Парусные камни - Sailing stones

"Движущиеся камни" перенаправляются сюда. Для использования в других целях см. Блуждающие скалы (значения).
Парусный камень в Ипподром Playa

Парусные камни (также называемый скользящие скалы, прогулочные скалы, катящиеся камни, и движущиеся камни) являются частью геологическое явление в котором камни движутся 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 плавучие ледяные щиты двигаются ветром и толкать скалывается со скоростью до 5 метров в минуту.

Следы скользящих скал наблюдались и изучались в различных местах, в том числе в Литл-Бонни-Клэр-Плайя в Неваде,[1] и самое известное в Ипподром Playa, Национальный парк Долина Смерти, Калифорния, где заметно количество и длина трасс.

Описание

Дорожки иногда бывают нелинейными.

Камни ипподрома покрывают пол плайи, преимущественно в южной части. Согласно историческим источникам, некоторые камни находятся на расстоянии около 100 м (300 футов) от берега, однако большинство камней находится относительно близко к соответствующим выходам на поверхность. Выделяют три литологических типа: (1) сиенит, наиболее многочисленны на западной стороне пляжа; (2) доломит 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, обнаруженные в южной половине пляжа, и берет начало на крутом мысе высотой 260 м (850 футов), параллельном восточному берегу в южной части пляжа. Навязчивый вулканическая порода берет начало на прилегающих склонах (большинство из них коричневого цвета полевой шпат -богатый сиенит). Гусеницы часто имеют длину до 100 м (330 футов), ширину от 8 до 30 см (от 3 до 12 дюймов) и, как правило, 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 низом оставляем прямыми полосатый следы, а с гладким дном склонны 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 один 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

Две скалы в Ипподром Playa

В Racetrack Playa эти треки изучаются с начала 1900-х годов, но происхождение каменного движения не было подтверждено.[3] и остался предметом исследования, для которого выдвинуто несколько гипотез.[4] существовал. 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. толкать лед.[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 поискать аналогичные явления 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]

Натуралистов из Служба национальных парков позже написал более подробные описания и Жизнь журнал представил серию фотографий с ипподрома. В 1952 году рейнджер Службы национальных парков по имени Луис 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, по крайней мере частично, причиной этого являются сильные ветры, когда грязь влажная. 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 этом районе. 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 что 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 помечены, 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 фута) был построен вокруг гусеничного камня шириной 3 дюйма (8 см) и веса 1 фунт (0,45 кг) с семью арматура сегменты расположены на расстоянии от 25 до 30 дюймов (от 64 до 76 см) друг от друга. Если ледяной покров вокруг камней увеличивал площадь поверхности, улавливаемую 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.

А панорама из Млечный Путь со следами парусных камней внизу: Обратите внимание на камень с правой стороны.

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 совсем или 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 преодолел наибольшее суммарное расстояние, 860 футов (260 м), и самое большое одиночное движение зимой, 659 футов (201 м). Самый большой камень для перемещения 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. Возможное наблюдение Карен было сделано в 1994 году. 1⁄2 миль (800 м) от пляжа. 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 Хэмпширский колледж и Массачусетский университет в Амхерсте в последующем исследовании, проведенном в 1995 году. Они обнаружили весьма совпадающие следы от камней, которые двигались в конце 1980-х и зимой 1992–1993 годов. По крайней мере, было доказано, что вне разумных сомнений некоторые камни были перемещены на льдинах, которые могут быть до 1⁄2 ми (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.

Еще один парусный камень в Ипподром Playa

Физики Бэкон и другие. изучение этого явления в 1996 году на основе исследований в Owens Dry Lake Playa, обнаружило, что ветры, дующие на поверхности playa, могут быть сжаты и усилены из-за гладких плоских поверхностей playa. Они также обнаружили, что пограничные слои (область прямо над землей, где ветры медленнее из-за сопротивления грунта) на этих поверхностях может быть 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 распадается 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 снимать 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 захвата скрытых скал ипподрома, поскольку движение происходит примерно раз в три года, и, по их мнению, длилось 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, и камни плавно отрываются от мягкого дна, 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, так как минимальное трение позволяет камням перемещаться при произвольно легком ветре.[8][11]

Подтверждая теорию «ледяного плота», исследование выявило сужение тропинок, возникновение прерывистых пружинных систем и отсутствие камней в конце троп. Исследование выявило гористую местность, которая стекает воду в сторону ипподрома Playa, 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 в достаточной степени, 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

Камень с устройством GPS внутри углубления, просверленного в его вершине[14]

В новостных статьях сообщалось о разгадке тайны, когда исследователи наблюдали движения горных пород с помощью GPS и покадровая фотография. Исследовательская группа засвидетельствовала и задокументировала движение горных пород 20 декабря 2013 года, в котором участвовало более 60 камней, при этом некоторые камни перемещались на высоту 224 м в период с декабря 2013 года по январь 2014 года в ходе нескольких событий движения. Эти наблюдения противоречили более ранним гипотезам о ветрах или толстых льдах, плывущих над поверхностью. Вместо этого камни перемещаются, когда большие ледяные щиты толщиной в несколько миллиметров, плавающие в эфемерном зимнем пруду, начинают разрушаться в солнечные дни. Эти тонкие плавучие ледяные щиты,[15] замерзают холодными зимними ночами, двигаются легким ветром и толкать 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 2013-14 гг.[14][16]

Возможное влияние изменения климата

Поскольку движение горных пород зависит от очень редкого набора обстоятельств, а именно, затопления обычно засушливого плайя и холодных условий, позволяющих воде замерзнуть, более сухие зимы и более теплые зимние ночи будут вызывать такие обстоятельства реже. Статистическое исследование Ральфа Лоренца и Брайана Джексона[17] изучение опубликованных отчетов о движении горных пород предположило (с вероятностью 4: 1) очевидное снижение в период между 1960–1990-ми годами и 21-м веком.

