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神秘岩石會走路 NASA試解謎題

跑道干鹽湖(racetrack playa)里會自己走的岩石至今仍是一個大謎題(NASA)

數百磅重的岩石能夠自己漂移至數百米遠,沒有任何動物或人類干涉其中。這一神秘現象在科學界已爭辯了數十年。日前,美國宇航局網站發表了一篇對死亡谷里會行走的岩石謎題的最新探索記錄:

這一帶炎熱如火,大大小小的岩石從平整的地面滑過,留下條條痕跡。有的石塊成對平行移動,留下的軌跡就像汽車輾過的一樣;有的石塊則獨自隨意滑動。有時候沿著痕跡可以找到正在「休息」的石塊,而有的岩石則完全消失了。

這裡就是美國加利福尼亞州死亡谷的跑道干鹽湖,一個已經乾涸的古老湖泊,一個陌生的世界。從上世紀40年代起,研究者們在內華達州和加利福尼亞州不同的干荒盆地都發現了岩石滑過的痕跡。今年夏天,NASA金石太空飛行中心的本科生和研究生到跑道干鹽湖和附近的干荒盆地考察,探尋岩石怎麼從空曠的平地上滑過。

一些岩石移動的速度和人走路一樣,但沒有人看見過岩石在移動,所以科學家們也不能確切推測到底是什麼原理。動物助力、地球引力、地震等簡單的解釋很快就被排除了,謎題多年來都沒有揭開。阿拉斯加大學的實習生Mindy Krzykowski描述道:「當你看到這些令人驚異的岩石和痕跡時,你會忍不住思考這到底是怎麼回事。」

探險

從內華達Beatty鎮開車兩小時,穿越崎嶇不平的阿馬戈薩和帕納明特山脈,到達跑道干鹽湖時,人會覺得那裡異常平整,一眼可以望見幾英里遠的地方。

麻省理工學院的實習生Emma McKinney記錄那裡的景色:「四周全是炙熱、乾裂的高嶺土」,包圍跑道干鹽湖的山脈如此遙遠,「就像老電影裡的背景幕……看起來似乎在幾百萬英里之外」。

學生們戴著遮陽帽,攜帶很多飲水,大約早上七點鐘趕到,開始收集數據。他們分為五組,每一組都由一位科學家帶領。之後,學生整理好設備,沿著不同的方向去尋找岩石和岩石移動後留下的紋路。懷俄明大學的Justin Wilde形容這是「尋寶探險」。

找到岩石和岩石留下的痕跡,學生們就進行定位並拍攝照片。他們挖出三個月前埋下的傳感器,記錄上面測出的溫度和濕度數據。學生找到岩石痕跡後就把彩色圖釘扔進裂縫,測量其長度、深度、和寬度。學生們收集到的數據證實了先前的觀察,即大石塊比小石塊移動得快。

學生們在紋路的最後發現一些小土堆,大家推測這是石塊沉進泥土「休息」而形成的。奇怪的是,在紋路的最後並沒有石塊。學生們檢測了變換的磁場,一個學生還進行了輻射測量,都沒有結果。此外,他們也測量看是否石塊沿著下坡移動,結果發現石塊是沿上坡移動。

普林斯頓大學實習生Kynan Rilee和舊金山國立大學的研究生Gregory Romine執行了特別任務,去拍攝跑道干鹽湖的地平線,並對這些照片進行定位。Rilee再把這些信息傳入一個可以決定牌照位置的模型。這樣,來跑道干鹽湖的遊客都可以上載圖片到www.racetrackplaya.org以供專家分析。Rilee感慨:「在那裡我們覺得就像探險家。」

跑道干鹽湖沉思

探險負責人Brian Jackson說,需要收集各種不同的數據,因為「跑道干鹽湖上發生的一切都是微妙而複雜的,不能馬上清楚哪種數據最重要。」

一段時間內,科學家們推測,跑道干鹽湖的岩石有某種特性,助於它們移動。但是這不過是從山嶺高地滾落下來的大塊白雲石。Jackson判斷:「白雲石相對來說很普遍,移動的岩石本身並沒有什麼特別的,是它們的位置非常特殊。」

