Kamienie z Racetrack Playa ruszają się. Popycha je lód gruby na trzy milimetry

Na dnie wyschniętego jeziora w Dolinie Śmierci leżą setki kamieni, a za niemal każdym ciągnie się bruzda długa na dziesiątki, czasem setki metrów. Przez kilkadziesiąt lat nikt nie widział, jak te bruzdy powstają, więc kamienie obrosły legendą. W grudniu 2013 roku kamery i kamienie z nadajnikami GPS pokazały, co je przesuwa: lód gruby na trzy milimetry.

Dno jeziora, które wyschło tysiące lat temu

Racetrack Playa to płaskie dno dawnego jeziora w Parku Narodowym Doliny Śmierci, w Kalifornii, na wysokości 1131 metrów, między pasmami gór Cottonwood i Last Chance. Ma niespełna pięć kilometrów długości i około trzech szerokości. Muł, który się w nim osadził, ma co najmniej trzysta metrów grubości. Jezioro zniknęło, gdy klimat regionu zaczął się zmieniać, co najmniej dziesięć tysięcy lat temu.

Z okolicznych zboczy staczają się na to dno kamienie: dolomity i granity, od kamyków po bloki ważące ponad trzysta kilogramów. Leżą tam latami, a niektóre mają za sobą wędrówkę długą na ponad czterysta pięćdziesiąt metrów^[1]. Bruzdy są płytkie i układają się w wachlarz równoległych linii, jakby ktoś przeciągnął po mokrej glinie kilkadziesiąt patyków naraz.

Dwa obozy i jeden brakujący dowód

Pierwsza wzmianka naukowa o kamieniach z Racetrack pochodzi z 1948 roku. Potem przez dekady ścierały się dwie szkoły. Jedna obstawiała wiatr: wiry pyłowe, podmuchy zdolne przesunąć kamień po śliskim błocie, cienka błona glonów działająca jak smar. Druga upierała się przy lodzie, bo tylko wspólna tafla może wytłumaczyć, dlaczego sąsiednie kamienie zostawiają bruzdy o niemal identycznym kształcie, skręcają w tym samym miejscu i prawie nigdy się nie obracają.

Wiatr miał jednak poważny problem z liczbami. Badacze holowali kamienie po mokrym i suchym mule, mierzyli opór i wychodziło im, że do ruszenia kamienia potrzeba wiatru o prędkości od 33 do 45 metrów na sekundę, czyli od około 120 do ponad 160 kilometrów na godzinę. Inne pomiary dawały jeszcze więcej, do osiemdziesięciu metrów na sekundę. Takich podmuchów w tej kotlinie nie ma. Stacja pogodowa pracująca tam zimą notowała porywy najwyżej ośmiu metrów na sekundę. Zwolennicy lodu mieli z kolei własny kłopot: nikt nigdy nie zobaczył tafli, która niesie kamień^[2].

W 2011 roku Ralph Lorenz z zespołem zaproponował rozwiązanie pośrednie. Jego obliczenia pokazywały, że nie trzeba huraganu, jeśli lód choć trochę uniesie kamień nad dno. Woda i lód zmniejszają tarcie, wiatr ma wtedy lżej, a tafla nie musi być wielka. Model brzmiał przekonująco, ale wciąż był modelem^[3].

Mapa 162 kamieni

W połowie lat dziewięćdziesiątych Paula Messina i Phil Stoffer zinwentaryzowali całe pole kamieni za pomocą różnicowego GPS. Nanosząc na mapę 162 kamienie i ich bruzdy z dokładnością do trzydziestu centymetrów, pokazali, że ruch idzie głównie na północny wschód, zgodnie z kierunkiem dominujących wiatrów. Największe kamienie zostawiały krótsze i prostsze ślady, ale o tym, jak daleko zajdą, decydowało przede wszystkim miejsce startu, nie kształt czy masa. Najdłuższe i najprostsze bruzdy koncentrowały się w południowo-wschodnim sektorze, obniżonym o jakieś pięć centymetrów, gdzie woda zbiera się najdłużej^[4].

Mapa odpowiadała na pytanie „gdzie”, nie na pytanie „jak”. Do obserwacji samego ruchu potrzebny był ktoś, kto będzie tam czekał z kamerą i czujnikami.

Grudzień 2013: kałuża, która zamarzła

Zespół z Instytutu Oceanografii Scripps w Kalifornii zainstalował nad playą stację pogodową mierzącą porywy co sekundę, kamery poklatkowe i piętnaście kamieni z nadajnikami GPS, które budziły się, gdy tylko kamień drgnął. Przez kilka sezonów nic się nie działo. Potem, pod koniec listopada 2013 roku, nad Doliną Śmierci przeszła zimowa burza: spadło 3,6 centymetra deszczu i około dwudziestu centymetrów śniegu, w sumie ponad pięć centymetrów wody. Na dnie zebrała się kałuża o głębokości do dziesięciu centymetrów. W mroźne noce zamarzała, w dzień słońce podtapiało lód.

