An der Racetrack Playa wurden diese Spuren seit den frühen 1900er Jahren untersucht, doch die Ursprünge der Steinbewegung wurden nicht bestätigt und blieben Gegenstand der Forschung, für die es mehrere Hypothesen gab. Im August 2014 wurden jedoch Zeitraffer-Videomaterialien von sich bewegenden Steinen veröffentlicht, die zeigen, dass sich die Steine bei hohen Windgeschwindigkeiten innerhalb des Stroms dünner, schmelzender Eisschichten bewegen. Die Wissenschaftler haben somit die Ursache der sich bewegenden Steine als Eisschub identifiziert.
Frühe UntersuchungenEdit
Der erste dokumentierte Bericht über das Phänomen der gleitenden Felsen stammt aus dem Jahr 1915, als ein Goldsucher namens Joseph Crook aus Fallon, Nevada, den Standort Racetrack Playa besuchte. In den folgenden Jahren weckte der Racetrack das Interesse der Geologen Jim McAllister und Allen Agnew, die 1948 das Grundgestein des Gebiets kartierten und den ersten Bericht über die Felsrutschungen in einem Bulletin der Geologic Society of America veröffentlichten. Ihre Veröffentlichung enthielt eine kurze Beschreibung der Playa-Furchen und Scraper, wobei sie feststellten, dass keine genauen Messungen vorgenommen worden waren, und vermuteten, dass es sich bei den Furchen um die Überreste von Scrapern handelte, die von starken Windböen – wie den variablen Winden, die Staubteufel erzeugen – über einen schlammigen Playa-Boden getrieben wurden. Die Kontroverse über den Ursprung der Furchen veranlasste die Suche nach ähnlichen Phänomenen an anderen Orten. Ein solcher Ort wurde an der Little Bonnie Claire Playa in Nye County, Nevada, gefunden, und das Phänomen wurde auch dort untersucht.
Naturforscher des National Park Service verfassten später detailliertere Beschreibungen, und die Zeitschrift Life veröffentlichte eine Reihe von Fotos vom Racetrack. Im Jahr 1952 zeichnete ein Ranger des National Park Service namens Louis G. Kirk detaillierte Beobachtungen der Länge, Breite und des allgemeinen Verlaufs der Furchen auf. Ihm ging es lediglich darum, das Phänomen der sich bewegenden Steine zu untersuchen und zu dokumentieren, nicht aber darum, Hypothesen aufzustellen oder einen umfassenden wissenschaftlichen Bericht zu verfassen. Zu dieser Zeit begannen die Spekulationen darüber, wie sich die Steine bewegen. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene und bisweilen eigenwillige Erklärungsansätze vorgebracht, die von übernatürlich bis hin zu sehr komplex reichten. Die meisten von interessierten Geologen favorisierten Hypothesen gehen davon aus, dass starke Winde, wenn der Schlamm nass ist, zumindest teilweise dafür verantwortlich sind. Einige Steine wiegen so viel wie ein Mensch, was einige Forscher, wie der Geologe George M. Stanley, der 1955 eine Abhandlung zu diesem Thema veröffentlichte, für zu schwer halten, als dass die Winde in dem Gebiet sie bewegen könnten. Nach umfangreichen Kartierungen der Spuren und Untersuchungen der Rotation der Spuren im Verhältnis zur Rotation der Eisschollen behauptete Stanley, dass die Eisschichten um die Steine entweder dazu beitragen, den Wind abzufangen, oder dass die Eisschollen die Bewegung der Steine auslösen.
