (апрель 2013 г.). «Скользящие камни ипподрома Плайя, Долина Смерти, США: роль теплопроводности горных пород и колебания уровня воды». Геоморфология . 195 : 110–117. Bibcode : 2013Geomo.195..110K . DOI : 10.1016 / j.geomorph.2013.04.032 .
- ^ «Тайна« Парусных камней »Долины Смерти раскрыта» . Живая наука . Проверено 31 октября 2013 года .
- ^ а б Норрис, РД; Норрис, JM; Лоренц, РД; Рэй, Дж; Джексон, Б. (27 августа 2014 г.). «Скользящие камни на ипподроме Плайя, национальный парк Долина Смерти: первое наблюдение за движущимися камнями» . PLoS ONE . Публичная научная библиотека . 9 (8): e105948. Bibcode : 2014PLoSO ... 9j5948N . DOI : 10.1371 / journal.pone.0105948 . PMC 4146553 . PMID 25162535 .
- ^ Лоренц, Ральф; Norris, J .; Джексон, B .; Norris, R .; Chadbourne, J .; Рэй, Дж. (Июнь 2014 г.). Наблюдается "образование тропы из-за толканных льдом" парусных камней "на ипподроме Плайя в национальном парке Долина Смерти" . Обсуждения динамики земной поверхности . Коперник. 2 (2): 110–117. Bibcode : 2014ESuDD ... 2.1005L . DOI : 10.5194 / esurfd-2-1005-2014 .
- ^ Тайна движущихся камней Долины Смерти раскрыта . Wall Street Journal. 28 августа 2014 . Проверено 31 августа 2014 года .
- ^ Лоренц, Ральф; Джексон, Б. (2014). «Движение падающих камней на ипподроме Плайя, Национальный парк Долины Смерти: индикатор изменения климата?». Геоморфология . 211 : 116–120. Bibcode : 2014Geomo.211..116L . DOI : 10.1016 / j.geomorph.2013.12.034 .
- ^ Саагун, Луис. «Таинственные камни, украденные из национального парка Долина Смерти» . Лос-Анджелес Таймс .
- ^ «Следователи думают, что они знают, кто на внедорожнике разорвал хрупкий Ипподром Плайя в Долине Смерти» .
- ^ Лоусон, Курт. «Вандализм на легендарном ипподроме в национальном парке Долина Смерти» .
- ^ Брин, Генри. «Добровольцы стирают следы шин с ипподрома Долины Смерти» .
дальнейшее чтение
- Мессина, П., 1998, Скользящие камни ипподрома Плайя, Национальный парк Долина Смерти, Калифорния: Физические и пространственные влияния на поверхностные процессы . Опубликовал докторскую диссертацию, Департамент наук о Земле и окружающей среде, Городской университет Нью-Йорка, Нью-Йорк. University Microfilms, Incorporated, 1998.
- Мессина, П., Стоффер, П., и Кларк, К. К. Картирование блуждающих камней в Долине Смерти. GPS World, апрель 1997 г .: стр. 34–44.
- Шарп, Р.П., и А.Ф. Глейзер, 1997, Геология под ногами в Долине Смерти и Долине Оуэнс . Издательство Mountain Press, Миссула. ISBN 0-87842-362-1
- Стэнли, GM (1955). «Происхождение каменных дорожек Плайя, Ипподром Плайя, округ Инио, Калифорния». Бюллетень Геологического общества Америки . 66 (11): 1329–1350. Bibcode : 1955GSAB ... 66.1329S . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1955) 66 [1329: oopstr] 2.0.co; 2 .
- Reid, JB Jr; Баклин, EP; Copenagle, L .; Kidder, J .; Pack, SM; Полиссар, PJ; Уильямс, ML (1995). « Скользящие камни на ипподроме, Долина Смерти: что заставляет их двигаться? ». Геология . 23 (9): 819–822. Bibcode : 1995Geo .... 23..819R . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1995) 023 <0819: sratrd> 2.3.co; 2 .
- Sharp, RP; Кэри, DL; Reid, JB Jr; Полиссар, PJ; Уильямс (1996). « Скользящие камни на ипподроме, Долина Смерти: что заставляет их двигаться?; Обсуждение и ответ». Геология . 25 (8): 766–767. DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0766: sratrd> 2.3.co; 2 .
Внешние ссылки
- Как «Парусные камни» Долины Смерти перемещаются через пустыню? » , Smithsonian Magazine, июнь 2013 г.
- National Geographic: "Что движет бродячими камнями в Долине Смерти?"
- Racetrackplaya.org: Блог The Racetrack Playa - домашняя страница
- SJSU.edu: "Скользящие камни ипподрома Плайя" - Паула Мессина .
- Smith.edu: «Тайна скал на ипподроме в Долине Смерти» - Лена Флетчер и Энн Нестер .
- Physics Forums.com: «Феномен скользящей скалы» - онлайн-обсуждение .
- Обсуждения динамики земной поверхности: «Образование следов из-за толкаемых льдом« парусных камней », наблюдаемых на ипподроме Плайя, Национальный парк Долина Смерти»
- YouTube: «Движущиеся скалы ипподрома Долины Смерти» - видео Брайана Даннинга .
- Fox News.com: Почему камни Долины Смерти движутся сами по себе? - Филип Шеве .
- Plosone.org: «Скользящие камни на ипподроме Плайя, национальный парк Долина Смерти: первое наблюдение за движущимися камнями»