セイリングストーン

レーストラック・プラヤのセイリング・ストーン

セイリング・ストーン（Sailing stones、（帆走する石の意）。スライディング・ロックス sliding rocks、ウォーキング・ロックス walking rocks、ローリング・ストーンズ rolling stones、およびムーヴィング・ロックス moving rocksとも）は、岩が動物の介入なしに滑らかな谷底を移動し、長いトラックを刻む、地質学的現象である。岩の移動が発生するのは、晴れた日に、厚さ数ミリメートルの、一時的な冬の池に浮かんでいる大きな氷のシートが割れ砕けるときである。これらの薄い浮いている氷パネルは、寒い冬の夜に凍り、風と押しやられた岩によって最大分速5メートルで駆りたてられる。

スライディング・ロックのトレイルは、ネバダ州リトル・ボニー・クレア・プラヤ(Little Bonnie Claire Playa)などさまざまな場所で観察、研究され、いちばん有名なのは、カリフォルニア州デスヴァレー国立公園レーストラック・プレヤ(Racetrack Playa)においてであり、そこではトラックの数と長さは注目に値する。

記述

トラックはときどき非直線である

レーストラックの石は、主に南部分の、プラヤ[playa。砂漠の窪地の平原。雨期に浅い湖になり蒸発すれば底に粘土・塩・石膏など沈積物を残す。米国西部に多い]の底にしみをつけている。歴史的な記録は、岸から100 m (300 ft)の周りのいくつかの石を特定しているけれども、石の大部分は、それぞれの発生させている露頭に比較的近く見つかる。3つの岩石学的な型が3つ特定されている――（1）閃長岩、プラヤの西側できわめて豊富に見つかる。（2）ドロマイト、白い帯複数のある、丸みを帯びた青灰色の石。（3）最も一般的な型であるブラック・ドロマイトは、ほとんどつねに、かどのあるジョイント・ブロックまたはスライバー(slivers)のかたちで見つかる。このドロマイトは、プラヤの南半分に見つかるほぼすべての石を構成し、そしてプラヤの南端で東岸に平行している、高さ850 ft (260 m)の、急な岬で生じている。貫入性の火成岩は隣接する斜面から生じている（それらの大部分はタン色長石である――含有量の多い閃長岩）。トラックの長さは最大100 m (330 ft)で、幅は約3から12in (8から30cm)で、そして典型的には深さは2.5 cm (1 in)よりはるかに小さい。大部分のムーヴィング・ストーンは、直径約6から18in (15から46cm)の範囲である。

底が粗い石は、まっすぐなトラックを残し、いっぽうで底が滑らかなものはさまよいがちである。石はときどき、別の端を地面にさらしながら、石の航跡に別のトラックを残しながら、ひっくり返る。

トレールは方向と長さの両方が異なる。たがいに隣り合って動き始める岩は、ある時間平行に移動し、それから突然左、右、または後ろにさえ方向を変える。トレールの長さもまた異なる――同じようなサイズと形の岩2つが均一に移動することがあり、その後1つが前進するか、トラック上で停止することもある。

石が移動するには、非常に特定の条件複数のバランスが必要であると考えられている――

• 冠水した表面
• 粘土の薄層
• 風
• 氷フロウ(Ice floes)
• 氷の割れ砕けを引き起こす、温くなりつつある温度

調査史

レーストラック・プラヤの岩2つ

レーストラック・プラヤで、これらのトラックは1900年代初頭から研究されてきたが、石の移動の源は確認されなかったし、仮説がいくつか存在する研究の対象であり続けた。しかしながら、2014年8月現在、岩が移動しているタイムラプス・ビデオ映像が公開されており、氷の薄い溶けつつあるシートの流れの中で岩が高風速で動いていることを示している。科学者らはこうして、移動している石の原因が　氷押しやり(ice shove)であると特定している。

初期の調査

滑走岩現象の最初の記録された説明は、ネバダ州ファロン(Fallon)のジョセフ・クルック(Joseph Crook)という試掘探鉱者がレーストラック・プラヤを訪れた1915年にさかのぼる。翌年に、レーストラックは地質学者ジム・マカリスター(Jim McAllister)とアレン・アグニュー(Allen Agnew)からの関心を呼び起こした。彼らは1948年にこの地域の基盤岩をマップし、アメリカ地質学会会報(Geologic Society of America Bulletin)い滑走岩に関する最初の報告を発表した。彼らの公表は、正確な測定が行われていなかったことを述べながら、犂痕（すきあと）が――泥のプラヤの床の上を吹く――塵（じん）旋風を生み出す可変風のような――――強い突風によって推進されたスクレーパーの残骸であることを示唆しながら、プラヤの犂痕とスクレーパーの簡単な説明を与えた。犂痕の起源をめぐる論争は、他の場所での同様な現象の発生の探索を促した。そのような場所はネバダ州ナイ郡(Nye County)のリトル・ボニー・クレア(Little Bonnie Claire)で発見され、そこでも現象が研究された。

