Giải mã bí ẩn về những hòn đá biết đi

Không ai có thể nói những tính năng đặc biệt nào của môi trường đóng vai trò quan trọng trong hiện tượng đá tự di chuyển. Nhưng sau khi phân tích những thông tin mới nhất, các nhà khoa học có thể lắp ráp các dữ kiệnvà hiểu được bản chất của vấn đề. Mới đây, một nhóm sinh viên đã dành kỳ thực tập hè để nghiên cứu hiện tượng bất thường này tại California, Mỹ.

Kiểm chứng các giả thuyết cũ

17 sinh viên và nghiên cứu sinh từ nhiều trường đại học khác nhau của nướcMỹ đã tham gia một khóa học 10 tuần theo chương trình của Học viện Nghiên cứu hành tinh và Mặt trăng (LPSA) thuộc Trung tâm Goddard (Goddard Space Flight Center). Có lẽ thú vị nhất đối với họ là chuyến khảo cứu dã ngoại tại hồ Racetrack Playa – một trong những nơi bí ẩn nhất trên Trái đất.

Mặc dù đã gần 70 năm nghiên cứu, các nhà khoa học vẫn chưa hoàn hiểu rõ cơ chế “tự trượt” của những tảng đá kỳ lạ ở Thung lũng Chết. Vì vậy, đây sẽ là một cơ hội để nhóm sinh viên góp phần vén bức màn bí ẩn của hiện tượng. Những hòn đá ương ngạnh này nặng từ vài trăm gam đến hơn ba tạ, nhưng “bò” khỏe nhất là những hòn nặng từ 10-13kg.

Nhiệm vụ của đoàn thám hiểm trẻ không chỉ là đưa ra được các giả thuyết mới mà còn phải kiểm tra độ tin cậy của các giả thuyết trước đây về hiện tượng này. Các sinh viên háo hức nhận lấy vai trò hỗn hợp của nhà địa chất – thám tử, tích cực săn lùng những hòn đá “thích chu du” thường để lại đằng sau một dấu vết đặc trưng. Họ cẩn thận đo chiều dài, chiều rộng và chiều sâu của những vết trượt, với sự giúp đỡ của Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) xác định chính xác tọa độ của những tảng đá tự hành và dùng máy ảnh ghi hình chi tiết từ nhiều góc độ. Để khám phá những bí ẩn của hồ, họ sử dụng đủ thứ công cụ, từ dữ liệu vệ tinh khảo sát đến thước cân bằng dùng trong xây dựng, la bàn, roulette và thậm chí cảkim kẹp giấy

Theo các kết quả đo đạc, tính toán của họ, nhiều giả thuyết khá hấp dẫn trước đây đã bị loại trừ. Chẳng hạn, giả thuyết về dị thường từ tính mất chỗ đứng, bởi vì theo đo đạc của nhóm sinh viên, ở đây không có bất kỳ sựsai lệch nào về từ trường Trái đất. Giả thuyết về bức xạ cũng vậy: máy đo bức xạ không phát hiện điều gì sai trái, bất thường trong khu vực này.

Độ nghiêng của nền đất vô cùng nhỏ: hai điểm cách nhau 7km chỉ chênh lệch nhau về cao độ chỉ có… 2cm. Do đó, ngay cảvới một bề mặt rất trơn, độ dốc này cũng không có khả năng tác động khiến cho đá trượt. Ngoài ra, như các sinh viên phát hiện, một số hòn đá có xu hướng di chuyển từ chỗ thấp đến chỗ cao!

Chỉ còn một cách giải thích đáng xem xét: sự giảm lực ma sát định kỳ của đá đối với nền đất. Lòng hồ đã từ lâu không có nướcnhưng không phải luôn luôn khô cạn. Mặc dù hầu hết thời gian trong năm, đáy hồ khô nẻ, nhưng thỉnh thoảng những trận mưa lớn biến lớp bùn khô trên bề mặt thành một loại chất bôi trơn. Lúc đó, những cơn gió mạnh có thể đủ sức đẩy đá trượt đi. Trên thực tế, những tảng đá to thường trượt xa hơn “đám đàn em”. Tuy nhiên, giả thuyết này từ lâu đã lộ ra một loạt mâu thuẫn. Nhóm sinh viên đã thử nghiệm với đất sét ướt (bằng cách tưới rất nhiều nướcxung quanh các tảng đá) và thấy rằng mặc dù nền đất trở nên trơn trượt, nhưng đá vẫn đứng yên không nhúc nhích dưới một lực tác động khá mạnh. Nói chính xác hơn thì để một hòn đá có kích thước 20cm x 20cm x 20cm có thể dịch chuyển (chút chút thôi), ngoài nền đất trơn còn cần phải có gió mạnh, với vận tốc tối thiểu 240 km/h. Trong khi đó, sức gió mạnh nhất đo được ở khu vực hồ Racetrack Playa nói riêng và Thung lũng Chết nói chung chỉ đạt 150 km/h (sức gió cấp 12 chỉ là 130 km/h).

