Kamienie żeglarskie

„Ruchome skały” przekierowuje tutaj. W przypadku innych zastosowań zobacz Wandering Rocks (ujednoznacznienie) .
Kamień żeglarski w Racetrack Playa

Kamienie żeglarskie (zwane także przesuwającymi się skałami , chodzącymi skałami , toczącymi się kamieniami i ruchomymi skałami ) są częścią zjawiska geologicznego , w którym skały poruszają się i zapisują długie ścieżki wzdłuż gładkiego dna doliny bez interwencji zwierząt. Ruch skał ma miejsce, gdy duże, cienkie tafle lodu unoszące się na efemerycznym stawie zimowym pękają w słońcu. Zamarznięte podczas mroźnych zimowych nocy, te cienkie, pływające tafle lodu są napędzane przez wiatr i przesuwają skały z prędkością do 5 m (16 stóp) na minutę.

Ślady przesuwających się skał były obserwowane i badane w różnych miejscach, w tym w Little Bonnie Claire Playa w Nevadzie, a najsłynniejsze w Racetrack Playa w Parku Narodowym Doliny Śmierci w Kalifornii, gdzie liczba i długość torów są godne uwagi.

Opis

Tory są czasami nieliniowe.

Kamienie toru wyścigowego pokrywają podłogę Playa, głównie w południowej części. Relacje historyczne identyfikują niektóre kamienie około 100 m (330 stóp) od brzegu, jednak większość kamieni znajduje się stosunkowo blisko ich odpowiednich wychodni. Zidentyfikowano trzy typy litologiczne:

  • sjenit , występujący najliczniej po zachodniej stronie playa;
  • dolomit , zaokrąglone niebiesko-szare kamienie z białymi pasami;
  • czarny dolomit, najpowszechniejszy typ, występujący prawie zawsze w kątowych blokach spoin lub taśmach.

Ten dolomit składa się z prawie wszystkich kamieni znalezionych w południowej części playa i pochodzi ze stromego cypla o wysokości 260 m (850 stóp), równoległego do wschodniego brzegu na południowym krańcu playa. Natrętne skały magmowe pochodzą z sąsiednich zboczy (większość z nich to jasnobrązowy sjenit bogaty w skalenie). Tory mają często do 330 stóp (100 m) długości, około 8 do 30 cm (3 do 12 cali) szerokości i zazwyczaj znacznie mniej niż 2,5 cm (1 cal) głębokości. Większość ruchomych kamieni ma średnicę od około 15 do 46 cm (6 do 18 cali).

Kamienie o szorstkim dnie pozostawiają proste, prążkowane ślady, podczas gdy te o gładkim dnie mają tendencję do wędrowania. Kamienie czasami się przewracają, odsłaniając inną krawędź na ziemi i pozostawiając inny ślad po kamieniu.

Trasy różnią się zarówno kierunkiem, jak i długością. Skały, które zaczynają się obok siebie, mogą przez pewien czas podróżować równolegle, zanim jedna nagle zmieni kierunek w lewo, w prawo, a nawet z powrotem w kierunku, z którego przybyła. Długość szlaku również jest zróżnicowana – dwie skały o podobnej wielkości i kształcie mogą podróżować jednostajnie, wtedy jedna może iść do przodu lub zatrzymać się na jej torze.

Uważa się, że do poruszania się kamieni potrzebna jest równowaga określonych warunków:

  • Zalana powierzchnia
  • Cienka warstwa gliny
  • Wiatr
  • Kry
  • Ocieplenie temperatury powodujące pękanie lodu

Historia badań

Dwie skały w Racetrack Playa

W Racetrack Playa tory te były badane od początku XX wieku, jednak pochodzenie ruchu kamieni nie zostało potwierdzone i pozostało przedmiotem badań, dla których istniało kilka hipotez. Jednak od sierpnia 2014 r. Opublikowano materiał wideo poklatkowy przedstawiający poruszające się skały, pokazujący skały poruszające się z dużymi prędkościami wiatru w strumieniu cienkich, topniejących tafli lodu. W ten sposób naukowcy ustalili, że przyczyną poruszających się kamieni jest pchnięcie lodem .