Fortschritte in den 1970er JahrenEdit
Bob Sharp und Dwight Carey begannen im Mai 1972 mit einem Programm zur Überwachung der Bewegung der Racetrack-Steine. Schließlich wurden 30 Steine mit frischen Spuren beschriftet und ihre Standorte mit Pflöcken markiert. Jedem Stein wurde ein Name gegeben, und die Positionsveränderungen der Steine wurden über einen Zeitraum von sieben Jahren aufgezeichnet. Sharp und Carey überprüften auch die Eisschollenhypothese, indem sie ausgewählte Steine in einen Käfig sperrten. Um einen 8 cm (3 in) breiten, 0,45 kg (1 lb) schweren Fährtenstein wurde eine Umzäunung mit einem Durchmesser von 1,7 m (5,5 ft) angelegt, wobei sieben Bewehrungssegmente in einem Abstand von 64 bis 76 cm (25 bis 30 in) angeordnet wurden. Wenn eine Eisdecke um die Steine herum entweder die Windfangfläche vergrößert oder die Steine durch Mitschleppen in Eisschollen bewegt, dann sollten die Bewehrungsstäbe die Bewegung zumindest verlangsamen und ablenken. Weder das eine noch das andere schien der Fall zu sein; der Stein verfehlte nur knapp einen Bewehrungsstab, als er im ersten Winter 8,5 m (28 ft) nach Nordwesten aus dem Korral herauswanderte. Ein Stein bewegte sich fünf Jahre später in dieselbe Richtung wie der erste, aber sein Gegenstück bewegte sich während des Untersuchungszeitraums nicht. Dies deutet darauf hin, dass, wenn Eis bei der Bewegung der Steine eine Rolle spielt, die Eiskragen um die Steine klein sein müssen.
Zehn der anfänglich 30 Steine bewegten sich im ersten Winter, wobei Mary Ann (Stein A) mit 65 m (212 ft) die längste Strecke zurücklegte. In zwei der nächsten sechs überwachten Winter wurden ebenfalls mehrere Steine bewegt. Für den Sommer wurde keine Steinbewegung bestätigt, und in einigen Wintern bewegten sich keine oder nur wenige Steine. Letztendlich bewegten sich alle bis auf zwei der beobachteten Steine während der siebenjährigen Studie. Nancy (Stein H) war mit einem Durchmesser von 6,4 cm (2,5 Zoll) der kleinste untersuchte Stein. Er legte mit 260 m (860 ft) auch die längste Gesamtstrecke und mit 201 m (659 ft) die größte einzelne Winterbewegung zurück. Der größte bewegte Stein wog 36 kg (80 lb).
Karen (Stein J) ist ein 74 x 48 x 51 cm (29 x 19 x 20 in) großer Dolomitblock und wiegt schätzungsweise 320 kg (700 lb). Karen hat sich während des Überwachungszeitraums nicht bewegt. Möglicherweise hat der Stein seine 170 m lange, gerade und alte Spur durch den Schwung gebildet, den er bei seinem Sturz auf die feuchte Playa gewonnen hat. Karen verschwand jedoch irgendwann vor Mai 1994, möglicherweise während des ungewöhnlich nassen Winters 1992-1993. Eine künstliche Entfernung wird als unwahrscheinlich angesehen, da die Playa nicht so stark beschädigt wurde, wie es mit einem Lastwagen und einer Winde der Fall gewesen wäre. Möglicherweise wurde Karen 1994 1⁄2 Meilen (800 m) von der Playa entfernt gesichtet. Karen wurde 1996 von der Geologin Paula Messina aus San Jose wiederentdeckt.
Fortgesetzte Forschung in den 1990er JahrenEdit
Professor John Reid leitete 1995 sechs Forschungsstudenten des Hampshire College und der University of Massachusetts Amherst bei einer Folgestudie. Sie fanden hochgradig übereinstimmende Spuren von Steinen, die in den späten 1980er Jahren und im Winter 1992/93 bewegt wurden. Zumindest für einige Steine konnte zweifelsfrei nachgewiesen werden, dass sie in Eisschollen bewegt wurden, die bis zu 800 m breit sein können. Zu den physischen Beweisen gehörten auch Schwaden mit Linien, die nur durch die Bewegung dünner Eisschollen entstanden sein können. Folglich werden sowohl Wind allein als auch Wind in Verbindung mit Eisschollen als treibende Kräfte angenommen.
Die Physiker Bacon et al. untersuchten das Phänomen 1996 auf der Grundlage von Studien in der Owens Dry Lake Playa und entdeckten, dass Winde, die auf Playa-Oberflächen wehen, aufgrund der glatten, flachen Oberflächen der Playa komprimiert und verstärkt werden können. Sie fanden auch heraus, dass die Grenzschichten (der Bereich knapp über dem Boden, in dem die Winde aufgrund des Bodenwiderstands langsamer sind) auf diesen Oberflächen bis zu 5 cm niedrig sein können. Dies hat zur Folge, dass Steine, die nur wenige Zentimeter hoch sind, die volle Kraft der Umgebungswinde und ihrer Böen zu spüren bekommen, die bei Winterstürmen bis zu 140 km/h erreichen können. Es wird angenommen, dass solche Böen die auslösende Kraft sind, während Schwung und anhaltende Winde die Steine in Bewegung halten, möglicherweise so schnell wie ein moderater Lauf.
