鳴り響く岩

リンギング ロックは、ソノラス ロックまたはリソフォニック ロックとも呼ばれ、叩くと鐘のように共鳴する岩石です。例としては、イギリス湖水地方のスキッドーにあるミュージカル ストーン、ペンシルバニア州バックス郡アッパー ブラック エディのリンギング ロックス パークの石、ニュー サウス ウェールズ州キアンドラのリンギング ロック、西オーストラリア州のベル ロック山脈などがあります。リンギング ロックは、リソフォンと呼ばれる自発的な楽器に使用されます。

初期の科学者の中には、鳴る岩に興味を持つ者もいたが、岩の鳴る力や岩塊の形成について信頼できる理論を立てることができた者はいなかった。

鉱物学者で植物学者のエドガー・T・ウェリー（1885年 - 1982年）は、リーハイ大学で教鞭をとっていたときに、鳴っている岩に興味を持つようになった。ウェリーは、鳴っているのは輝緑岩の質感によるもので、輝緑岩は他の岩に支えられているという理論を立てた。彼は、この岩塊をフェルゼン湖の一種であると特定した。^[1]

1900年6月に開催されたバックス歴史協会の第13回年次総会で、地元の著名な地質学者で博物学者のチャールズ・ラウバッハが、ブリッジトン、ストーニー・ガーデンなどの場所を参考に、輝緑岩の「トラップ」シルの地質について説明しました。^[2]

地元の実業家でフランクリン・アンド・マーシャル大学の理事でもあったベンジャミン・フランクリン・ファケンタール（1851年 - 1941年）は、鳴き声を発する岩に興味を持ちました。専門の地質学者ではなかったものの、ファケンタールはすべての岩石地帯を広範囲に観察しました。^[3]

1965年、ラファイエット大学の地質学者リチャード・ファースは、いくつかの岩石を研究室に持ち帰り、テストを行った。彼は、岩石が叩かれると、人間の耳に聞こえるよりも低い周波数の一連の音が発生することを発見した。これらの音が互いに作用し合うことで、可聴音が発生する。ファースの実験は音の性質を説明したが、音を発生させる岩石の特定の物理的メカニズムは特定しなかった。^[4]

ペンシルバニア州とニュージャージー州では、ダイアベース・リングロックの巨石地帯が12ヶ所以上確認されているが、 ^{[5] [全文引用が必要]、そのほとんどは私有地にあるか、}都市開発によって消滅している。フィラデルフィアの北には、リンギング・ロックス・カウンティ・パーク、ストーニー・ガーデン、リンギング・ヒル・パークの3ヶ所の敷地があり、一般の人が容易に立ち入ることができる。

リンギング ロックス郡立公園は、アッパー ブラック エディにあるバックス郡立公園です。^[6] もともとこの土地は、悪名高い 1737 年のウォーキング購入を通じて、ペン家がレナペ族 (デラウェア族) から取得しました。現在リンギング ロックス郡立公園となっているエリアの元々の土地保証書を誰が作成したかは明らかではありません。1850 年のバックス郡の不動産地図では、所有者はチュニス リッピンコットのようですが、その名前で保証人のリストはありません。ブリッジタウンの玉石原に関する最も古い出版物は、1876 年のデイビスのものです。^[7] 7 エーカーの玉石原は、ニュージャージー州フレンチタウンのユニオン ナショナル バンクの頭取、アベルB.ヘリングによって 1895 年に購入されました。明らかに、ヘリングはリンギング ロックを開発から保護することを望み、ベルギーの石材製造業者からの石の採石権の申し出さえ断りました。 ^{[8] [9]} 1918年8月22日、ブリッジトン・ボルダー・フィールドを含む土地は、ヘリングによってバックス郡歴史協会に寄贈されました。寄贈された土地には7エーカー8.08パーチの土地が含まれていました。公園への通行権はジョン・O・マッケンティーによって付与されました。^[3]その後、土地はバックス郡に移管され、郡立公園として運営されました。追加の土地買収により、公園の面積は129エーカーに増加しました。

リンギングヒル公園は、ペンシルベニア州モンゴメリー郡のポッツタウンから北東に3マイルのところにあります。この岩場は、1742年にポッツタウンとニューゴーゼンホッペン（ペンスバーグ）の間に道路が開通した際に初めて発見されました。1894年、リンギングロックス電気鉄道会社が設立され、遠く離れたリンギングヒルを遊園地として購入し、路面電車の運行を開始しました（1894年から1932年）。公園が作られた当時、公園は町から約2マイル（3.2 km）離れていました。公園は1932年にウォルター・J・ウルフによって購入され、遊園地とスケートリンクとして運営されました。1957年9月1日、公園はリンギングヒル消防会社に売却されました。^[10]