Przed południem 4 grudnia dwa kamienie, ważące 16,6 i 8,2 kilograma, ruszyły w odstępie sześciu sekund, choć dzieliło je ponad sto pięćdziesiąt metrów. Oba przeszły około 65 metrów w szesnaście minut, z prędkością pięciu, sześciu metrów na minutę. Szesnaście dni później jeden ruch objął ponad sześćdziesiąt kamieni naraz. Instrumenty zarejestrowały łącznie wędrówki do 224 metrów, a najdłuższa obserwowana seria trwała szesnaście minut. Badacze opisują moment, w którym lód zaczyna pękać w południe: z powierzchni stawu dobiega trzask i strzelanie, jakby ktoś zgniatał folię.

Lód nie unosi kamienia. Popycha go

To, co zobaczyli badacze, przeczyło obu starym obozom. Tafla miała od trzech do sześciu milimetrów grubości, więc nie mogła unieść nawet małego kamienia. I nie musiała. Kożuch lodu pękał na płyty mierzące kilkadziesiąt metrów i te płyty, pchane lekkim wiatrem o prędkości od trzech do czterech i pół metra na sekundę, sunęły po powierzchni stawu. Kiedy docierały do kamienia, spiętrzały się po jego stronie nawietrznej, zwiększając powierzchnię, w którą napiera wiatr i płynąca pod lodem woda. Kamień jechał, nie unosząc się ani na milimetr, z prędkością dwóch do sześciu metrów na minutę, czyli wolniej niż idący człowiek.

Ten szczegół tłumaczy, dlaczego przez dziesięciolecia nikt tego nie zauważył. Bruzda powstaje pod taflą lodu i w wodzie mętnej od mułu. Widać ją dopiero wtedy, gdy wiatr spędzi wodę na drugi koniec playi. Sama wędrówka jest tak wolna, że bez nieruchomego punktu odniesienia trudno w ogóle rozpoznać, że coś się dzieje. Kamienie niskie, płaskie, lód po prostu przejeżdżał, dlatego część z nich stoi w miejscu, podczas gdy sąsiednie jadą.

Dlaczego raz na kilka lat

Warunki muszą się złożyć w konkretną kombinację. Staw musi być dość głęboki, żeby przykryć kamienie, i dość płytki, żeby nie schować ich całkowicie. Noc musi być mroźna, dzień słoneczny, a wiatr stały i łagodny, bo silny rozbija taflę na drobne kawałki, zanim dotrze do celu. Deszcz w tej części pustyni jest rzadkością, więc staw pojawia się raz na kilka lat. Zimą 2009 roku warunki były podobne. W 2010 roku woda stała przez miesiąc, ale noce okazały się zbyt ciepłe. W latach 2012 i 2013 playa była praktycznie sucha. Stąd wrażenie, że kamienie ruszają się raz na dekadę: po prostu tylko wtedy jest z czego zrobić lód.

Bruzdy bez kamieni

Na dnie Racetrack można znaleźć ślady, które kończą się w pustce. Służby parku podejrzewały przez lata, że kamienie z końców tych bruzd zabrali turyści. Obserwacje z zimy 2013 roku pokazały coś innego: płaty lodu osiadłe na mieliźnie same żłobią rowek i zostawiają po sobie linię bez kamienia. Ten sam mechanizm opisano wcześniej na dnie Wielkiego Jeziora Niewolniczego w Kanadzie, na brzegach Bałtyku oraz na wyschniętych jeziorach w Hiszpanii i Republice Południowej Afryki, wszędzie tam, gdzie zimą woda zamarza, a wiosną lód pęka pod naporem wiatru.

Dno Racetrack przechowuje więc zagadkę i zapis pogody, której nikt nie widział. Każda bruzda to jedna udana zima: tyle deszczu, żeby stanęła woda, tyle mrozu, żeby zamarzła, i tyle słońca, żeby lód puścił przed południem. Kamienie nie wędrują tajemniczo. Po prostu czekają na porę roku, w której pustynia na chwilę zamienia się w płytkie jezioro.

Źródła

1. National Park Service, Death Valley National Park, „The Racetrack”, data dostępu 30 października 2026. https://www.nps.gov/deva/planyourvisit/the-racetrack.htm
2. Ralph D. Norris, James M. Norris, Ralph D. Lorenz, Jib Ray, Brian Jackson, „Sliding Rocks on Racetrack Playa, Death Valley National Park: First Observation of Rocks in Motion”, PLOS ONE, 27 sierpnia 2014. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0105948
3. Ralph D. Lorenz, Brian K. Jackson, Jason W. Barnes, „Ice rafts not sails: Floating the rocks at Racetrack Playa”, American Journal of Physics, styczeń 2011, abstrakt. https://doi.org/10.1119/1.3490645
4. Paula Messina, Phil Stoffer, „Differential GPS/GIS Analysis of the Sliding Rock Phenomenon of Racetrack Playa, Death Valley National Park”, National Park Service DataStore, abstrakt. https://irmadev.nps.gov/DataStore/Reference/Profile/2207462
5. Zdjęcie: Richard D. Norris, James M. Norris, Ralph D. Lorenz, Jib Ray, Brian Jackson, „Racetrack playa 2013-12-20”, Wikimedia Commons, licencja CC BY 1.0, kadr do proporcji 16:9 i zmniejszenie do 1200×675. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Racetrack_playa_2013-12-20.jpg https://creativecommons.org/licenses/by/1.0/