Почему камни в Долине Смерти движуться?
Камни танцующие, ползающие, движущиеся, ходячие, скользящие – как только не называют удивительный феномен, занимающий умы ученых-геологов более века! Почему движутся камни в Долине Смерти? Что за естественные или неестественные явления заставляют их время от времени перемещаться то по прямым линиям, то по резко изменяющимся траекториям? Почему одни валуны, проделав удивительный извилистый путь, останавливаются на месте, а другие – исчезают, оставив после себя лишь длинный, оборванный след?
Ответить на эти вопросы пытались несколько поколений ученых. В Долину Смерти не раз снаряжались экспедиции, с самым современным для своего времени оборудованием. Было выдвинуто множество гипотез, часть из которых получила подтверждение и была закреплена в диссертациях. Однако каждый раз не просто оставались вопросы без ответов, а появлялись всё новые и новые.
Проблема разрешилась лишь недавно в ходе очередной экспедиции, проведённой в 2011-2013 годах, когда для наблюдений были применены видеокамеры и датчики GPS-навигации.
Феномен Долины Смерти как природного объекта
Чтобы точнее представить себе сущность явлений, которые происходят в этом удивительном месте планеты, стоит поближе познакомиться с его природными условиями, в частности с особенностями географического положения, климата и геологии.
Долина Смерти – это равнинная низменность, расположенная на западе США в штате Калифорния. Её абсолютная высота имеет отрицательное значение – -86 м над уровнем моря. Это самое низкое место на североамериканском континенте, отгороженное от Тихого океана горными хребтами. В отдаленные исторические эпохи высота гор была значительно меньше, а на территории современной долины плескались тихоокеанские волны. Затем в результате горообразования хребты выросли и связь с океаном нарушилась. Оставшиеся воды поначалу превратились в озёра, но затем постепенно высохли, т. к. климат в этих местах стал аридным (очень засушливым). Дно покрылось соляными корками.
Циркуляция атмосферы в этом регионе такова, что ветры дуют с моря на сушу. Однако горы не пропускают влажный воздух вглубь континента, в результате чего осадки здесь бывают раз в несколько лет и в очень малом количестве. В горах формируются другие воздушные массы – сухие. Они время от времени спускаются в долину в виде очень сильных сухих ветров. С противоположной стороны долины своя микроциркуляция воздуха. Оттуда тоже дуют сильные ветры. В результате картина может быть такой: то сильные ветры дуют с запада, то резко меняют направление на противоположное и начинают дуть с востока, а нередко эти две воздушные массы с разными показателями давления и температуры сталкиваются на равнине, образуя настоящие многометровые смерчи.
Что касается температурного режима, то назвать его благоприятным тоже сложно. В летнее время средняя температура поднимается до + 50 °С, в ночное время зимой может опускаться до нуля. Кстати, именно в Долине Смерти была зафиксирована вторая по величине температура на планете – + 57 °С (рекорд по этому показателю принадлежит Ливийской пустыне – +57,7 °С).
Жаркий сухой климат не позволяет накапливаться почвенному слою. По этой же причине грунтовые воды залегают очень глубоко и не отличаются богатством горизонтов. Основной геологический процесс – это эрозия в виде оползней и разрушения прилегающих скал. Именно в результате этих природных явлений в долине и появляются сотни камней различной массы и размера.
Первые исследования феномена
Люди в этих местах появились давно. Однако наиболее активно окрестные районы начали заселяться во времена золотой лихорадки, когда толпы американцев и приезжих европейцев ринулись через всю страну в Калифорнию. Часть пути можно было преодолеть по железной дороге, но последние сотни миль – только в повозках. Чтобы сократить путь до цели, многие сворачивали в долину и двигались через неё. Во время одной из таких экспедиций скончался мужчина. Несмотря на то, что это была единственная смерть, и то, что человек, судя по всему, был тяжело болен, за долиной закрепилось такое жуткое название.
В эти времена люди обратили внимание не только на полезные ископаемые, которые здесь можно было добывать практически открытым способом, но и на странные явления – движущиеся камни. Вечером они были в одних местах, утром их находили в отдалении и прослеживался четкий путь передвижения. Разумеется, научно никто это и не пытался объяснить: всё списывали на сверхъестественные силы.
В начале XX века ученые открыли электромагнитное поле и явление решили списать на его проявление. Толком доказать ничего не смогли, однако это была первая попытка научного объяснения феномена.
