Движущиеся камни Долины Смерти: как разгадку ждали шестьдесят лет

Рейстрэк-Плайя — плоское дно высохшего озера в северной части Национального парка Долина Смерти, около четырёх с половиной километров в длину и высотой примерно тысяча сто тридцать метров над уровнем моря. Поверхность растрескана на характерные многоугольники и почти идеально ровная: перепад высот по всей длине не превышает нескольких сантиметров.

По этой поверхности разбросаны камни, скатившиеся с доломитового склона у южного края. Самые крупные весят под триста килограммов. За каждым тянется борозда — иногда прямая на сотни метров, иногда с резкими поворотами, петлями и внезапными остановками.

Ни один человек до 2013 года не видел, как они движутся.

Что было известно заранее

Первое научное описание оставили в 1948 году геологи Джеймс Макалистер и Аллен Агню из Геологической службы США. Дальше начались гипотезы: ураганный ветер, магнитные поля, скользкая глина после дождя, вибрации, снежные наносы, — и почти полное отсутствие данных.

Наблюдения помогали мало, но кое-что накапливалось. Борозды нескольких камней шли параллельно, что указывало на общее внешнее воздействие. Соседние камни могли вести себя по-разному: один сдвигался, другой стоял. Некоторые следы обрывались, а через годы продолжались с того же места. Мелкие камни двигались не чаще крупных.

Самое основательное довспутниковое исследование выполнили Роберт Шарп и Дуайт Кэри из Калифорнийского технологического института. С 1972 по 1979 год они пометили тридцать камней, дали им имена и приезжали измерять положение. Чтобы проверить гипотезу о ледяных воротниках, вокруг нескольких камней вбили ограды из арматуры: если камень несёт большая ледяная плита, она застрянет между прутьями. Один из огороженных камней спокойно вышел за пределы ограды. Шарп и Кэри склонились к версии ветра над намокшей глиной, но расчёты требовали скоростей в сотни километров в час, каких на плайе не бывает.

Наблюдение в декабре 2013 года

Проект, который в итоге закрыл вопрос, назывался Slithering Stones Research Initiative и держался на упрямстве. Планетолог Ральф Лоренц ещё в 2011 году предложил механизм ледяных плотиков — по аналогии с процессами на арктических отмелях — и проверил идею на кухне, заморозив камешек в контейнере с водой и песком: тонкий лёд всплывал, приподнимая камень, и малейшее движение воды тянуло его по дну.

Двоюродные братья Ричард и Джеймс Норрис из Океанографического института Скриппса пошли дальше и получили разрешение парка на инструментальный эксперимент. В 2011 году на плайю привезли пятнадцать собственных известняковых камней с встроенными спутниковыми регистраторами, поставили метеостанцию и камеры с таймером. Затем два года ждали.

В декабре 2013 года после дождей на плайе стоял слой воды глубиной в несколько сантиметров. Ночью подмораживало, днём светило солнце. Двадцать первого декабря братья Норрис находились на месте, когда всё началось.

Механизм оказался таким. Ночью на мелкой воде намерзает лист льда толщиной от трёх до шести миллиметров. Утреннее солнце подтапливает его снизу, и лист трескается на плавучие панели площадью в десятки квадратных метров. Слабого ветра — порядка трёх-пяти метров в секунду — хватает, чтобы двинуть эти панели, а панели упираются в камни и толкают их по размокшей глине. Скорость движения составляет от двух до шести метров в минуту.

Движение оказалось медленным, бесшумным и совершенно незрелищным. Издалека его легко принять за оптический обман: камни просто едут по воде, оставляя за собой борозды.

Работу опубликовали в PLOS ONE двадцать седьмого августа 2014 года. Она объяснила разом все накопленные странности: параллельные борозды — общее ледяное поле; резкие повороты — смена направления ветра; разное поведение соседних камней — разная толщина льда и глубина воды; отсутствие ледяных валов по краям борозды — тонкость льда.

Почему разгадка заняла столько времени

Условия должны совпасть редким сочетанием: достаточный дождь, чтобы образовался слой воды нужной глубины; ночной мороз; солнечное утро; ветер слабый, но не нулевой. Такое совпадение случается несколько раз за десятилетие и длится минуты.

Добавьте к этому географию. Плайя находится в нескольких часах езды по грунтовой дороге от ближайшей асфальтовой; зимой туда мало кто ездит. Исследователи традиционно приезжали летом и изучали результат, а не процесс.

История с камнями Рейстрэк-Плайя — образец того, как закрывается аномалия. Её решили не остроумной догадкой и не спором о принципах, а прибором, оставленным на месте на три года, и готовностью приехать в нужный день. Загадка при этом ничего не потеряла: понимание механизма не сделало борозды на глине менее странными на вид, зато превратило их в наглядное пособие по физике тонкого льда и слабого ветра.