Окаменевшие волны могут рассказать нам о погоде, которую видели динозавры.
Саут - Хэдли и Холиок, штат Массачусетс известны своими треками. Около 200 миллионов лет назад, когда долина реки Коннектикут была полна болот и неглубоких, мутных озер, динозавры прорывались сквозь них и оставляли в грязи следы ног, которые затем были запечатаны и сохранены. Сегодня в заповеднике "Следы динозавров", расположенном между двумя шоссе и железной дорогой, посетители могут увидеть сотни таких отпечатков в песчанике.
Вокруг этих окаменелостей, сделанных трехпалыми ногами с острыми когтями, земля рассказывает и другие истории. Если присмотреться, то можно увидеть, что скала покрыта рябью. Это неглубокое окаменевшее морское дно. Экспертам, умеющим их читать, они рассказывают яркую историю о доисторическом мире, вплоть до того, какой была погода, когда динозавр вышел на прогулку.
Вот почему Тейлор Перрон, геолог из Массачусетского технологического института, недавно пригласил туда своих студентов. Перрон изучает эрозию и пейзажи, и находит подробные истории в песчаных полосах.
Эти древние образования известны как волновая рябь, которые сегодня можно встретить на песчаном берегу (но отличаются от волны, образующейся в результате течения или ветра). Волновые волны нарастают по мере того, как проходящие поверхностные волны осаждают песок на хребтах и вырезают между ними впадины. Эти осадочные образования обычно достигают максимума на дюйм или два в высоту, прежде чем песок начинает соскальзывать в небольших лавинах, или стираются другими волнами.
Может показаться невероятным, что в такой динамичной среде, не говоря уже о тысячелетии, пульсация волн может длиться час. Если вы подниметесь к одному из них в воде на пляже и просто прикоснетесь к нему пальцем ноги, вы можете проделать большую дыру в ряби, можете стереть ее прямо сейчас.
Мутная река, переполняющая берег и оставляющая влажность, может покрыть песок и сформировать нечто вроде доспехов над лежащими внизу песком, покрытым рябью. Следы также могут сохраниться, если будут обнажены над поверхностью воды, скажем, в результате землетрясения или отступающего прилива, в местах, где они могут высохнуть и застыть на месте. Осевшая рябь - это осадочный снимок того момента, когда они были оставлены.
Исследователи знают, что глубина воды и размер волн влияют на размер и интервал между волнами. Несмотря на то, что они часто довольно линейны и параллельны, они могут расщепляться и вновь соединяться, образуя разнообразные загадочные закономерности.
Ученые гораздо меньше знают о специфических условиях, которые их создают, или о том, что они могут нам рассказать. Во время академического отпуска в MIT в 2010 году Пол Майроу, геолог из Колорадского колледжа, показал Перрону несколько загадочных фотографий сохранившихся волновых пульсаций из Кембрия в Ньюфаундленде и протерозоя как во Внутренней Монголии, так и в группе Апачей в Аризоне, среди прочих мест и старинных экземпляров. На снимках показаны пульсации в десятках этих различных узоров, известных как "дефекты". Некоторые выглядят как песочные часы, другие вызывают вибрирующие вилки. Они не смогли их объяснить, потому что не знали, как они формируются, не знали, что они означают.
У них возникла идея, что они могут расшифровать детали путем их реверс-инжиниринга. Как команда описывает в новой статье в журнале "Геология", они установили 23-футовый экспериментальный резервуар в лаборатории в Массачусетском технологическом институте. Они прикрепили к одному из концов весло, которое позволило им создать контролируемые волны, которые перемещались по всей длине бака. На другом конце был коврик из прорезиненного конского волоса, чтобы поглотить волны, чтобы они не отскочили назад. Между лошадиным волосом и веслом был ровный песок. Исследователи могли проследить, как изменения скорости и движения лопасти меняют образующиеся пульсации.
Когда весло перемещалось в узком диапазоне движений, пульсации образовывали узоры песочных часов. Когда волны становились еще меньше и быстрее, с каждой стороны существующих рябей появлялись "вторичные гребни". При более широком диапазоне движения появлялись зигзагообразные узоры.