ストーニー ガーデンは、3 つの公共の環状岩の巨石原のうち最大のもので、ペンシルベニア州バックス郡バックスビル近郊のヘイコック山の北西斜面にあります。この庭園は実際には、ほぼ半マイルにわたって広がる一連のばらばらの巨石原で、山の麓に沿ってオリビン輝緑岩ユニットが露出している場所に形成されました。この場所は未開発で、ストーニー ガーデン ロードのペンシルバニア州ゲーム ランドの駐車場から続くハイキング コースでアクセスできます。1920 年頃、ヘイコック山を含むペンシルバニア州ゲーム ランド トラクト #157 の一部としてペンシルバニア州によって購入されました。^[11]

鳴り響く岩の玉石原は、地元のバックワンパン歴史協会の会合の場として人気があった。ブリッジトンの敷地では2回の年次会合（1893年と1898年）が、ストーニーガーデンでは1回（1890年）開催された。^[9]バックス郡歴史協会も、この土地を取得した翌年の1919年にブリッジトンの敷地で会合を開いた。^[3]

1890年6月に開催された第3回BHS年次総会で、プレザントバレーの地元の医師ジョン・J・オットがストーニーガーデンの岩場から採取した岩を使って演奏を行った。石琴の製作を提案したのは歴史家のウィリアム・J・バックである。岩は1個あたり約200ポンド（91kg）の重さがあり、オットは岩を少し削ることで音色を変えることができたようだ。彼は鉄のハンマーを使ってブラスバンドの伴奏で数曲を演奏した。「岩の澄んだ鐘のような音色がホルンの音よりもよく聞こえた。」^{[3] [8] [9]}曲には「Home Sweet Home」や、彼自身の作曲「Sounds from the Ringing Rocks」が含まれていた。これはおそらく1873年の同名のピアノ曲のスコアから取ったものと思われる。^[12]

ペンシルベニア州南東部とニュージャージー州中央部にあるこれらの岩塊は、ニューアーク盆地の輝緑岩床群から形成された。この床群は、2億年前（ジュラ紀初期）に地殻の伸張により苦鉄質マグマが上部マントルから上昇し、堆積盆地に注入されたときに形成された。上部マントルで結晶化した2種類の鉱物、カンラン石と輝石の斑晶は、すぐにマグマから沈殿し、床群の基部に沿って集まった。完全に凝固すると、この結晶を豊富に含む層は、厚さ10～15フィート（3.0～4.6メートル）の別の岩石単位を形成した。^[13]更新世までに、床群は地殻の隆起と浸食によって地表に露出した。更新世の間、オリビン輝緑岩の露頭は氷床に埋もれなかったが、厳しい凍結、すなわち周氷河条件にさらされた。周氷河環境により、露頭は広大な岩塊地帯に分断された。

基底のオリビン ユニットは、ニュージャージー州とニューヨーク州のパリセーズ シルで見つかったものと似ています。オリビン ダイアベース ユニットは、ダイアベース シルの上部部分よりもはるかに硬く、密度が高く、耐風化性に優れています。

ほとんどの観察者は、広い範囲で見られる上部の「通常の」輝緑岩と、実際に輪状の岩塊を形成する岩床の底部で見られる薄いオリビン輝緑岩ユニットを区別していませんでした。混乱の主な要因は、岩石の外観です。通常の輝緑岩とオリビン輝緑岩はどちらも暗い灰色から黒色です。違いを識別するには、顕微鏡検査が必要になることがよくあります。

ニューアーク系列の輝緑岩床はアパラチア山脈の全長にわたって帯状に露出しているが、南東部ペンシルバニア州とニュージャージー州の狭い帯状の露頭のみが環状の岩塊原を形成している。おそらくその理由は、これらの地域が更新世の氷河の南端にあり、極度の周氷河条件にさらされていたためである。周氷河の岩塊原はペンシルバニア州とニュージャージー州でよく見られる特徴である。

ペンシルベニア州南東部とニュージャージー州で観察される環状の岩塊原はすべてフェルゼン湖の一種です (フェルゼン湖はドイツ語で「岩の海」を意味します)。これらの不毛の岩塊原は、耐性のある岩の露頭が 25° 未満の傾斜で露出している周氷河環境に発生します。霜によるくさび状の圧縮によって岩層の上部が砕け、この原野のわずかな傾斜によって細かい風化物質が洗い流されてから土壌が発達します。多くの場合、岩塊は雪と氷の堆積によって持ち上げられ、回転し、岩塊の間にかなりの量の空きスペースが残ります。フェルゼン湖の岩塊原は、傾斜角が低いため、その場で形成されます。傾斜角が 25° を超える状況では、重力によって岩塊が下方に動かされ、ガレ場または崖錐斜面が形成される傾向があります。角度が平らすぎる圃場では、岩石の間に土が入り込み、風化により岩石が崩れてしまいます。

