原创 万物杂志 把科学带回家
撰文 | 阿娴
审校 | Skin
见过石头会长头发,石头会生孩子后,石头再做出什么样惊天动地的事情好像都不足为奇了。但是,会“走路”的石头还是挺稀奇的,你见过吗?
(图源网络)
在美国加利福尼亚州和内华达州交界处,有一座神秘的沙漠山谷——死亡谷,这里常年无人居住,很少看到飞禽走兽。从许多方面来看,死亡谷都是一个奇怪的地方。比如它曾被评为夏天地球上最热的地方,同时也是北美地区最干燥和海拔最低(低于海平面86m)的地方。
在死亡谷一望无际的沙海中,有一个位于东边的卡顿伍德山脉和西边的尼尔森山脉之间的浅滩——赛马场普拉亚(Racetrack Playa)。在大雨期间,水从周围的山脉冲刷下来流入普拉亚,会形成一个浅且短暂的内流湖。在炎热又缺少降雨的时候,湖里薄薄的一层水会全部蒸发掉,留下柔软光滑的泥土,这时湖底的巨石也都显露出来。
图源wiki
当然,最奇怪的还是这里的岩石能沿着浅滩的地面移动。尽管没有人亲眼见过它们移动,但石头留下的痕迹和它们位置的周期性变化可以清楚地表明它们确实在移动。
你以为这些石头只是简单的移动吗?并不是!一些彼此距离较近的石头可能会同时平行移动,突然其中一个石头停下来,另一块石头会继续移动;有些石头在移动过程中还会突然改变方向,向左、向右甚至是向后移动;更有趣的是,有些石头还会在干涸的湖床上翻个面,把“身体”的另一面暴露出来。
缓慢滚动|YouTube
是人或动物干的吗?但是这里人迹罕至,地面上也没有其他生物经过的踪迹。难道是外星人或是某种神秘力量?关于移动岩石现象的第一个记录可以追溯到1915年,一位名叫约瑟夫·克鲁克(Joseph Crook)的探矿者去寻找贵金属,发现了岩石移动的轨迹。但这个谜题已经令科学家困惑了接近一个世纪。
科学家提出了几种较为科学的理论来解释石头的神秘运动。例如地震、地球磁场。也有人认为是强风将石头吹动的,并解释道:赛马场普拉亚在雨量充沛的季节时有水,使得石头下的黏土相对松软,当旱季来临大风一刮,石头就很容易发生滚动。然而,强风吹动石头移动的说法遭到了许多科学家的质疑,因为有些移动的石头重达320千克,很难有如此强力的风吹动它们。
GPS及其电池组被放置在岩石顶部钻出的空腔中|参考资料[2]
直到2014年,几位非常有耐心的研究人员在斯克里普斯海洋学研究所、美国宇航局和其他机构的帮助下,首次利用延时摄影捕捉到了石头的运动过程。理查德·诺里斯(Richard D. Norris)和他的表弟詹姆斯·诺里斯(James M. Norris)早在2011年就开始了对移动石头的研究,并创立了“滑石研究计划”。
他们在赛马场普拉亚附近建立了一个气象站,用来每隔1秒钟测量一次风速。他们还带了15块自己找的石头放置在湖面上(死亡谷国家公园管理局不允许他们使用赛马场普拉亚上的原生岩石,因此他们在外面找了几块差不多的石头),这些石头上还装有GPS跟踪装置。
弯弯曲曲的移动轨迹|参考资料[2]
实验开始后,该论文的作者之一、约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的拉尔夫·洛伦茨(Ralph Lorenz)曾怀疑这将是“有史以来最无聊的实验”,他们需要等待石头移动,然而这可能需要花费五年甚至是十年。
幸运的是,在2013年12月4日和12月20日他们就用延时摄影捕捉到了以每分钟4.5米的速度移动的岩石,最终移动了224米。理查德·诺里斯在声明中表示,做科研有时也有运气成分。“原本我们预计五年或十年都没有任何进展,但项目启动仅两年,就恰好在正确的时间里亲眼目睹了它的发生。”
石头:“我先run了!”|wiki
结果表明,岩石移动现象多发生在冬季,是冰、水和风完美平衡的结果。要让石头成功跑起来,首先要满足干涸的湖床上有一层浅水。其次,夜间温度需要足够低,足以形成一层冰(大概3~5毫米厚),这层冰既不能太薄,也不能太厚,因为它需要在能满足自由移动的同时,还得足够结实。
最后,在阳光明媚的日子里,阳光使得冰层融化导致冰块破裂成一块块漂浮冰板。在微风的作用下,漂浮冰板产生冰推力推动前方的岩石,并在水底柔软的泥浆中留下一道道前进的痕迹。
图源wiki
圣巴巴拉工程公司的吉姆·诺里斯(Jim Norris)表示:“有的人可能亲眼目睹了石头在移动,但却并没有意识到。这是因为,如果一块石头周围的所有石头都在运动,那么你很难看出它是否在运动。”
赛马场普拉亚上的这些岩石保持运动的时间从几秒到十几分钟不等,一个岩石在到达目的地之前通常会“走走停停”多次。洛伦兹说:“有证据表明,由于气候变化,自20世纪70年代以来,岩石运动的频率可能有所下降,我们越来越难以观测到这一自然奇景了。”
参考资料:
[1]https://www.nationalparks.org/connect/blog/sailing-stones-death-valley
[2]https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0105948
[3]https://earthsky.org/earth/death-valley-sliding-slithering-sailing-stone-mystery-solved/
[4]https://en.wikipedia.org/wiki/Racetrack_Playa
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原标题:《美国神秘死亡谷,石头竟然会走路?背后的奇怪力量困扰科学家一百年》
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