حل معمای ده‌هاساله سنگ‌های متحرک

«ریس‌ترک پلایا» (Racetrack Playa)، نام بستر دریاچه خشکیده‌ای‌ واقع در شمال غرب «دره مرگ» کالیفرنیاست، که نام‌اش را از یک پدیده شگفت‌انگیز زمین‌شناختی می‌گیرد: سنگ‌های سرگردانی که بی‌دخالت عوامل زیستی، علی‌رغم وزن نسبتاً زیادشان، صد‌ها متر را طی کرده و احتمالاً می‌کنند؛ و این را می‌شود از شیارهای باریک و بلندی که در کف خشکیده دریاچه به هر یک از این سنگ‌ها منتهی شده، متوجه شد.

اگرچه زمین‌شناسان، از دهه ۱۹۴۰ میلادی کوشیده‌اند از رهگذر فرضیات متنوعی به دلیل این تحرکات مرموز و گسترده پی ببرند، اما تاکنون کسی موفق به ثبت کوچک‌ترین حرکتی توسط این سنگ‌ها نشده بود. تا این‌که تیمی به سرپرستی مؤسسه اقیانوس‌شناسی اسکریپز، وابسته به دانشگاه کالیفرنیا در سن‌دیه‌گو، اخیراً گزارشی را در نشریه علمی PLOS ONE منتشر کرده که به استناد مشاهدات دقیقی که طی دو سال گذشته صورت گرفته، بر یکی از فرضیات پیشنهادی برای حل این معما صحه می‌گذارد.

از آنجاکه کاملاً امکان دارد این سنگ‌ها تا چندین دهه هم از جای‌ خود تکان نخورند، این پژوهش‌گران طبیعتاً احتمال ثبت و تماشای مستقیم حرکت آن‌ها را نمی‌دادند. از این‌رو، در وهله اول، ایستگاه هوا‌شناسی پیشرفته‌ای با قابلیت محاسبه سرعت تندباد‌ها در فواصل یک‌ثانیه‌ای را در‌‌ همان نزدیکی برپا کرده، و پانزده سنگ مجهز به حسگرهای حرکتی متصل به سامانه GPS را هم در منطقه مستقر کردند (چراکه مقامات پارک ملی، مانع از بررسی مستقیم سنگ‌های اصلی می‌شدند). بنابراین در تابستان سال ۲۰۱۱ بود که به تعبیر رالف رونز، پژوهش‌گر آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشکاه جانز هاپکینز و از نویسندگان گزارش این بررسی، «خسته‌کنند‌ه‌ترین آزمایش علمی» رسماً آغاز به کار کرد.

اما چندی نگذشت که شب‌های سرد دسامبر ۲۰۱۳، با رخداد غیرمنتظره‌ای فرارسیدند: ریچارد نوریس، نویسنده ارشد گزارش این بررسی، و عموزاده‌اش جیم نوریس، طی بازدید خود از دره مرگ، این‌بار با بستر دریاچه‌ای مواجه شدند که با برکه‌ای به عمق ۷ سانتی‌متر پوشیده شده بود. طولی نکشید که طی روزهای آتی، سنگ‌ها نیز حرکت‌شان را از سر گرفتند. «علم هم گاهی با عامل شانس همراه می‌شود»؛ این را ریچارد می‌گوید و اضافه می‌کند: «انتظار داشتیم پنج تا ده سال، بی‌هیچ حرکتی [از جانب سنگ‌ها] بگذرد؛ اما دو سال از [شروع] پروژه نگذشته بود که از قضا دقیقاً در‌‌ همان برهه‌ای واقع شدیم که می‌شد [حرکت سنگ‌ها] را به چشم خود دید».

مشاهدات تیم حکایت از این داشت که چنین رخداد نادری در واقع ماحصل هم‌گرایی نادر چند عامل طبیعی است. اول از همه بایستی دریاچه با لایه‌ای از آب پوشانده شود. این لایه نباید آنقدر عمیق باشد که در صورت انجماد، به دشت مسطحی از یخ بدل شود، بلکه باید عمق‌اش چنان کم باشد که در صورت انجماد هم قسمتی از حجم سنگ‌ها کماکان بیرون باشد. ضمناً لایه‌یخی هم که تشکیل می‌شود، نه باید آن‌قدری ضخیم باشد که نگذارد سنگ‌ها به‌راحتی جابه‌جا شوند، و نه آن‌قدری نازک که به‌سرعت شکسته شود.

