导读 无论你多么仔细地观察，你都不会看到它们移动。即使将耳朵贴在凉爽的砂岩上，您也听不到它们的振动。但是新的研究表明，在犹他州南部和整个

无论你多么仔细地观察，你都不会看到它们移动。

即使将耳朵贴在凉爽的砂岩上，您也听不到它们的振动。

但是新的研究表明，在犹他州南部和整个科罗拉多高原发现的红色岩石塔在不断地运动，以它们自己的标志性节奏振动，就像它们在蓝色沙漠天空深处的戏剧性轮廓一样独特。

犹他大学的研究人员非常清楚岩石塔和拱门是如何在遥远的地震、风甚至海浪中发生摆动、扭曲和摇摆的。他们的最新研究编制了一个首创的数据集，以表明动态特性，即岩石振动的频率以及它们在振动过程中的变形方式，可以在很大程度上使用描述梁如何进入的相同数学来预测。建筑结构产生共鸣。

了解这些特性对于了解岩塔的地震稳定性及其对危险振动的敏感性至关重要。但很难获得所需的数据，部分原因是到达塔的底部通常需要穿越险恶的地形——然后必须有人爬上去在顶部放置地震仪。

不过，在经验丰富的登山者的帮助下，犹他大学的研究人员现在已经测量了犹他州 14 座岩石塔和鳍的动态特性，创建了一个具有各种高度和塔形的独特数据集。

“这种仅使用塔的宽度、高度和材料特性就可以预测塔的基频的能力非常强大，因为这意味着不需要有人用地震仪爬上 300 英尺(100 m)的塔来得到这个信息，”主要作者、地球物理学博士生 Riley Finnegan 说。“了解这些信息对于任何与塔的地震稳定性或潜在振动损坏相关的评估都很重要。”

该研究发表在《地震研究快报》 上，由国家科学基金会和犹他大学本科研究办公室资助。

Finnegan、地质学和地球物理学副教授 Jeff Moore 及其同事花了数年时间测量和编目拱门和其他岩石形式，以了解它们是如何移动的。

为了让他们的地震仪到达这些塔的顶部，研究人员与攀岩专家 Kathryn Vollinger 合作，她和她的搭档一起登上了塔，将仪器拖到了顶部。然后他们等待仪器记录数据并将其带回。

研究人员也利用了其他人的帮助。刚从卡尔加里大学毕业的杰克逊·博特克 (Jackson Bodtker) 在一天之内爬了三座塔。地球物理学专业的大四学生亚历克斯·祖拜(Alex Dzubay)爬上一千英尺高的悬崖，进入了一座塔楼。摩尔的家人甚至做出了贡献，测量了亚利桑那州岩石塔的尺寸。

“这么多有才华、热心和乐于助人的人参与了实地工作，”芬尼根说。“我们一行人在 Kathryn 攀登之后去了三个地点驾驶无人机制作 3D 模型，而我个人几乎无法到达其中一个塔的基地，更不用说开始考虑将我们的设备带到基地然后带着它爬上去。”

尊重土地

所研究的一些遗址对当地的美洲原住民部落具有特殊意义，包括位于犹他州熊耳的众神谷的塔楼。根据 Bears Ears Inter-Tribal Coalition 的说法，这个山谷“……对纳瓦霍人来说是神圣的，他们将巨大的砂岩纪念碑解释为古老的纳瓦霍战士冻结在石头和时间中。”

芬尼根说，研究人员会见了众神谷附近蒙特祖玛溪白马高中的老师，其中一名学生韦斯顿·多山羊加入了他们的实地考察。“他非常聪明和勤奋，我们非常感谢他的帮助，”芬尼根说。

研究小组在实地考察期间努力进行尊重的探访，并建议其他参观熊耳朵地区的人参考联盟的指导方针，并参观犹他州布拉夫的雪松梅萨之友游客中心。游客被要求留在标记的小路上，尊重地参观文化遗址，留下任何被发现的文物，并避免接触岩石艺术。

“我们希望通过认识到这些塔不断运动、颤抖、摇摆和颤抖，以响应流经地球的风和能量，这些有时是神圣的景观的游客将有一层额外的尊重，最终我们的测量将激发灵感对这些令人惊叹的独特地方的关怀精神，”摩尔说。

岩石像树一样摇摆

总之，这项研究汇编了几年来收集的 14 个岩石塔和翅片的环境振动数据。虽然该团队之前曾报告过来自单一地形的测量结果，即 120 m 高的 Castleton Tower，但新的汇编比以前发布的任何数据集都更大、更广，并且跨越了各种塔的高度和几何形状。

结果表明，岩石塔的基频在约 1 Hz(每秒一个周期)和 15 Hz 之间变化，并且较大的塔具有较低的基频。一般来说，塔楼像树木和高楼一样弯曲和摇摆。在更高的频率下，这些塔围绕它们的中心轴扭转。

“对我来说最令人惊讶的是我们的数据与理论的一致性，以及我们的模型对数据的支持程度，”芬尼根说。该理论预测，梁振动的基频与其宽度除以高度的平方成正比。岩石塔在很大程度上遵循了这种关系。

岩石塔振动的预测频率与观测数据相差约 4%。预测的塔运动角度平均偏离实际数据 14°。”

“也许我对此感到过于兴奋和惊讶，”芬尼根说，“但我在我们的其他一些工作中制作了足够多的岩石拱门模型，令人沮丧的是，这些模型并没有与数据产生强烈的匹配，所以令人耳目一新我能够在给定几何形状的情况下预测塔模式。”

新的测量结果与之前发布的数据一起，为估计世界各地不同环境中其他岩石塔、柱子和翅片的自然频率提供了指导，这些值是进行地震稳定性和振动风险评估所需的值，以及作为评估过去摇晃的可能强度。Finnegan 说，知道如何预测岩石塔的特性，可以更轻松地通过更少的测量来评估塔的健康状况。

摩尔说，我在该领域度过的最有意义的时光是我能够放慢速度，坐下来聆听并想象这些塔在运动中。“我们看不到，听不到或感觉到它们的运动，但它是非常真实的，并且一直(并且一直)在发生。对我来说，这种新的视角创造了与景观的更新和亲密的联系。”