Đá tự trượt ở Racetrack Playa, Vườn quốc gia Thung lũng Chết (California, Mỹ), không tự di chuyển: chúng bị những tấm băng mỏng như kính cửa sổ, trôi trên một lớp nước nông và được gió nhẹ đẩy, kéo theo đá lướt chầm chậm trên lớp bùn mềm. Lời giải này được xác nhận năm 2014, khi một nhóm nghiên cứu lần đầu tiên quay phim và ghi bằng GPS cảnh đá đang di chuyển.
Trước đó, suốt nhiều thập niên, người ta chỉ thấy kết quả: những tảng đá nằm cuối những vệt dài trên mặt hồ khô, có vệt thẳng, có vệt cong, có vệt ngoặt gấp. Không ai từng thấy chúng chuyển động. Câu chuyện đá trượt là một ví dụ đẹp về cách khoa học khép lại một bí ẩn: không bằng một ý tưởng thiên tài, mà bằng đo đạc kiên nhẫn đúng nơi, đúng lúc.
Racetrack Playa: một lòng hồ khô bằng phẳng đến kỳ lạ
Racetrack Playa là một lòng hồ khô (playa) nằm ở vùng hẻo lánh phía tây bắc Vườn quốc gia Thung lũng Chết, dài khoảng bốn, năm cây số và rộng khoảng hai cây số. Bề mặt của nó gần như phẳng tuyệt đối, phủ một lớp bùn sét khô nứt thành những ô đa giác. Tên gọi "trường đua" đến từ hình dạng thuôn dài và mặt phẳng như đường đua.
Ở đầu phía nam của lòng hồ có một vách núi đá dolomite. Đá vụn từ vách rơi xuống mặt hồ, và chính những viên đá này, từ cỡ nắm tay tới những tảng nặng hàng trăm cân, là nhân vật của câu chuyện. Phía sau mỗi viên là một rãnh nông khắc vào lớp bùn, có rãnh dài hàng trăm mét.
Vùng này thuộc loại khô nóng nhất nước Mỹ, nhưng mùa đông lại có những đêm lạnh dưới không độ. Thỉnh thoảng sau những trận mưa hiếm hoi, lòng hồ đọng một lớp nước mỏng chỉ vài phân. Sự kết hợp giữa nước nông, đêm lạnh và ngày nắng chính là chìa khoá của hiện tượng, nhưng phải mất rất lâu người ta mới ghép được ba mảnh đó lại với nhau.
Những giả thuyết từng được đưa ra
Từ đầu thế kỷ 20, khi các nhà địa chất bắt đầu mô tả những vệt đá ở đây, đã có nhiều cách giải thích. Một số giả thuyết đáng chú ý:
- Gió mạnh thổi đá trên bùn trơn: lớp bùn sét khi ướt trở nên rất trơn, gió bão có thể đẩy đá đi. Nhưng tính toán cho thấy cần gió cực mạnh mới đẩy nổi những tảng đá nặng, mạnh hơn hẳn gió thường gặp ở đây.
- Bè băng lớn: nước đóng băng thành tấm lớn, kẹp đá vào trong rồi gió đẩy cả tấm băng. Giả thuyết này giải thích được vì sao nhiều viên đá đi song song, nhưng không khớp với những vệt đá rẽ theo hướng khác nhau.
- Vòng băng quanh đá: năm 2011, Ralph Lorenz và cộng sự đề xuất một vành băng bám quanh chân đá làm đá "nổi" một phần trên nước, giảm ma sát; họ còn thử nghiệm bằng một viên sỏi trong khay nước đá ở nhà bếp.
- Lớp tảo, vi khuẩn làm trơn mặt bùn: được nêu ra nhưng không có bằng chứng đo đạc ủng hộ.
- Từ trường, lực bí ẩn: loại giả thuyết thiếu cơ sở, chỉ xuất hiện trong các bài viết giật gân.
Từ thập niên 1970, nhà địa chất Robert Sharp và Dwight Carey đã đánh dấu và đặt tên cho hàng chục viên đá, theo dõi vị trí của chúng suốt nhiều năm. Họ ghi nhận đá di chuyển vào mùa đông, nhưng vẫn không bắt gặp lúc chúng chuyển động. Bí ẩn nằm ở chỗ: hiện tượng hiếm, diễn ra ở nơi hẻo lánh, và có lẽ chỉ kéo dài vài phút.
Năm 2014: lần đầu thấy đá đang trượt
Năm 2011, hai anh em họ Richard Norris (nhà cổ sinh vật học ở Viện Hải dương học Scripps) và James Norris (kỹ sư) cùng các cộng sự bắt đầu một dự án đơn giản về ý tưởng nhưng đòi hỏi kiên nhẫn: gắn thiết bị GPS vào những viên đá cùng loại với đá tự nhiên ở đây (được phép của vườn quốc gia), lắp trạm thời tiết và camera chụp ảnh tự động, rồi chờ.