Wczesne dochodzenie

Pierwsza udokumentowana relacja o zjawisku przesuwania się skał pochodzi z 1915 roku, kiedy to poszukiwacz imieniem Joseph Crook z Fallon w stanie Nevada odwiedził miejsce Racetrack Playa. W następnych latach Racetrack wzbudził zainteresowanie geologów Jima McAllistera i Allena Agnew, którzy sporządzili mapę podłoża skalnego tego obszaru w 1948 roku i opublikowali najwcześniejszy raport o przesuwających się skałach w biuletynie Geologic Society of America. Ich publikacja zawierała krótki opis bruzd i drapaczy playa, stwierdzając, że nie wykonano dokładnych pomiarów i sugerując, że bruzdy były pozostałościami drapaczy napędzanych przez silne podmuchy wiatru – takie jak zmienne wiatry, które wytwarzają diabły pyłowe – na przestrzeni błotnista podłoga Playa. Kontrowersje wokół pochodzenia bruzd skłoniły do ​​poszukiwania występowania podobnych zjawisk w innych miejscach. Takie miejsce znaleziono w Little Bonnie Claire Playa w hrabstwie Nye w Nevadzie i tam również badano to zjawisko.

Przyrodnicy z National Park Service napisali później bardziej szczegółowe opisy, a magazyn Life zamieścił zestaw zdjęć z toru wyścigowego. W 1952 roku strażnik Parku Narodowego, Louis G. Kirk, zarejestrował szczegółowe obserwacje długości, szerokości i ogólnego przebiegu bruzdy. Starał się po prostu zbadać i zapisać dowody zjawiska poruszających się skał, a nie stawiać hipotezy ani tworzyć obszernego raportu naukowego. W tym czasie zaczęły się spekulacje na temat ruchu kamieni. Przez lata proponowano różne, a czasem idiosynkratyczne, możliwe wyjaśnienia, od nadprzyrodzonych po złożone. Większość hipotez preferowanych przez zainteresowanych geologów zakłada, że ​​​​przynajmniej częściowo odpowiedzialne są silne wiatry, gdy błoto jest mokre. Niektóre kamienie ważą tyle, co człowiek, co według niektórych badaczy, na przykład geologa George'a M. Stanleya, który opublikował artykuł na ten temat w 1955 r., jest zbyt ciężkie, aby wiatry w okolicy mogły się poruszać. Po obszernym mapowaniu torów i badaniach rotacji torów w stosunku do rotacji kry, Stanley utrzymywał, że pokrywy lodowe wokół kamieni albo pomagają złapać wiatr, albo kry inicjują ruch skał.

Postęp w latach 70

Bob Sharp i Dwight Carey rozpoczęli program monitorowania ruchu kamieni na torze wyścigowym w maju 1968 roku. Ostatecznie oznaczono 30 kamieni ze świeżymi śladami, a do oznaczenia ich lokalizacji użyto palików. Każdemu kamieniowi nadano nazwę, a zmiany w położeniu kamieni rejestrowano przez okres siedmiu lat. Sharp i Carey przetestowali również hipotezę kry lodowej, gromadząc wybrane kamienie. Zagroda o średnicy 1,7 m (5,5 stopy) została wykonana wokół kamienia do torów o szerokości 8 cm (3 cale) i wadze 0,45 kg (1 funt) z siedmioma prętami zbrojeniowymi segmenty umieszczone w odległości od 64 do 76 cm (25 do 30 cali) od siebie. Jeśli warstwa lodu wokół kamieni albo zwiększyła powierzchnię łapania wiatru, albo pomogła przesuwać kamienie, ciągnąc je za sobą w kry, wówczas pręt zbrojeniowy powinien przynajmniej zwolnić i odchylić ruch. Żaden z nich nie pojawił się; Kamień ledwo ominął pręt zbrojeniowy, gdy pierwszej zimy przesunął się 8,5 m (28 stóp) na północny zachód od zagrody. W zagrodzie umieszczono jednocześnie dwa cięższe kamienie; jeden przeniósł się pięć lat później w tym samym kierunku co pierwszy, ale jego towarzysz nie poruszył się w okresie badań. To wskazywało, że jeśli lód odgrywał rolę w ruchu kamieni, to kołnierze lodowe wokół kamieni musiały być małe.

panorama Drogi Mlecznej ze śladami żeglujących kamieni: Zwróć uwagę na kamień po prawej stronie .