Кража и вандализм камней

30 мая 2013 г. Лос-Анджелес Таймс сообщил, 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 шин, когда кто-то незаконно объехал его.[19] Фотограф, приехавший в сентябре, также заметил инициалы «D» и «K», недавно вырезанные на одной из скал.[20] Хотя сообщения того времени 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

Рекомендации

  1. ^ а б Клементс, Томас Д. (1 сентября 1952 г.). «Обдуваемые ветром скалы и тропы на Маленькой Бонни Клэр Плайя, округ Най, Невада». Журнал осадочных исследований. Общество осадочной геологии SEPM. 22 (3): 182–186. Дои:10.1306 / D42694F4-2B26-11D7-8648000102C1865D. ISSN  1527-1404. Получено 18 мая 2013.
  2. ^ а б c Стэнли, Г. М., "Происхождение каменных дорожек Плайя, ипподром Плайя, графство Инио, Калифорния", Бюллетень Геологического общества Америки, 66, 1329–1350, 1955
  3. ^ "Эти камни движутся сами по себе". Business Insider. Получено 20 декабря 2012.
  4. ^ Даннинг, Брайан (15 января 2007 г.). "Скептоид № 21: Живые камни Долины Смерти". Скептоид. Получено 20 декабря 2012.
  5. ^ http://www.nature.com/news/wandering-stones-of-death-valley-explained-1.15773 Объяснение «блуждающих камней» Долины Смерти [Видео]
  6. ^ «США: тайна« парусных скал »наконец-то раскрыта». Новости BBC. Получено 30 августа 2014.
  7. ^ Кирк, Луи Дж., "Следы и скалы, наблюдаемые на пляже в Национальном памятнике Долины Смерти, Калифорния", Журнал осадочной петрологии, 22.3, 173–181, 1952
  8. ^ а б Лоренц, Ральф; Джексон, Брайан К .; Барнс, Джейсон У .; Спитале, Джо; Келлер, Джон М. (январь 2011 г.). «Ледяные плоты не плывут: плывут по скалам на ипподроме Playa» (PDF). Американский журнал физики. 79 (1): 37–42. Bibcode:2011AmJPh..79 ... 37л. Дои:10.1119/1.3490645. Получено 24 июн 2011.
  9. ^ Кэхилл. "Долина Смерти". Журнал National Geographic.
  10. ^ 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. Дои:10.1175 / 2009JTECHA1312.1.
  11. ^ Шеве, Филипп. "Лед предлагает возможное объяснение таинственных" самодвижущихся "скал Долины Смерти". PhysOrg.com. Получено 24 июн 2011.
  12. ^ 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:2013 Geomo.195..110K. Дои:10.1016 / j.geomorph.2013.04.032.
  13. ^ "Тайна" Парусных камней "Долины Смерти раскрыта". Живая наука. Получено 31 октября 2013.
  14. ^ 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. Дои:10.1371 / journal.pone.0105948. ЧВК  4146553. PMID  25162535.
  15. ^ Лоренц, Ральф; Norris, J .; Джексон, B .; Norris, R .; Chadbourne, J .; Рэй, Дж. (Июнь 2014 г.). «Следы, образовавшиеся из-за ледяных« парусных камней », наблюдаемых на ипподроме Playa в национальном парке Долина Смерти». Обсуждения динамики земной поверхности. Коперник. 2 (2): 110–117. Bibcode:2014ESuDD ... 2.1005L. Дои:10.5194 / esurfd-2-1005-2014.
  16. ^ Тайна движущихся камней Долины Смерти раскрыта. Wall Street Journal. 28 августа 2014 г.. Получено 31 августа 2014.
  17. ^ Лоренц, Ральф; Джексон, Б. (2014). «Движение нисходящей скалы на ипподроме Плайя, национальный парк Долина Смерти: индикатор изменения климата?». Геоморфология. 211: 116–120. Bibcode:2014 г. Geomo.211..116L. Дои:10.1016 / j.geomorph.2013.12.034.
  18. ^ Саагун, Луис. «Таинственные камни, украденные из национального парка Долина Смерти». Лос-Анджелес Таймс.
  19. ^ «Следователи думают, что они знают, кто на внедорожнике разорвал хрупкую гоночную трассу в Долине Смерти».
  20. ^ Лоусон, Курт. «Вандализм на легендарном ипподроме в национальном парке Долина Смерти».
  21. ^ Брин, Генри. «Добровольцы стирают следы шин на ипподроме Долины Смерти».

дальнейшее чтение

внешняя ссылка