Họ dự tính có thể phải chờ cả chục năm. Nhưng tháng 12 năm 2013, khi tới kiểm tra thiết bị, nhóm thấy lòng hồ phủ một lớp nước nông có băng mỏng. Ngày 20 tháng 12, họ tận mắt chứng kiến và ghi hình cảnh hàng chục viên đá đang di chuyển. Kết quả được công bố trên tạp chí PLOS ONE tháng 8 năm 2014.
Cảnh tượng hoá ra rất bình thản. Không có bão, không có gì kịch tính. Những viên đá trôi chậm như đang lững thững, nhanh nhất khoảng vài mét mỗi phút, chậm đến mức người đứng cạnh phải nhìn kỹ mới nhận ra. Một số viên đi được hàng trăm mét trong một đợt. Thiết bị GPS cho thấy nhiều viên di chuyển cùng lúc nhưng không hoàn toàn cùng hướng và tốc độ.
Cơ chế từng bước: băng, nắng và gió nhẹ
Theo nghiên cứu năm 2014, đá chỉ trượt khi một chuỗi điều kiện cùng xảy ra. Trình tự như sau:
- Mưa hoặc nước tuyết tan từ núi chảy xuống, đọng thành một lớp nước nông, sâu vài phân trên mặt hồ.
- Đêm lạnh, mặt nước đóng một lớp băng rất mỏng, chỉ vài milimét, trong như kính cửa sổ.
- Buổi sáng có nắng, lớp băng bắt đầu tan và vỡ thành những tấm lớn, có tấm rộng hàng chục mét.
- Một làn gió nhẹ, cỡ vài mét mỗi giây, đẩy các tấm băng trôi trên mặt nước. Tấm băng chạm vào đá và đẩy đá đi.
- Đá lướt trên lớp bùn mềm dưới nước, khắc thành rãnh. Khi băng tan hết hoặc gió ngừng, đá dừng lại.
- Nước bốc hơi, lòng hồ khô trở lại, rãnh được giữ nguyên trên lớp bùn đóng cứng cho tới đợt sau.
Điều làm mọi người bất ngờ là lực đẩy không cần lớn: tấm băng rộng hứng gió trên diện tích lớn, nên một làn gió nhẹ cũng đủ đẩy những viên đá nặng. Cơ chế này giải thích được cả những vệt ngoặt gấp, khi các tấm băng va nhau và đổi hướng, và những vệt song song, khi một tấm băng đẩy nhiều viên cùng lúc.
Vì sao bí ẩn tồn tại lâu đến vậy
Nhìn lại, có ba lý do khiến lời giải đơn giản này phải chờ gần một thế kỷ. Thứ nhất, hiện tượng rất hiếm: cần mưa đủ để tạo nước nông, rồi đêm đủ lạnh để đóng băng, rồi ngày nắng có gió nhẹ, tất cả nối tiếp nhau. Có năm không xảy ra lần nào.
Thứ hai, chuyển động diễn ra chậm và ngắn. Đá chỉ đi trong vài phút đến khoảng một giờ, với tốc độ mà người đứng xa không nhận ra. Trong khi đó, khi có nước và băng, ít ai muốn lội ra giữa lòng hồ lạnh giá, và người ta còn được khuyến cáo tránh đi lại trên mặt hồ ướt vì để lại dấu chân sâu lâu năm.
Thứ ba, chính điều kiện "ít người qua lại" làm vệt đá được giữ lâu nhưng cũng khiến không ai chứng kiến. Phải có thiết bị tự động theo dõi liên tục và một chút may mắn về thời tiết, người ta mới bắt được khoảnh khắc ấy. Đây là bài học hay cho bất cứ ai tò mò về những bí ẩn tự nhiên: nhiều câu hỏi không khó về lý thuyết, mà khó về chuyện có mặt đúng lúc để đo.
Có phải chỉ ở Thung lũng Chết mới có đá trượt
Hiện tượng đá để lại vệt trên lòng hồ khô đã được ghi nhận ở một số nơi khác, như các lòng hồ khô khác ở bang Nevada và California, và ở những vùng có hồ nông đóng băng vào mùa đông. Ở các hồ nước ngọt vùng lạnh, người ta cũng quen thấy băng tan đẩy đá và sỏi lên bờ, tạo thành những gờ đá dọc bờ hồ. Về bản chất, đó là cùng một lực: băng trôi có thể dời được những vật nặng.