オリビン輝緑岩ユニットは比較的薄いため、環状岩の巨礫原の形成には、オリビン輝緑岩ユニットが地表の傾斜と同じ方向に傾斜しているという追加の要件がありました。この特定の傾斜斜面状況により、広範囲にわたるオリビン輝緑岩が露出し、巨礫原を形成するのに十分な材料が提供されました。観察されたすべての巨礫原において、ユニットの構造的傾斜は約 8 ～ 10° で、地表の傾斜は同じ方向で 15° 未満でした。通常、これはオリビン輝緑岩ユニットが浅い排水路に直角に傾斜している場合に発生します。オリビン輝緑岩が地表と同じ方向に傾斜していない場合、一般に土壌に埋め込まれた巨礫 (巨礫崩積土) は多数存在しますが、巨礫原は存在しません。

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  リンギングロックボルダーフィールドの典型的な断面
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  リンギング ロックス パークの地質
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  ストーニーガーデンの地質

巨石の鳴る力については多くの論争がありましたが、逆に、推測を裏付けるテストはほとんど行われてきませんでした。巨石の大きさや形、巨石の支え方や積み方などの条件は、巨石が出す音に確かに影響しますが、それ自体が鳴る力を与えるわけではありません。

この音は金属音のように聞こえることが多いが、これは岩石の密度と内部応力の高さが組み合わさって生じたものである可能性が高い。この音は、陶器のコーヒーカップの取っ手を叩くことで小規模に再現できる。

輝緑岩の鉄含有量は、しばしば鳴動能力の源であると特定されています。コフマンヒル輝緑岩の実際の化学分析^[13]では、岩石の鉄含有量（酸化鉄として）は9％から12％の範囲であることがわかりました。平均的な火成岩（花崗岩では3％が一般的）としては比較的高いですが、玄武岩としては正常範囲内です。この点は、鉄含有量が鳴動能力の主な要因ではないことを示唆しています。

これまで、鳴き声の源に関する科学的実験は 1 つしか発表されていない。1960 年代、ラトガース大学の教授が、バックス郡の公園から採取した「生きている」鳴き声の出る岩石と「死んでいる」鳴き声の出る岩石の標本を薄いスライスに切り、形の変化を計測するという非公式の実験を行った。^[14]岩石のスライスは、サイズの微細な変化を測定できる精密な箔ひずみゲージで計測された。教授によると、死んでいる岩石は、切断後も変化が見られなかったが、生きている岩石は、切断後 24 時間以内に顕著な膨張または「緩和」を示した。この緩和は、岩石が機械的に切断されたことで解放された内部弾性応力を受けていたことを示している。教授はさらに、生きている岩石は、一般的に岩石原の中央付近にあり、土や周囲の木陰と接触していないことを観察した。彼は次に、岩石の外側の表皮が輝石からモンモリロナイト(粘土鉱物) に変化することで膨張し、畑の乾燥した「微気候」における風化速度が遅いために応力が生じるという理論を立てました。畑の周囲の岩石は風化が速すぎて、応力が生じる前に壊れてしまいます。

これらの結果を検証するには、より厳密なテストを行う必要がありますが、この結果は、鳴動能力が内部応力の直接的な結果であることを強く示唆しています。外部の風化条件が応力を生み出したという主張は、あまりありそうにありません。大きな岩の外側の薄い表皮が膨張することで、鳴動する岩の巨石に見られるような厳しい応力を生み出す力のバランスが整う可能性は非常に低いです。そのような状況の結果、岩の外側の表皮が剥がれたり剥離したりしますが、これは鳴動する岩のサイトでは事実上存在しない状態です。さらに、岩の風化の大部分は、底部ではなく露出した上部表面で発生するため、応力は均衡しません。さらに、緩やかな風化が応力を生み出すのであれば、世界中の砂漠に鳴動する岩の巨石地帯が存在するはずですが、これは発生しません。

この実験で示された重要な点は、応力が解放されると岩石の断片が膨張するという観察です。この区別には、岩石が緩慢な風化理論が示唆するような 張力ではなく、極度の圧縮応力下にあったことが必要です。

もっとありそうな説は、岩石原が形成された際に弾性応力が岩石に残っており、風化速度が遅いために応力が分散しないというものである。応力の原因としては、岩石が結晶化した時の荷重応力が考えられる。輝緑岩床は、地表から約 1.2～1.9 マイル (2～3 km) 下に形成された。^[15]上にある岩柱は岩石に強い応力を生み出す。これらの応力の影響は、深さ 1 マイル以上の深い鉱山で見られ、そこでは突然の減圧により岩石破裂が発生する。残留荷重応力は、岩石全体に均等に分散される。この説は、通常、どの岩石原でも「生きている」岩石は 3 分の 1 未満であるという観察を裏付ける。機械的に破壊された岩石や、ひどく風化した岩石では応力が緩和され、もはや鳴らない。