国立公園局のナチュラリストらは後に、もっと詳細な記述を書いたし、『ライフ (雑誌)』はレーストラックの組み写真を特集した。1952年に、ルイス・G・カーク(Louis G. Kirk)と称する国立公園局のレンジャーが、畝（うね）の長さ、幅、および一般的なコースの詳細な観察結果を記録した。彼はたんに調査して移動岩現象の証拠を記録しようとしただけであり、広範な科学的報告を仮定したり作成したりしようとしなかった。この時、どのように石が移動するかにかんする憶測が始まった。さまざまな、そしてときどき特異な説明であるかもしれないものが長年提唱されてきて、それは超自然的なものから非常に複雑なものまでさまざまである。関心のある地質学者らが支持する大部分の仮説は、泥が濡れているときの強風が少なくとも部分的に原因である、と仮定している。いくつかの石は人間なみの重さがある。1955年にこの話題に関する論文を発表したジョージ・M・スタンリー(George M. Stanley)のような一部の研究者は、それはこの地域の風が移動させるにはあまりに重すぎると感じている。スタンリーは、広範なトラック・マッピングと氷フロウ回転に関連するトラックの回転に関する調査の後、 スタンリーは、石の周りの氷シートが、風を捕らえるのを助ける、 あるいは氷フロウが岩移動を開始する、と主張した。

1970年代の進展

1972年5月に、ボブ・シャープ(Bob Sharp)とドワイト・キャリー(Dwight Carey)は、レーストラック石移動モニタリング・プログラムを始めた。最終的に、新しいトラックのある石30がラベルづけられ、杭がその場所を示すために使用された。それぞれの石は名前を与えられ、石の位置の変化は7年間記録された。シャープとキャリーはまた、選ばれた石を囲いに入れることによって氷フロウ仮説を検証した。直径5.5 ft (1.7 m)の囲いが、幅3 in (8 cm)、1 lb (0.45 kg)トラックを作る石の周りに、7つの鉄筋セグメントが25から30in (64から76cm)離れて置かれて、作られた。もし石の周りの氷のシートが、風をとらえる表面積を増やすか、石を氷フロウに沿って引きずることによってそれらを移動させるのを助けるならば、鉄筋は少なくとも移動を遅くし、一方にそらせるであろう。どちらも発生していないように見えるし、その石はあやうく鉄筋をのがれた、それは最初の冬の間、囲いから北西に28 ft (8.5 m)移動した。重い石2つが同時に囲いの中に置かれ、1つは5年後に最初と同じ方向に移動したが、しかしその連れは調査期間中に移動しなかった。これは、もし氷が石移動に役割を演じているならば、石の周りの氷首輪は小さくあらねばならないことを示している。

天の川のパノラマ、下に帆走石のトラックがある――右側の石に注目せよ。

最初の石30のうち10が最初の冬に移動し、メアリー・アン（石A）は212 ft (65 m)で最長距離を踏破した。次の監視された6冬のうちの2つでもまた、複数の石が移動した。夏に石が移動しなかったことが確認されたし、冬いくつかに石が動かなかったか、ほんの少ししか移動しなかった。最後に、監視された石のうち2つを除くすべてが、7年間の調査中に移動した。直径2.5 in (6.4 cm)で、ナンシー（石H）が監視された最小の石であった。それはまた、最長累積距離860 ft (260 m)と、たった1冬で最大659 ft (201 m)移動した。移動した最大の石は80 lb (36 kg)であった。

カレン（石J）は29インチx19インチx20インチのドロマイトのブロックであり、重さは推定700 lb (320 kg)である。カレンは監視期間中移動しなかった。その石は、濡れているプラヤへの最初の落下から得られたモーメンタムから、570 ft (170 m) の長いまっすぐな古いトラックを作成したかもしれない。しかしながら、カレンは1994年5月もっと前のある時期、おそらく1992年から1993年の異常に濡れた冬の間に、姿を消した。トラックとウインチが引き起こすであろうプラヤに関連する損傷の欠如のために、人工的な手段による除去はありそうにないと考えられている。1994年に、カレンの目撃であるかもしれないものがプラヤから¹⁄₂ mi (800 m)の所であった。1996年にカレンはサンノゼの地質学者ポーラ・メシーナ(Paula Messina)によって再発見された。