Dziesięć z początkowych 30 kamieni przesunęło się pierwszej zimy, a Mary Ann (kamień A) pokonała najdłuższy dystans na 65 m (212 stóp). W dwóch z następnych sześciu monitorowanych zim również wiele kamieni się poruszyło. Potwierdzono, że latem nie poruszały się żadne kamienie, aw niektóre zimy nie poruszały się żadne lub tylko kilka kamieni. Ostatecznie wszystkie monitorowane kamienie z wyjątkiem dwóch poruszyły się podczas siedmioletniego badania. Nancy (kamień H) o średnicy 6,4 cm (2,5 cala) był najmniejszym monitorowanym kamieniem. Przesunął również najdłuższą łączną odległość, 260 m (860 stóp), i największy pojedynczy ruch zimowy, 201 m (659 stóp). Największy kamień do przeniesienia ważył 36 kg (80 funtów).

Karen (kamień J) to blok dolomitu o wymiarach 74 na 48 na 51 centymetrów (29 na 19 na 20 cali) i waży około 320 kg (700 funtów). Karen nie poruszyła się podczas okresu monitorowania. Kamień mógł stworzyć swój 170-metrowy, prosty i stary tor z pędu uzyskanego po początkowym upadku na mokrą playę. Jednak Karen zniknęła jakiś czas przed majem 1994 r., Prawdopodobnie podczas niezwykle mokrej zimy 1992–1993. Usunięcie sztucznymi środkami jest uważane za mało prawdopodobne ze względu na brak związanych z tym uszkodzeń playa, które spowodowałaby ciężarówka i wyciągarka. Możliwą obserwację Karen dokonano w 1994 r., 800 m ( 1 / 2 mi) z Playa. Karen została ponownie odkryta przez geologa z San Jose, Paulę Messinę, w 1996 roku.

Kontynuacja badań w latach 90

Profesor John Reid poprowadził sześciu studentów z Hampshire College i University of Massachusetts Amherst w dalszych badaniach w 1995 roku. Znaleźli bardzo spójne ślady z kamieni, które poruszały się pod koniec lat 80. i zimą 1992–93. Ponad wszelką wątpliwość udowodniono, że przynajmniej niektóre kamienie zostały przemieszczone w kry, która może mieć szerokość do 800 m ( 1 ⁄ 2 mil). Dowody fizyczne obejmowały połacie obszarów z liniami, które mogły powstać jedynie poprzez przesuwanie cienkich tafli lodu. W związku z tym uważa się, że zarówno sam wiatr, jak i wiatr w połączeniu z kry lodową są siłami napędowymi.

Kolejny żeglarski kamień w Racetrack Playa

Fizycy Bacon i in. badając to zjawisko w 1996 roku, na podstawie badań w Owens Dry Lake Playa, odkryli, że wiatry wiejące na powierzchniach playa mogą być ściśnięte i zintensyfikowane z powodu gładkich, płaskich powierzchni playa. Odkryli również, że warstwy graniczne (obszar tuż nad ziemią, gdzie wiatry są wolniejsze z powodu oporu gruntu) na tych powierzchniach mogą mieć zaledwie 5 cm (2 cale). W rezultacie kamienie o wysokości zaledwie kilku centymetrów odczuwają pełną siłę otaczających wiatrów i ich porywów, które podczas zimowych burz mogą osiągnąć prędkość 140 km/h (90 mph). Uważa się, że takie podmuchy są siłą inicjującą, podczas gdy pęd i utrzymujące się wiatry utrzymują kamienie w ruchu, prawdopodobnie tak szybko, jak umiarkowany bieg.

Zarówno wiatr, jak i lód są preferowaną hipotezą dla tych przesuwających się skał. Odnotowany w „Surface Processes and Landforms”, Don J. Easterbrook wspomina, że ​​z powodu braku równoległych ścieżek między niektórymi ścieżkami skalnymi może to być spowodowane degeneracją kry lodowej, co skutkuje alternatywnymi trasami. Chociaż lód rozpada się na mniejsze bloki, skały nadal muszą się przesuwać.

Rozwój XXI wieku

Dalsze zrozumienie procesów geologicznych zachodzących w Racetrack Playa idzie w parze z rozwojem technologicznym. W 2009 roku rozwój niedrogich cyfrowych aparatów poklatkowych umożliwił uchwycenie przejściowych zjawisk meteorologicznych, w tym diabłów pyłowych i powodzi w playa. Kamery te miały na celu uchwycenie różnych etapów wspomnianych wcześniej zjawisk, choć wywiązała się dyskusja na temat przesuwających się kamieni. Twórcy technologii fotograficznej opisują trudność uchwycenia ukrytych skał toru wyścigowego, ponieważ ruchy występują tylko raz na trzy lata i ich zdaniem trwały około 10 sekund. Kolejnym zidentyfikowanym postępem były zdjęcia wywołane wiatrem, znacznie skracające dziesięć milionów sekund czasu bez tranzytu, przez który musieli przesiewać.

