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死亡谷“会走路的石头”之谜

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赛马场盐湖(RacetrackPlaya)位于美国加州死亡谷,这里以“会走路的石头”闻名于世。

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这些石头在干涸的湖底自行移动,就像被人拖拽一样,留下长长的痕迹,被称为“风帆石”(sailing stone)。

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是什么力量拖着这些石头前进呢?科学家从20世纪40年代就开始试图寻找答案,但仍然一无所获。直到最近,加州大学圣迭戈分校的科学家领导的一项实验,对这些石头进行了长期的观测,终于揭开了这个谜底。这篇论文发表在2014年8月27日的PLOSONE杂志上。

【论文传送门:http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0105948】

由于这些石头有可能一动不动地待在原地长达几十年的时间,因此科学家并没有期待亲眼见证它们移动。他们决定为15块石头装上定制的GPS设备,并使用高分辨率的气象站来进行观测。国家公园的管理员不允许他们使用当地的石头,所以他们从别的地方搬了15块石头进去。这个实验开始于2011年冬天。论文作者之一、约翰霍普金斯大学应用物理实验室的拉夫·洛伦兹(RalphLorenz)说,这是“史上最无聊的实验”——因为他们接下来要做的事情就是等啊等啊等。(1944年开始的沥青滴漏实验笑了……人家花了69年才观察到第一次沥青液滴滴落呢)

等过第一个秋,等过第二个秋,终于,2013年12月,论文第一作者、古生物学家理查德·诺里斯(RichardRorris)和他的同事兼兄弟吉姆·诺里斯来到死亡谷时,发现盐湖底浸着一层7厘米深的水。不久后,石头开始移动了。

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石头移动的痕迹

“科学有时候也需要一点运气,”理查德·诺里斯说。“我们本来计划等上5到10年,结果才2年时间,我们竟然就有机会亲眼目睹风帆石的移动。”

他们的观测显示,石头的移动需要许多苛刻条件的组合。首先,盐湖得注满水。水深必须够深,以便在寒冷的冬夜能形成浮冰;然而又必须够浅,以使石头能露出来。夜晚,温度骤降,湖水表面结上了一层薄薄的冰层。这冰层的厚度必须够薄,使其能够自由地移动;但是又必须足够厚,以达到足够的强度。晴天里,冰层开始融化并破裂成大块的“窗玻璃”。吹拂过盐湖的微风,轻轻推着冰层,驱使石头往前移动,并留下长长的痕迹。

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“2013年12月21日中午时分,冰层破裂了,整个盐湖都响起破裂的清脆声音”,理查德·诺里斯说,“我对吉姆说,‘就是它了’。”

这个观测结果打破了之前的一些猜测,包括飓风、尘卷风、厚冰块等。实际上,驱使石头移动的风十分温和,仅每秒3-5米,推动石头的冰层也非常薄,仅3-5毫米。并且,石头移动得也很慢,速度约为每分钟2-6米,如果距离较远,又没有固定参照物的话,很难用肉眼观测出来。

每块石头移动的时间从几秒钟到16分钟不等。在一次观测中,研究者发现许多石头同时移动了60米,并在最终停下来之前,稍作停留了好多次。他们还观察到,一些接触地面的冰块也会在湖底留下移动的痕迹——公园管理员一直以为这是游客偷石头留下来的足迹。

这个谜算是被揭开了吗?

理查德·诺里斯说:“在湖里有水的2个半月中,我们记录了五次移动的事件,涉及上百块石头。我们发现,即使在死亡谷这样以高温著称的地方,浮冰也能形成一股强大的力量。但是我们还没有见到真正的大家伙移动。它们是否也以同样的方式移动呢?”


让我们拭目以待吧!

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【科学世界博主编译,转载请注明】

via sciencedaily

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