Вдоль берега Лены тянется стена из тесно стоящих каменных колонн — будто кто-то нарезал скалу на вертикальные столбы. Камень здесь древнейший: это бывшее морское дно, в котором находят трилобитов и археоциат — одних из первых сложных животных. Возраст породы — около 540 миллионов лет. А вот сами столбы куда моложе: им всего около 400 тысяч лет. Получается важная вещь: возраст камня и возраст его формы — это совсем разные вещи. Породе сотни миллионов лет, а нынешнюю форму ей придал мороз — и сравнительно недавно.
Известняк пронизан сетью вертикальных трещин — готовых линий раскола. Мороз работает именно по ним, разрезая массив на отдельные столбы.
Резал камень не резец, а вода со льдом. Как именно — в следующем разделе.
Известняк здесь пронизан сетью вертикальных трещин. Кажется, что трещина — это изъян, но для геолога это подсказка: камень сломается именно там, где уже ослаблен. И за дело берётся морозное расклинивание.
Вода при замерзании увеличивается в объёме примерно на 9% — лёд занимает больше места, чем вода, из которой он возник. Затёкшая в трещину вода замерзает и распирает её. Больше того: растущая ледяная линза подтягивает к себе воду из соседних пор, разрастается и давит на стенки трещины изнутри, как клин. Одного цикла мало, но за тысячи циклов «замёрзло–оттаяло», год за годом, камень неотвратимо раскалывается по этим линиям1. Так массив и распадается на отдельные столбы.
Морозное расклинивание: затёкшая в трещину вода замерзает, расширяется на 9% и распирает трещину изнутри, как клин; за тысячи циклов она растёт, пока камень не расколется.
Где работает тот же закон?
Тот же лёд-клин рвёт асфальт весной (отсюда ямы на дорогах), выпучивает грунт морозным пучением, крошит горы в осыпи и разрушает кирпич сырых стен. Везде, где есть вода, поры и переходы через ноль, расширение льда на 9% медленно, но верно ломает твёрдое.
Морозное расклинивание (frost wedging): вода при замерзании расширяется на ~9%, ледяные линзы растут за счёт подтока воды из пор и раскрывают трещины; за многие циклы порода раскалывается по ослабленным зонам (Wikipedia, «Frost weathering»). ↩
Будущая форма столба задана не морозом, а трещинами: мороз лишь проявляет рисунок, который уже есть в камне. Где сеть трещин гуще — там столбы тоньше и чаще; где массив целее — там стоят широкие монолиты. То есть трещина сегодня — это будущий край столба через тысячи лет: камень раскалывается по заранее заготовленным линиям.
А сама сеть трещин — это фрактал: она ветвится и повторяет свой рисунок на разных масштабах, и плотность её ветвления описывают дробной размерностью $N(r)\sim r^{-D}$. Тем же фрактальным узором, кстати, растекается и дельта Лены под этими скалами — природа охотно переиспользует один и тот же способ ветвиться и заполнять пространство, что в трещинах камня, что в рукавах реки.
Открытый вопрос
Мороз создал Ленские столбы — но он же их и разрушает, цикл за циклом откалывая куски. Скалы одновременно рождаются и осыпаются. Стоят ли они сейчас на пике своей высоты или уже клонятся к разрушению — и как быстро их перекроит теплеющий климат, в котором переходов через ноль станет больше, — геоморфологи ещё считают.