Postulowano, że wokół skał tworzą się małe tratwy lodu, a skały są wypornie unoszone z miękkiego dna, zmniejszając w ten sposób siły reakcji i tarcia w złożu. Ponieważ efekt ten zależy od zmniejszenia tarcia, a nie od zwiększenia oporu wiatru, te bryłki lodu nie muszą mieć szczególnie dużej powierzchni, jeśli lód jest odpowiednio gruby, ponieważ minimalne tarcie pozwala na przesuwanie skał przez dowolnie lekkie wiatry.

Potwierdzając teorię „tratwy lodowej”, badanie wykazało, że zwężają się szlaki, przerywane źródła i końce szlaków nie mają kamieni. Badanie wykazało, że woda spływała z wyższych obszarów do Playa, podczas gdy lód pokrywał przerywane jezioro. Sugeruje to, że ta woda wypornie unosi kry z osadzonymi skałami, dopóki tarcie o dno playa nie zostanie zmniejszone na tyle, aby wiatr je poruszył i spowodował obserwowane ślady. W badaniu przeanalizowano również sztuczny rów, który ma uniemożliwić odwiedzającym poruszanie się po playa, i stwierdzono, że może on zakłócać osuwanie się skał.

W 2020 roku NASA wykluczyła potencjalne przyczyny przemieszczania się kamieni w wyniku mat mikrobiologicznych i fal wodnych generowanych przez wiatr na podstawie skamieniałości śladów dinozaurów.

Wyjaśnienie

Skała z jednostką GPS wewnątrz zagłębienia wywierconego w jej szczycie

Artykuły prasowe informowały o rozwiązaniu zagadki, gdy naukowcy obserwowali ruchy skał za pomocą GPS i fotografii poklatkowej. Największy ruch skał, który zespół badawczy zaobserwował i udokumentował, miał miejsce 20 grudnia 2013 r. i obejmował ponad 60 skał, przy czym niektóre skały poruszały się do 224 metrów (245 jardów) między grudniem 2013 r. a styczniem 2014 r. w wielu zdarzeniach ruchowych. Obserwacje te przeczyły wcześniejszym hipotezom o silnych wiatrach lub grubym lodzie unoszącym skały z powierzchni. Zamiast tego skały poruszają się, gdy duże pokrywy lodowe o grubości kilku milimetrów pływające w efemerycznym stawie zimowym zaczynają się rozpadać w słoneczne poranki. Te cienkie pływające tafle lodu, zamarznięte podczas mroźnych zimowych nocy, są napędzane przez lekkie wiatry i pchnięcia skały z prędkością do 5 m/min (0,3 km/h; 0,2 mph). Niektóre ruchy mierzone przez GPS trwały do ​​16 minut, a wiele kamieni poruszyło się ponad pięć razy podczas istnienia stawu playa zimą 2013–2014.

Możliwy wpływ zmian klimatycznych

Ponieważ ruch skał zależy od rzadkich okoliczności, zalanie zwykle suchej playa i zamarznięcie wody, bardziej suche zimy i cieplejsze zimowe noce spowodowałyby, że takie okoliczności występowałyby rzadziej. Badanie statystyczne przeprowadzone przez Ralpha Lorenza i Briana Jacksona, badające opublikowane raporty o ruchach skał, sugerowało (z prawdopodobieństwem 4: 1) widoczny spadek między latami 60. a 90. XX wieku a XXI wiekiem.

Kradzież i wandalizm skał

30 maja 2013 r. Los Angeles Times poinformował, że urzędnicy parku badają kradzież kilku skał z Parku Narodowego Doliny Śmierci.

W sierpniu 2016 r. ktoś, kto jeździł po niej nielegalnie, pozostawił na playa około 16 km (10 mil) śladów opon. Fotograf, który odwiedził to miejsce we wrześniu, zauważył również inicjały „D” i „K” nowo wyryte w jednej ze skał. Chociaż ówczesne doniesienia sugerowały, że śledczy zidentyfikowali podejrzanego, wandala nie zidentyfikowano w marcu 2018 r., kiedy zespół ochotników oczyścił ślady opon z toru wyścigowego za pomocą narzędzi ogrodniczych i 2800 l (750 galonów amerykańskich) wody.

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sailing_stones&oldid=1140480701 ”