چنان‌چه جملگی این شرایط مهیا بود، دریاچه از پی طلوع آفتاب داغ دره مرگ، آهسته به هیأت صفحات بزرگی از یخ می‌شکند، و با شروع وزش بادهای منطقه هم هرکدام از این صفحات، به اتفاق سنگ‌های به‌دام‌افتاده در آن‌ها، با سرعت ناچیز ۲ تا ۶ متر بر دقیقه جابه‌جا می‌شوند و در همین فاصله هم این سنگ‌ها ردی از خودشان بر بستر هم‌اینک گل‌آلود دریاچه بر جا می‌گذارند. ریچارد می‌گوید: «در ۲۱ دسامبر ۲۰۱۳، درست حوالی ظهر بود که با صدای ضربه‌ها و ترق‌تروق‌هایی که از همه‌جای سطح منجمد برکه به گوش می‌رسید، یخ شروع به شکستن کرد. به جیم گفتم «همینه!»»

با این حساب، سایر فرضیاتی که قبلا در این‌باره مطرح شده بود، از جمله تندبادهای شدیدی که به‌تنهایی سنگ‌ها را جابه‌جا می‌کنند، ایجاد غشای چسبناکی از جلبک‌ها در اطراف سنگ‌ها، یا گردبادهای صحرایی، منتفی شد.

در واقع این مشاهدات حکایت از این داشتند که برای جابه‌جایی این سنگ‌ها، که وزن بعضی‌ از آن‌ها به بالغ بر ۳۲۰ کیلوگرم هم می‌رسد، وزش بادی به سرعت ۳ تا ۵ متر بر ثانیه هم، در شرایطی که لایه‌ای به ضخامت حداکثر ۳ تا ۵ میلیم‌تر از یخ سطح دریاچه را پوشانده باشد، کفایت می‌کند.

البته سرعت حرکت سنگ‌ها آن‌قدری نیست که مستقیماً بتوان این پدیده را به نظاره نشست؛ حتی اگر گاهی حرکت‌ سنگ‌ها تا ۱۶ دقیقه متوالی هم ادامه داشته باشد. چراکه حرکت هم‌زمان سنگ‌ها با سرعت و جهتی واحد، بدون استفاده از حسگرهای پیشرفته، قابل تشخیص نیست و چه بسا گردشگران بسیاری که در صحنه حاضر بوده‌اند و به این پدیده پی نبرده‌اند.

اما ریچارد نوریس و همکاران‌اش موفق شدند از طریق چنین ابزارآلاتی، حرکت سنگ‌هایی را که گاه مسافتی معادل طول سه زمین فوتبال از هم جدایشان می‌کرد، همزمان تشخیص بدهند و رکورد حرکت ممتد یک سنگ در مسافتی به طول ۶۰ متر را هم به ثبت برسانند. از این گذشته، آن‌ها موفق به تشخیص شیارهایی شدند که سنگی در انتهایشان واقع نبود و از جابه‌جایی صفحات یخ حاصل شده بودند؛ حال‌آن‌که مسئولان پارک تا پیش از این گمان می‌بردند که سنگ‌های مربوط به این رد‌ها به سرقت رفته‌اند.

پژوهش‌گران احتمال می‌دهند آخرین جابه‌جایی وسیع این سنگ‌ها به سال ۲۰۰۶ برمی‌گشته؛ و از آن‌جا هم که وقوع چنین پدیده‌ای مستلزم شب‌هایی فوق‌العاده سرد، آن‌هم در منطقه تفتیده دره مرگ کالیفرنیاست، این پدیده از دهه ۱۹۷۰ میلادی به این سو، به‌واسطه تأثیر رخداد زمین‌گرمایی، کمتر اتفاق افتاده است.

توضیحات تیم نوریس در مورد حرکت سنگ‌ها را به زبان انگلیسی ببینید:

توضیح تصاویر:

۱- عکس از دن سورنسن / فلیک‌آر

۲- عکس تیم تحقیقاتی نوریس از جابه‌جایی سنگ‌های آزمایشی. تاریخ ثبت عکس، ظهر بیستم دسامبر ۲۰۱۳ است که در آن هنگام، بادی به سرعت ۴ تا ۵ متر بر ثانیه در حال وزش بوده است / Richard D. Norris et al.، PLoS ONE، ۲۰۱۴