1990年代の続けられた調査

教授ジョン・リード(Professor John Reid)は、1995年の追跡研究で、ハンプシャー・カレッジとマサチューセッツ大学アマースト校の研究学生6人を率いた。彼らは、1980年代後半と1992-93年の冬の間に移動した石複数から非常に合同なトレイルを見つけた。少なくともいくつかの石は、合理的な疑いを超えて、最大¹⁄₂ mi (800 m)幅の氷フロウの中で移動していることがわかった。物理的な証拠は、薄い氷のシートを移動させることによってのみ作られたであろう線条のある領域の帯状地をふくんでいた。したがって、風のみと氷フロウに関連する風との両方が原動力であると考えられている。

レーストラック・プラヤの別のセイリング・ストーン

オーエンズ・ドライ・レイク・プラヤ(Owens Dry Lake Playa)での研究によって知らされた、1996年の現象を研究している、物理学者らベーコンその他(Bacon et al.)は、プラヤの表面に吹いている風が、プラヤの滑らかで平らな表面のために、圧縮され強められることがあることを発見した。彼らはまた、これらの表面の境界層（地面の抗力のために、風がもっと遅い、地面のすぐ上の領域）は、2 in (5 cm)まで低くあり得ることを見つけもした。その結果、高さわずか数センチの石が、周囲の風とその突風の全力を感じる。それは冬の嵐の中で90 mph (140 km/h)に達し得る。そのような突風が開始力であると考えられるし、いっぽうでモーメンタムと持続風が、ことによると適度な走りと同じくらい速く、それら石を移動させ続ける。

風と氷はどちらも、これらスライディング・ロックにとって好まれる仮説である。「"Surface Processes and Landforms"」に記載されているように、ドン・J・イースターブルック(Don J. Easterbrook)は、いくつかの岩のパスの間に平行なパスがないために、これは氷フロウを退化させることによって引き起こされ、代替ルートという結果に終わり得ると述べている。氷はもっと小さなブロックに割れ砕けるけれども、それでも岩はスライドする必要がある。

21世紀の展開

レーストラック・プラヤで作用している地質学的過程のさらなる理解は、技術開発と手をつないでいる。2009年に、安価なデジタル・カメラのタイムｰラプスの開発は、塵旋風とプラヤ洪水をふくむ気象現象のキャプチャリングをゆるした。これらカメラは、前述の現象のさまざまな段階をキャプチャすることをねらったけれども、スライディング・ストーンの議論は続いた。写真技術の開発者らは、移動は約3年に1回しか発生せず、彼らの信じるところでは、約10秒間続いたために、レーストラックのひそかな岩をキャプチャすることの難しさを記述する。彼らの次の確認される進歩は、彼らがふるいにかける必要があった非通過時間の1000万秒を大幅に短縮している、風が引き金を引いた画像であった。

岩の周りに氷の小さいいかだが形作られ、岩が柔らかいベッドから浮き上がり、かくしてベッドでの反応と摩擦力を減少させるということが、仮定された。この効果は風の抗力を増加させることではなく摩擦を減少させることに依存するために、最小摩擦が勝手気ままに軽い風によって移動させられることを岩にゆるすために、もし氷が十分に厚いならばこれらのアイス・ケーキは特に大きな表面積を持つ必要はない。

或る研究は、「氷いかだ」("ice raft")説を補強しながら、トレイルを狭めること、断続的なスプリング・システムの発生、およびトレイルの終わりに岩がないことを指摘した。その研究は、氷がその間欠的な湖を覆っている間、レーストラック・プラヤに向かって水を排出るする山岳地帯を特定した。これは、水浮力が埋め込まれた岩で氷山を持ち上げ、ついにプラヤのベッドとの摩擦が十分に減少して風力がそれらを移動させ、観察されたトラックの原因となることを示唆している。この研究は、訪問者らにプラヤでドライブさせないための人工溝の効果のマッピングと分析を提供もしているし、彼らは、それがスライディング・ロック現象を妨げる可能性があると主張している。

説明

頂部に穴が開いた空洞にGPSユニットを備えた岩

ニュース記事複数は、研究者らがGPSとタイムｰラプス写真を使用して岩移動複数を観察したとき謎は解決された、と報じた。2013年12月20日に、研究チームは、岩60超が関与する岩移動を目撃し記録した。複数の移動事象の中で一部の岩は、2013年12月から2014年1月の間に最大224m移動した。これら観測内容は、風あるいは厚い氷が表面から岩を浮かべさせるのもっと以前の理論を否定した。そのかわりに、晴れた日に一時的な冬の池に浮かぶ、厚さ数ミリメートルの大きな氷シートが割れ砕け始めるとき、岩は移動する。これらの薄い浮いている氷パネルは、寒い冬の夜の間に凍り、微風と押しやられた岩によって最大5m/min（0.3km/h）で駆り立てられる。GPSで測定された移動の一部は最大16分間続くし、2013-14年の冬のプラヤ池の存在の間に多くの石が5回超移動した。