有些移動的岩石重量不到一磅,大多數岩石可達25~30磅。最大的一塊岩石名叫Karen,重達700磅。要移動這麼大的岩石,是需要很大力量的,這很可能是來自跑道干鹽湖的颶風。Ryan推測:「看到岩石有多大很會讓人吃驚,那麼想想,這麼大的東西怎麼能被風吹得到處走?」

風速要高於150英里/小時才能移動這些岩石。跑道干鹽湖表面的風速非常快,但還快不到那種程度。所以,最新研究傾向於考察岩石和泥土之間的摩擦力是怎麼減弱的。

實習生們評估了這些年提出的一些假設。Romine介紹他們的工作流程:「每個小組都分享各自的數據,一起進行分析,當然我們也都有自己的觀點。」Cynthia Cheung評論:「團隊工作是項目的核心。來解決這些難題的學生有不同的長處和角度。這就是科學。」

科學家一致認為,跑道干鹽湖表面變得濕潤、成為滑溜溜的泥巴時,摩擦力就減小了。干土中生有很多藻類植物,遇到濕潤的環境就會更加旺盛,這也進一步減小了摩擦力。學生們進行了吸水實驗,泥土確實因此而順滑,儘管如此,學生們的推論一定還有其它助力。

這種助力有可能來自冰層。在沙漠地帶,到冬季山區就會有降雪。冰雪融化後就會流下山,聚集到湖面上,在夜間降溫時就會結冰。幾十年前,研究者推測,大片的冰層包裹了岩石,再加上風力,岩石就一起活動。這也行可以解釋為什麼有時候兩塊岩石以一模一樣的速度移動。

實驗結果最終否定這一假設。現在,研究者們認為,冰層是在岩石底部形成的,很可能是因為大塊的岩石溫度一直很低。水分更多時,岩石就會半浮動,所以在風力作用下,那麼笨重的岩石也可以滑動。冰層的存在大概可以解釋為什麼有些岩石留下的紋路從窄小變得更加寬闊,以及為什麼冰層融化後岩石會慢慢沉入潮濕的泥土中。

實習生們發現,埋到地下四分之三英吋深度的感應器記錄,三月份是結冰的溫度,而埋到三英吋深度的感應器則記錄三、四月份一直濕潤。這就說明這一帶適合形成冰層。

謎題仍未解開

很多實習生是第一次進行實地考察。威斯康辛大學的Emily Kopp說:「我發現自己原來更喜歡實地考察工作,喜歡動手去收集數據,做自己的研究。」有些學生參加過實地考察,仍然很欣喜這次能去收集、分析實驗數據。Romine說:「實習生很容易被上課和做作業卡住。我感覺在這裡做的事情才是重要的。」

濱州滑石大學的Andrew Ryan專攻環境科學,計劃會繼續研究跑道干鹽湖的謎題。他設計了一個實驗台,用於檢測是否有冰帶形成使得岩石浮動。他目前的困難是如何找到足夠大的冰櫃:「如果需要,我可以在家裡進行實驗。」

西雅圖太平洋大學的Leva McIntire還需要檢驗另一項假設。她推測,岩石是通過復冰來運動的,這個過程經常與冰河和山脈相關。復冰是由一個物體兩邊壓力的不同而形成的。物體一邊的水還是液體,滲漏到另一邊,從而產生氣泡,形成冰層。McIntire覺得這有可能就是跑道干鹽湖謎題的答案。她注意到,有學生在某些岩石附近的泥土中發現氣泡。「這個理論也許能解釋大岩石怎麼移動的。」

阿波羅網責任編輯:沈波

來源:大紀元記者崔穎編譯

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