Điều làm Racetrack Playa nổi tiếng là sự kết hợp hoàn hảo: mặt hồ cực phẳng làm nổi bật vệt đá, vách núi cung cấp đá vụn, khí hậu khô giữ vệt nhiều năm, và không có cây cỏ che phủ. Bức ảnh một viên đá cô độc với vệt dài phía sau giữa nền đất nứt nẻ đã trở thành biểu tượng của vườn quốc gia.
Đáng tiếc là chính sự nổi tiếng mang lại rủi ro. Đã có những vụ khách lấy trộm đá làm kỷ niệm, và những vụ xe chạy vào lòng hồ khi ướt để lại vết bánh xe phải nhiều năm mới phai. Ban quản lý vườn quốc gia nhắc khách không di chuyển đá, không đi lên mặt hồ khi còn ướt, vì mỗi dấu vết ở đây đều tồn tại rất lâu.
Nếu muốn tới Racetrack Playa: những điều nên biết
Racetrack Playa không phải điểm dừng chân ven đường. Từ khu miệng núi lửa Ubehebe ở phía bắc vườn quốc gia, khách phải đi thêm vài chục cây số đường đất đá gồ ghề, nhiều đoạn đá sắc dễ làm thủng lốp. Ban quản lý vườn khuyến cáo dùng xe gầm cao, lốp dày, mang lốp dự phòng đầy đủ, và tính trước rằng dọc đường gần như không có sóng điện thoại hay nguồn nước. Chi phí cứu hộ xe ở vùng này có thể rất lớn.
Trên đường vào có một ngã ba nhỏ tên Teakettle Junction, nơi khách có thói quen treo những chiếc ấm đun nước lên cột mốc như một trò vui. Đến lòng hồ, vệt đá nhiều nhất thường ở đầu phía nam, gần vách núi. Ánh sáng thấp buổi sáng sớm hoặc chiều muộn làm các rãnh hiện rõ hơn trên nền bùn nứt.
Những quy tắc quan trọng nhất đều nhằm giữ nguyên hiện trường: không đi bộ hay lái xe trên mặt hồ khi còn ướt, không di chuyển, lật hay mang đá đi, không vẽ, khắc lên bề mặt. Mùa hè, nhiệt độ ở Thung lũng Chết có thể lên mức gây nguy hiểm tính mạng cho người thiếu nước, nên mùa đông và đầu xuân là lúc hợp lý hơn để đến. Quy định cụ thể thay đổi theo từng năm, cần xem thông báo hiện hành của vườn quốc gia trước chuyến đi.
Câu hỏi thường gặp
Đá ở Racetrack Playa đi được bao xa?
Các vệt dài nhất được ghi nhận lên tới hàng trăm mét. Trong đợt quan sát mùa đông 2013–2014, một số viên đá gắn GPS di chuyển hơn 200 mét qua nhiều lần trượt khác nhau. Khoảng cách phụ thuộc vào lượng nước, kích thước tấm băng và thời gian gió thổi.
Có thể tận mắt xem đá trượt không?
Rất khó. Hiện tượng hiếm, thường xảy ra vào sáng mùa đông sau đợt mưa, và chỉ kéo dài ngắn. Du khách tới Racetrack Playa chủ yếu ngắm vệt đá đã có. Đường vào khá xa và gồ ghề, thường cần xe gầm cao và chuẩn bị kỹ nước, lốp dự phòng.
Tảng đá nặng nhất từng di chuyển là bao nhiêu?
Các bài viết thường nhắc tới những tảng nặng hàng trăm cân. Sharp và Carey từng theo dõi viên đá được họ đặt tên Karen, nặng ước tính vài trăm cân, và thấy nó biến mất khỏi chỗ cũ trong một thời gian dài. Con số cụ thể tuỳ nguồn nên chỉ nên hiểu là "rất nặng so với sức gió".
Vì sao nghiên cứu được đăng trên PLOS ONE?
PLOS ONE là tạp chí khoa học truy cập mở có bình duyệt, đăng nhiều lĩnh vực khác nhau. Nhóm Norris công bố tại đây cùng video và dữ liệu GPS, nên bất cứ ai cũng đọc được miễn phí. Đây là một lợi thế khi giải thích một hiện tượng thu hút công chúng.
Có khi nào giả thuyết khác vẫn đúng một phần không?
Có thể. Nghiên cứu 2014 mô tả cơ chế đã quan sát được trong một mùa. Những tảng đá rất lớn hoặc những đợt di chuyển trong điều kiện khác có thể có thêm yếu tố như gió mạnh hơn hoặc băng dày hơn. Nhưng cơ chế băng mỏng và gió nhẹ là lời giải chính, có bằng chứng trực tiếp.