Как движутся «живые камни» в Долине Смерти? Учёные заставили лёд двигаться сам по себе, скопировав природный феномен

Есть на планете места, где законы физики, кажется, работают как-то иначе. Одно из таких — высохшее озеро Рейстрэк-Плайя в калифорнийской Долине Смерти. Десятилетиями оно ставило в тупик учёных и порождало мистические теории. Причина? Огромные валуны, которые сами по себе ползут по глинистому дну, оставляя за собой длинные, чёткие борозды. Никто никогда не видел их в движении, но следы были неопровержимым доказательством: камни путешествуют.

Что это — проделки пришельцев, неизвестные магнитные поля или просто чей-то искусный розыгрыш? Как оказалось, ответ куда изящнее и кроется в уникальном стечении обстоятельств.

Разгадка пустынного фокуса

Лишь в 2014 году учёным удалось наконец подловить «плавающие камни» с поличным. Секрет оказался в тончайшем балансе трёх стихий: воды, холода и ветра. Всё происходит так:

1. Сначала на дно высохшего озера выпадает немного осадков — ровно столько, чтобы образовалась тонкая плёнка воды, не впитывающаяся в твёрдую глину.
2. Затем ночная температура падает ниже нуля, и эта вода превращается в тонкий, как стекло, слой льда.
3. С восходом солнца лёд начинает подтаивать и трескаться, образуя огромные, но лёгкие ледяные «плоты».
4. И вот тогда в дело вступает ветер. Даже слабого бриза достаточно, чтобы сдвинуть эти ледяные поля с места. А камни, вмёрзшие в лёд, начинают своё медленное путешествие, прочерчивая борозды на мягком дне.

Загадка была решена. Но, как это часто бывает в науке, решение одной головоломки породило новую идею. Группа инженеров из Virginia Tech задалась вопросом: а можно ли воспроизвести этот эффект в лаборатории? И, что ещё важнее, можно ли заставить лёд двигаться самостоятельно, без помощи ветра или уклона?

От природы к технологии: рукотворная магия

Команда под руководством Джонатана Борейко взяла за основу природный механизм, но решила его кардинально усовершенствовать. Их цель — создать поверхность, которая сама будет генерировать движущую силу. После нескольких лет экспериментов они представили своё творение: плоскую алюминиевую пластину, испещрённую особым узором.

На первый взгляд, это просто металл с гравировкой. Но вся магия кроется в деталях. Поверхность покрыта сетью микроскопических асимметричных канавок, напоминающих наконечники стрел или узор «ёлочкой». Когда на такую пластину кладут кусочек льда, начинается самое интересное.

Лёд, контактируя с металлом комнатной температуры, начинает таять. Образующаяся вода не растекается хаотично, а устремляется в эти канавки. Благодаря их асимметричной форме, поток талой воды направляется строго в одну сторону. Этот микроскопический, но постоянный поток, словно река, подхватывает ледяной диск и тащит его за собой. Гравитация здесь ни при чём — только гидродинамика в миниатюре.

Неожиданный поворот: хитрость поверхностного натяжения

Казалось бы, система работает идеально. Но исследователи решили пойти дальше и покрыли свою пластину водоотталкивающим (гидрофобным) спреем. Логично было бы предположить, что теперь, на более скользкой поверхности, лёд помчится ещё быстрее. Но произошло нечто совершенно иное.

Сначала ледяной диск будто прилип к месту. Гидрофобное покрытие выталкивало талую воду из-под него так эффективно, что лёд практически «присасывался» к сухой поверхности. Но через несколько мгновений происходил резкий срыв — диск внезапно и с большой скоростью срывался с места.

В чём же дело? Оказалось, в игру вступила ещё одна сила — поверхностное натяжение. Вода, вытесняемая из-под диска, скапливалась перед ним в небольшую лужицу. Поверхность воды ведёт себя как упругая плёнка, которая всегда стремится сжаться. Эта «плёнка», натянутая с одной стороны диска, создавала дисбаланс сил. В какой-то момент это натяжение становилось настолько сильным, что буквально «выстреливало» ледяным диском вперёд. Учёные случайно открыли второй, ещё более мощный механизм самодвижения.

Что дальше? От быстрой разморозки до вечной энергии

Это открытие — не просто забавный лабораторный трюк. У него есть вполне осязаемое будущее. Самое очевидное применение — создание систем защиты от обледенения, которые не просто растапливают лёд, а активно его сбрасывают. Представьте себе крылья самолёта или лопасти ветряных турбин, которые очищаются от наледи сами, без химии и нагрева.

Но есть и куда более захватывающая перспектива. А что, если сделать такую поверхность не плоской, а круглой, в виде замкнутого трека?

«Теперь представьте, что на лёд мы поместим не камни, а маленькие магниты», — говорит Борейко. Вращаясь по кругу, эти магниты могли бы индуцировать электрический ток в катушках, расположенных рядом. По сути, это может стать основой для нового типа генератора энергии, который работает на тепле окружающей среды, заставляющем лёд таять.

Конечно, до создания таких систем ещё далеко. Но сама идея поражает. История, которая началась с загадочных камней в пустыне, привела к созданию технологии, способной однажды изменить наш подход к разморозке и, возможно, даже к производству чистой энергии. И это лишний раз доказывает: самые невероятные открытия часто ждут нас там, где мы просто решаем проявить немного любопытства.