気候変動の影響であるかもしれないもの

岩移動は周囲の状況の非常にまれな組合わせ、すなわち通例乾燥しているプラヤが洪水され、寒い状況が水に凍ることをゆるすことに依存しているために、もっと乾燥した冬ともっと暖かい冬の夜は、そのような周囲の状況が発生する頻度を低くするであろう。ラルフ・ロレンツ(Ralph Lorenz)とブライアン・ジャクソン(Brian Jackson)による統計的研究は、岩移動の公開された報告を調査しながら、1960年代から1990年代と21世紀の間の明らかな衰退を示唆した（4：1オッズ）。

岩の盗難と荒らし

2013年5月30日に、『ロサンゼルス・タイムズ』は、公園職員らがデスヴァレー国立公園からのいくつかの岩の盗難を調査している、と報じた。

2016年8月に、不法にドライブしているなにものかによって、約10マイルのタイヤ痕がプラヤに残された。9月に訪れた或る写真家は、岩の1つに新しく刻まれたイニシャル「500」と「K」にも注目した。当時の報告複数は、捜査官らが容疑者らを特定したと示唆したけれども、2018年3月に破壊者は特定されていなかったし、そのときボランティアの1チームが園芸工具と水750ガロンを使ってレーストラックからタイヤ跡を掃除した。

読書案内

• Messina, P., 1998, The Sliding Rocks of Racetrack Playa, Death Valley National Park, California: Physical and Spatial Influences on Surface Processes. Published doctoral dissertation, Department of Earth and Environmental Sciences, City University of New York, New York. University Microfilms, Incorporated, 1998.
• Messina, P., Stoffer, P., and Clarke, K. C. Mapping Death Valley's Wandering Rocks. GPS World April, 1997: pp. 34–44
• Sharp, R.P., and A.F. Glazier, 1997, Geology Underfoot in Death Valley and Owens Valley. Mountain Press Publishing Company, Missoula. ISBN 0-87842-362-1
• Stanley, G. M. (1955). “Origin of playa stone tracks, Racetrack Playa, Inyo County, California”. Geological Society of America Bulletin 66 (11): 1329–1350. Bibcode: 1955GSAB...66.1329S. doi:10.1130/0016-7606(1955)66[1329:oopstr]2.0.co;2. 
• Reid, J.B. Jr.; Bucklin, E.P.; Copenagle, L.; Kidder, J.; Pack, S. M.; Polissar, P. J.; Williams, M. L. (1995). “Sliding rocks at the Racetrack, Death Valley: What makes them move?”. Geology 23 (9): 819–822. Bibcode: 1995Geo....23..819R. doi:10.1130/0091-7613(1995)023<0819:sratrd>2.3.co;2. 
• Sharp, R.P.; Carey, D. L.; Reid, J.B. Jr.; Polissar, P. J.; Williams (1996). “Sliding rocks at the Racetrack, Death Valley: What makes them move?; Discussion and Reply”. Geology 25 (8): 766–767. doi:10.1130/0091-7613(1996)024<0766:sratrd>2.3.co;2. 

外部リンク

• How Do Death Valley's "Sailing Stones" Move Themselves Across the Desert?", Smithsonian Magazine, June 2013.
• National Geographic: "What Drives Death Valley's Roving Rocks?"
• Racetrackplaya.org: The Racetrack Playa Blog – homepage
• SJSU.edu: "The Sliding Rocks of Racetrack Playa" – by Paula Messina.
• Smith.edu: "The Mystery of the Rocks on the Racetrack at Death Valley" – by Lena Fletcher and Anne Nester.
• Physics Forums.com: "The Sliding Rock Phenomenon" – online discussion.
• Earth Surface Dynamics Discussions: "Trail formation by ice-shoved 'sailing stones' observed at Racetrack Playa, Death Valley National Park"
• YouTube: Moving Rocks of Death Valley's Racetrack Playa – video by Brian Dunning.
• Fox News.com: Why Are Death Valley's Rocks Moving Themselves? – by Philip Schewe.
• Plosone.org: "Sliding Rocks on Racetrack Playa, Death Valley National Park: First Observation of Rocks in Motion"

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