Wind und Eis sind die bevorzugte Hypothese für diese rutschenden Steine. In „Surface Processes and Landforms“ erwähnt Don J. Easterbrook, dass das Fehlen paralleler Pfade zwischen einigen Gesteinsbahnen durch degenerierende Eisschollen verursacht werden könnte, was zu alternativen Routen führt. Auch wenn das Eis in kleinere Blöcke zerbricht, müssen die Felsen weiter rutschen.
Entwicklungen des 21. JahrhundertsEdit
Das weitere Verständnis der geologischen Prozesse, die in Racetrack Playa ablaufen, geht Hand in Hand mit der technischen Entwicklung. Im Jahr 2009 ermöglichte die Entwicklung preiswerter Zeitraffer-Digitalkameras die Erfassung vorübergehender meteorologischer Phänomene wie Staubteufel und Überschwemmungen in der Playa. Diese Kameras sollten verschiedene Stadien der oben genannten Phänomene festhalten, wobei es zu Diskussionen über die Gleitsteine kam. Die Entwickler der Fototechnik beschrieben die Schwierigkeit, die schleichenden Felsen der Racetrack zu erfassen, da die Bewegungen nur etwa alle drei Jahre stattfinden und ihrer Meinung nach etwa 10 Sekunden dauern. Der nächste Fortschritt waren windgetriggerte Bilder, die die zehn Millionen Sekunden, die sie nicht in Bewegung waren, erheblich reduzierten.
Es wurde postuliert, dass sich kleine Eisflöße um die Felsen bilden und die Felsen auf dem weichen Untergrund schwimmen, wodurch die Reaktions- und Reibungskräfte am Untergrund reduziert werden. Da dieser Effekt von der Verringerung der Reibung und nicht von der Erhöhung des Luftwiderstands abhängt, müssen diese Eispakete keine besonders große Oberfläche haben, wenn das Eis ausreichend dick ist, da die minimale Reibung es ermöglicht, die Felsen bei beliebig leichten Winden zu bewegen.
Die Theorie der „Eisflöße“ wurde in einer Forschungsstudie durch die Verengung der Pfade, das Auftreten intermittierender Quellsysteme und das Fehlen von Felsen am Ende der Pfade bestätigt. In der Studie wurde das bergige Gebiet identifiziert, das Wasser in Richtung der Racetrack Playa ableitet, während der intermittierende See mit Eis bedeckt war. Dies deutet darauf hin, dass dieses Wasser die Eisberge mit den eingebetteten Felsen anhebt, bis die Reibung mit dem Playa-Boden so weit reduziert ist, dass Windkräfte sie bewegen und die beobachteten Spuren verursachen können. In der Studie werden auch die Auswirkungen eines künstlichen Grabens kartiert und analysiert, der Besucher davon abhalten soll, die Playa zu befahren, und von dem behauptet wird, dass er das Phänomen der rutschenden Felsen beeinträchtigen könnte.
ErläuterungBearbeiten
Nachrichtenartikel berichteten, dass das Rätsel gelöst wurde, als Forscher Felsbewegungen mit Hilfe von GPS und Zeitrafferaufnahmen beobachteten. Das Forschungsteam beobachtete und dokumentierte am 20. Dezember 2013 Felsbewegungen, an denen mehr als 60 Felsen beteiligt waren, wobei sich einige Felsen zwischen Dezember 2013 und Januar 2014 in mehreren Bewegungen um bis zu 224 m bewegten. Diese Beobachtungen widersprechen früheren Hypothesen, wonach Winde oder dickes Eis die Felsen von der Oberfläche treiben. Stattdessen bewegen sich die Felsen, wenn große, nur wenige Millimeter dicke Eisplatten, die in einem ephemeren Winterteich schwimmen, an sonnigen Tagen aufbrechen. Diese dünnen schwimmenden Eisplatten, die in kalten Winternächten gefroren sind, werden von leichten Winden angetrieben und schieben die Felsen mit bis zu 5 m/min (0,3 km/h). Einige per GPS gemessene Bewegungen dauerten bis zu 16 Minuten, und eine Reihe von Steinen bewegte sich während des Bestehens des Playa-Teichs im Winter 2013/14 mehr als fünf Mal.