Тайна Долины Смерти. Почему в пустыне плавают камни

МОСКВА, 21 дек — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. На плите песчаника возрастом 200 миллионов лет с отпечатками лап динозавров ученые обнаружили следы "плавающих камней" — таких же, как в Долине Смерти. Что это за феномен и чем объясняется — в материале РИА Новости.

Движущиеся камни — ровесники динозавров

Один из докладов на декабрьском заседании Американского геофизического союза был посвящен не совсем обычной для этого научного форума теме. Палеонтолог Пол Олсен из Колумбийского университета США сообщил, что на одной из плит песчаника раннеюрского периода, представленной в Государственном парке динозавров в Коннектикуте, рядом с отпечатками лап завроподоморфного динозавра Otozoum moodii видна борозда, которую интерпретировали как след древнего "плавающего камня".

© Lull, R.S., 1915

Каменная плита с отпечатками лап динозавра и следом движущегося камня из Коннектикута (США)

Камни-путешественники

Плавающие, скользящие, ползущие камни — так называют геологический феномен, с которым ученые впервые столкнулись в начале XX века на высохшем озере Рейстрек-Плайя в Долине Смерти в США. Валуны, иногда весом до 320 килограмм, скатывающиеся на плоское дно котловины с окружающих доломитовых скал, таинственным образом, без какого-либо участия людей или животных, перемещаются на сотни метров, оставляя за собой отчетливые следы. Причем не всегда прямые: иногда камни поворачивают — по дуге или под прямым углом.

Камни приходят в движение всего раз в два или три года, следы сохраняются на протяжении трех-четырех лет. Валуны с ребристой нижней поверхностью оставляют более отчетливые прямые борозды, а с плоской — блуждают из стороны в сторону. Иногда камни переворачиваются.

CC BY-SA 4.0 / Lgcharlot /

Движущийся камень на высохшем озере Рейстрек-Плайя в Долине Смерти в США

Как раскрыли тайну

СМИ заговорили о вмешательстве сверхъестественных сил. Ученые предположили, что все дело в сильном ветре.

Однако камни явно были слишком тяжелыми для любого ветра. В 1955 году геолог Джордж Стэнли из Мичиганского университета предложил гипотезу "ледяных плотов". В период сезонного неглубокого затопления озера на поверхности воды при похолодании образуются льдины. Они движутся, а вмороженные в них камни оставляют следы. В частности, Стэнли ссылался на то, что траектории близких камней практически параллельны и повторяют изгибы друг друга.

Эту гипотезу поддержал другой американский геолог, Джон Ноэль Эрл Вебер. Он описал, как образовывались следы от камней на мелководье Большого Невольничьего озера в Канаде.

В 1995 году ученые из Гемпширского колледжа США под руководством профессора Джона Рейда, обобщив результаты наблюдений за два десятилетия, показали, что борозды от камней, появившиеся холодной и влажной зимой 1992–1993 года, очень похожи на следы конца 1980-х годов, когда на поверхности озера тоже образовывался лед. Сделали вывод о том, что камни двигались вместе с увлекаемыми потоками воды льдами.

В 2011 году американские физики во главе с планетологом Ральфом Лоренцом из университета Джонса Хопкинса экспериментально подтвердили, что даже очень тонкий лед при одновременном воздействии ветра способен сдвинуть с места довольно большие камни. Вмерзшие в лед валуны фактически приподнимаются над поверхностью, что облегчает их перемещение.

Чтобы поставить точку в дискуссиях, ученые провели детальные полевые исследования в Долине Смерти с применением камер непрерывной фиксации, параллельных метеорологических наблюдений и GPS-слежения.

Эксперимент начали зимой 2011-го. Пятнадцать тестовых камней с закрепленными на них GPS-датчиками поместили в южной части котловины озера — там, откуда обычно начинают путь валуны, скатившиеся со склона горы.

Первые два года не дали никаких результатов. А потом ученым повезло. В конце ноября 2013 года редкий зимний циклон принес в район Рейстрек-Плайя мощные осадки в виде дождя и снега. Южная часть озера ночью покрылась ледяной коркой толщиной три-шесть миллиметров, которая раскололась на отдельные льдины, и валуны двинулись вместе с ними со скоростью около пяти метров в минуту.