Учёные всерьёз занялись исследованиями только в 1948 году. Геологи Дж. Макалистер и А. Агню провели картографические мероприятия и нанесли на карты камни вместе со следами их перемещения. Позже другие группы геологов, климатологов, исследователей в других областях знаний о Земле составили подробное описание места под название Рейстрек-Плайа и выдвинули массу гипотез относительно причин передвижения камней. Большинство учёных сошлось во мнении, что главной причиной являются ветры. Однако другие утверждали, что даже таких сильных порывов, которые бывают в этой местности, недостаточно, чтобы сдвинуть с места камни весом в несколько десятков килограммов, тем более переместить их на сотни метров.
В 1955 году геолог Дж. Стэнли из Мичиганского университета выдвинул свою теорию. Согласно ей, валуны перемещались под действием ветра, но только тогда, когда в результате сезонных дождей с одновременным замораживанием почвы под камнями образовывался ледовый слой, что и позволяло камням скользить.
Исследования Шарпа и Кэри
Настоящее системное и многолетнее исследование было проведено в период с 1972 по 1979 гг американскими учеными Робертом Шарпом из Калифорнийского технологического института и Дуайтом Кэри из университета Лос-Анджелеса.
Выбравшись на местность, учёные отобрали 30 экземпляров валунов различной формы и веса. Ради шутки или ради удобства всем им были присвоены женские имена, их первоначальное положение зафиксировали колышками и начали наблюдать. Проверялись гипотезы перемещения в результате размокания глинистой почвы в летнее время под воздействием дождей и в результате образования ледяной корки зимой.
В первую зиму сдвинулось десять из тридцати камней, один из которых «прополз» 64 м. На протяжении двух последующих зим двигались и другие камни, а вот летом никакого движения даже после дождя и размокания грунта не наблюдалось. За 7 лет наблюдений только 2 камня не изменили своего местоположения. При этом самый маленький экземпляр преодолел за одну зиму расстоянии более 200 м, а вес самого тяжелого «ходока» составил 36 кг.
Физическое перемещение валунов и их траектории были тщательно описаны и зафиксированы, однако ни одна из проверяемых теорий полностью не подтвердилась.
Дальнейшие исследования
В 90-е годы на эту же тему была защищена очередная диссертация. В ней американка Пола Мессина доказала, что лёд не может выступать в качестве главной движущей силы. Главный аргумент – камни двигались не параллельными курсами, а также могли резко менять направление движения. По мнению автора решающую роль в перемещении играет сложная роза ветров. Профессор Мессина более 20 лет наблюдала за камнями, но так и не нашла ответов на множество вопросов. Например, почему одни камни движутся, а другие, расположенные поблизости, нет? Если их передвигает ветер, а направления потоков воздуха достаточно систематичны, почему валуны разбросаны по всей долине? Почему часть камней, завершив путь, остаётся на месте, а в других местах наблюдается путь, есть его окончание, но нет камня? И это далеко не все вопросы оставшиеся на тот период без ответов.
Разгадка
Ясность в вопрос была внесена совсем недавно. Очередной эксперимент был начат в 2011 году физиками из университета Хопкинса под руководством планетолога Ральфа Лоренца. Традиционно были отобраны камни (15 штук). Все их изначально разместили в южной части долины, поскольку все движения начинаются именно в этом районе. На каждом валуне закрепили датчик GPS-навигации и организовали непрерывное видеонаблюдение.
В первые два года ни один камень не сдвинулся с места. И лишь зимой 2013 года началось движение. В этот год в район Рейстрек-Плайя заглянул редкий по мощности циклон. Он принес огромное количество осадков в виде дождя со снегом, а ночью все это замерзло. Дно покрылось ледяной коркой толщиной всего 3-5 мм. Но лёд не остался целым куском, а раскололся на плиты, в каждой из которых оказался вмороженным валун, и камни поехали. Скорость составила 5 м/мин. Всё фиксировалось на камеру. За два зимних месяца (декабрь и январь) некоторые камни преодолели по 225 м.
Теперь всё стало ясно. Чтобы валуны пришли в движение, необходимо стечение ряда обстоятельств. В одном из самых сухих и жарких мест на земле должны:
- выпасть сильные осадки в зимнее время;
- температура резко опуститься ниже нуля;
- дуть сильный ветер, который поможет растрескаться льду и сдвинет камни с места.
Такие условия могут сложиться лишь на рассвете зимней морозной ночи, потому что когда появятся первые лучи солнца, лёд растает и движение прекратится.
Кривизну траекторий и резкую смену направлений движения объяснили столкновениями валунов между собой и изменением скорости ветра. Всё оказалось очень просто. Ответили даже на вопрос, куда исчезает часть переместившихся валунов. Оказалось, что отсутствие камня в конце пути говорит о том, что движущейся была льдина, которая просто растаяла. Таким образом, в главном вопросе о том, почему движутся камни в Долине Смерти, а также в ряде сопутствующих, была поставлена точка.