Xác lập giả thuyết của mình

Trước đây, các nhà khoa học cho rằng sau mưa, trên mặt đáy hồ hình thành một lớp nướcmỏng và nếu nhiệt độ hạ thấp đột ngột, lớp nướcnày đóng thành băng, giúp đá trượt dễ dàng dưới tác động của gió. Thử nghiệm trên bề mặt sân băng với những quạt gió cực mạnh cho thấy những hòn đá có kích thước khác nhau đều có thể trượt. Nhưng chúng trượt một cách song song gần như tuyệt đối. Còn trên bề mặt đáy hồ Racetrack Playa, ngoài một số vết trượt song song còn có những vết ngoằn ngoèo, thậm chígấp khúc, có khi vết nọ cắt vết kia. Giả thuyết “băng” cơ hồ không đứng vững, nhưng chưa bị loại bỏ hoàn toàn.

Làm việc theo nhóm tại hiện trường.

Nhóm sinh viên đã đào lên một số bộ cảm biến, vốn được chôn rải rác trong lòng hồ mấy tháng trước đó nhằm ghi nhận những biến thiên về nhiệt độ, độ ẩm của khu vực này. Những cảm biến nằm ở độ sâu khoảng 8cm cho thấy đất ở đây ẩm ướt liên tục suốt tháng ba và tháng tư. Các cảm biến ở độ sâu 2cm mang lại một thông tin có giá trị – trong tháng ba, nhiệt độ của đáy hồ giảm xuống dưới 0 độ C.

Như vậy, theo báo cáo của nhóm sinh viên, nguồn nướccần thiết cho hiện tượng đá trượt chủ yếu là tuyết từ trên các sườn núi xung quanh. Vào cuối mùa đông – đầu mùa xuân, tuyết tan, nướcchảy xuống tạo thành một số vũng dưới đáy hồ và thỉnh thoảng đóng băng. Bên trên và xung quanh mỗi tảng đá, kể cả những tảng không nằm trong các vũng, hình thành một lớp băng rất dày (do đá trữ lạnh rất tốt). Băng làm giảm ma sát trên mặt đất, nhưng không chỉ có thế. Trong dòng chảy của nước(do tuyết trên núi tan ra), băng đóng vai trò của bè, nâng được một phần nào đó của đá và giảm áp lực của đá lên nền đất. Dòng nướcchảy tác động vào lớp vỏ băng, có thể làm lật tảng đá khiến nó bị lệch hướng di chuyển.

Băng đóng quanh khối đá.

Giả thuyết về lớp vỏ băng được củng cố khi dấu vết đường trượt mỗi lúc một trở nên sâu hơn. Đơn giản chỉ vì lớp vỏ băng tan dần, khiến tỉ trọng của khối đá băng cũng tăng, nói cách khác là khối này trở nên nặng hơn nên “đường cày” của nó trên mặt đất cũng trở nên sâu hơn.

Giả thuyết “băng” cũng có thể dùng để giải thích bí ẩn của một số vết trượt mà không có tảng đá ở cuối. Trước đây, các nhà khoa học nghĩ rằng ai đó đã đánh cắp một số hòn đá làm kỷ niệm, mặc dù hồ Racetrack Playa nằm khá xa các khu dân cư và chẳng dễ gì đến được đây. Giờ đây, nhóm sinh viên giả định rằng những đường trượt đó là do các khối băng lớn để lại. Trượt đến cuối đường, tảng băng tan hết, để lại dấu vết “vô chủ”. Không phải là không có lý! Giả thuyết “băng” cũng giúp giải thích tại sao đá có thể trượt khi gió chỉ mạnh tối đa 150 km/h mà không phải là 240 km/h. Các nhà nghiên cứu trước đây từng nhận thấy rằng lớp ranh của không khí bên trên đáy hồ bằng phẳng gần như tuyệt đối này là không đáng kể, do đó một cơn gió mạnh có thể lùa sát mặt đất và làm xê dịch một tảng đá vừa phải có gắn một cánh buồm khiêm tốn.

Băng đóng quanh khối đá.

Một thành viên của nhóm, nữ sinh viên Leva McIntire, còn đưa ra một giả thuyết táo bạo hơn, rằng những tảng đá có lớp băng đóng dày xung quanh có thể di chuyển do hiện tượng phục băng (regelation – tái đóng băng). Đó là khi nướctừ khối băng tan ra trở thành nướclạnh và lại có xu hướng đóng băng trở lại, do đó tạo nên một áp lực rất lớn. Quá trình này tạo ra một lực có thể di chuyển đá (thường thấy ở các dòng sông băng). Nếu điều đó xảy ra trong những đêm mùa xuân lạnh ở đáy hồ Reystrek Playa, sựchuyển động của đá có thể được giải thích mà không cần đến lực đẩy Archimedes giúp tảng đá phần nào nổi lên.

Theo đánh giá của ban lãnh đạo LPSA, những nỗ lực cũng như kết quả khảo sát, nghiên cứu của nhóm sinh viên là rất đáng biểu dương. Chuyến thực hành dã ngoại vừa qua không chỉ góp phần vào việc nghiên cứu, khám phá, lý giải những hiện tượng bí ẩn của thiên nhiên mà còn rèn luyện được kỹ năng làm việc theo nhóm và tư duy độc lập.

Như vậy, những viên đá kỳ lạ ở Thung lũng Chết không chỉ trượt trên đáy hồ Reystrek Playa mà còn “trượt” cảvào phương pháp nghiên cứu khoa học…