В декабре 2013-го и январе 2014-го камни преодолели 224 метра. Мобильные эпизоды продолжались от нескольких секунд до 16 минут. Все это фиксировали камеры. Таким образом тайна ползучих камней была раскрыта.

CC BY 4.0 / 2014 Norris et al. /

Траектории движения тестовых камней, расположенных в виде смежных групп. Максимальное перемещение было зафиксировано 20 декабря 2013 года, когда и был сделан этот снимок. Ветер северо-восточный, четыре-пять метров в секунду

Ледяные плоты и микробные маты

Чтобы камни пришли в движение, требуется редкое совпадение природных условий. Прежде всего надо, чтобы в Долине Смерти, самом сухом месте на Земле, прошел сильный дождь. Затем температура воздуха должна резко упасть, чтобы вода замерзла до того, как успеет испариться. И, наконец, необходим достаточно сильный ветер, разбивающий лед на льдины и перемещающий их по мелкой воде под ними.

Влага скапливается только в южной части озера, которая глубже северной на четыре сантиметра. А льдины движутся на север, так как с трех других сторон котловина окружена горами.

Такие условия возможны лишь на рассвете после морозной ночи. Утром, когда солнце растапливает тонкую корку льда, камни уже не шевелятся.

Кривизна и резкие повороты траектории — результат изменений скорости и направления ветра, а также столкновений льдин.

Ученые также выяснили, откуда берутся борозды, на концах которых нет камней. Раньше администрация парка думала, что камни забирают туристы в качестве сувениров. На самом деле, "бесхозные" следы оставляют нагромождения льдин, потом растаявших.

Удивительно то, что механизм захвата и переноса камней льдом, характерный для высокогорья и арктических побережий, на Рейстрек-Плайя действует в условиях жаркого субтропического климата.

Авторы эксперимента считают, что то же самое происходит на других озерах, где обнаружены движущиеся камни: Литл-Бонни-Клэр-Плайя и Алкали-Флэт в штате Невада, Бонневиль-Плайя в штате Юта и Магдалина в Южной Африке.

А вот следы на дне озера Алтильо-Чика в центральной Испании объясняют иначе. По мнению исследователей, основную роль здесь играют микробные маты — тонкие биогенные пленки, покрывающие дно на мелководье. При высыхании неглубокого водоема подталкиваемые ветром камни легко скользят по их гладкой поверхности, оставляя борозды.

© Sedimentary Geology, 298 (2013) 53-64. doi:10.1016/j.sedgeo.2013.10.006/M.E. Sanz-Montero

Следы движущихся камней на берегу озера Алтильо-Чика (Испания)

Вулканическая зима

Палеонтологи, обнаружившие следы движущихся камней на древней каменной плите, склоняются к механизму "ледяного плота", поскольку на микробных матах вряд ли бы настолько хорошо сохранились отпечатки лап динозавра — на них видна даже текстура кожи рептилии.

Цифровое фотограмметрическое моделирование показало, что самые глубокие продольные канавки следа камня в плите секутся мелкими параллельными трещинами, заполненными грязью. Это свидетельствует о том, что дно высохшего водоема, по которому ходил динозавр, было покрыто слоем глины, а не органической пленкой.

Но есть минусы и у "ледяной" гипотезы. Дело в том, что 200 миллионов лет назад территория нынешнего штата Коннектикут была почти на экваторе, примерно на 18-м градусе северной широты. Большинство обитавших здесь в то время растений и животных, среди которых доминировали динозавры, не были приспособлены к морозам.

Чтобы разрешить это противоречие, авторы говорят о вспышке вулканизма на североамериканском континенте в начале юрского периода или чуть раньше. В атмосферу попало огромное количество пепла — наступила вулканическая зима.

Кратковременные заморозки случались в тропиках уже 200 миллионов лет назад. Тогда и двигались камни. В результате же глобального изменения климата, вызванного вулканической зимой, с лица планеты исчезли 76 процентов биологических видов, в том числе динозавры.