この「残留応力」理論は、鳴っている岩の巨石がギターの弦のように機能することを示唆しています。ギターの弦は緩んでいると共鳴しませんが、弦をはじくと、加えられた張力のレベルに応じてさまざまな音が出ます。同様に、鳴っている岩の巨石は、岩の応力が除去されていると鈍い音しか出ませんが、岩は残留応力のレベルに応じてさまざまな周波数で共鳴します。

岩石は岩場から取り除かれても鳴り続けます。岩場から岩石を盗むのを阻止するために、当局は伝説を作り上げました。しかし、現在の段階では、ほとんどの岩場から持ち運び可能な小さな「鳴らすもの」が取り除かれ、大きな岩を小さな破片に砕くと内部の応力が解放され、鳴らなくなります (つまり、鳴っている大きな岩を砕いても、死んだ岩の塊しか得られません)。今日見つかった「小さな」鳴らすものは 1 トンを超える重さがあり、大きな機械を使って岩場から引きずり出さなければなりません。

多くの場合、岩の風化テクスチャは、溝、溝、「ポットホール」、「泥割れ」、および激しい穴あけの形をとります。場合によっては、テクスチャが非常に特徴的であるため、一部の地質学者はそれを炭酸塩岩の溶解特性と呼んでいます。^[15]岩を検査すると、風化パターンは岩の内部変化によるものではなく、表面に重ね合わされたものであることがわかります。これらのテクスチャの原因は、岩がまだその場所にあり、岩が凍上によって破壊される前に、節理面に沿った化学的風化である可能性があります。^[16]岩が空気にさらされると、外面の柔らかい風化した部分が剥がれ落ちます。風化した物質が除去されるにつれて、岩の表面の小さな特徴が強調され、隣接する亀裂は溝になり、へこみは「ポットホール」になり、古い表面は激しく穴があきました。

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  ウェザリングチャンネル、デビルズポテトパッチ
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  風化の「穴」、ストーニーガーデン
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  激しいピット、ストーニーガーデン

リンギング ロックス プルトンは、モンタナ州南西部のビュートとホワイトホールの間の山岳地帯にあり、大きな岩石が鳴り響くトーアで有名です。プルトンは、7,600 万年前に噴火した火山の深部にある火口です。プルトンは、火道内でマグマが混合した例であり、具体的には、かんらん石玄武岩と花崗岩のマグマが混合したものです。マグマが混合すると、火道の外壁に対して結晶化する混成岩が形成されました。数百万年にわたる隆起と浸食の後、混成岩の薄い壁が地表に露出しました。更新世の間に、周氷河の凍結によって高くそびえ立つ壁が砕け、大きなトーアが形成されました。

リンギング ロックス プルトンは、ジェファーソン郡のドライ マウンテンの南西斜面、ビュートの南東 15 マイル、T.2 N.、R.5 W.、セクション 4 および 9 にあります。セクション 4 はディアロッジ国有林に含まれ、セクション 9 は米国土地管理局の管轄下にあります。米国地質調査所のドライ マウンテン 7½' 四角形には、特徴的な岩山が記されています。岩山を含むセクション 9 の北西 1/4 は、1964 年に USBLM によってリンギング ロックス レクリエーション エリアとして指定されました。アクセスは、I-90 のパイプストーン出口から北に 3 マイル続く砂利道から行われます。

リンギング ロックス プルトンは、対称性の高い小規模の貫入リング コンプレックスです。全体の形状は円筒形で、平均直径は 1 キロメートルです。プルトンは 2 つの主要なユニットで構成されています。直径 600 メートルの石英を含む珪長質ユニットの内核と、同心円状の層からなる外側の苦鉄質ユニットです。地図で見ると、このコンプレックスはブルズアイ構成になっています。プルトンの外側のゾーンは、交互に現れる 2 種類の苦鉄質ハイブリッド岩石で構成されています。化学分析では、これらの岩石はほぼ同一ですが、初期段階の鉱物であるカンラン石と輝石は一方には保存され、もう一方には保存されていないため、岩石の風化特性が著しく異なります。カンラン石と輝石の結晶が保存されている岩石 (OPM) は風化に対して非常に耐性があり、岩石を形成する材料です。一方、変質した岩石 (AM) は非常に脆弱で、簡単に粗い土に分解されます。内側の珪長質コアは中粒の石英モンゾナイトで、中心部では徐々に花崗岩に変化します。塩基性岩帯と珪長質コアユニット間の遷移ユニットは完全に不明瞭で、特徴的な低地の窪地で表されます。一連の放射状の岩脈が塩基性岩を貫き、珪長質帯から始まり、貫入岩の外側の境界で終わります。岩脈は、珪長質ユニットと接触する部分で通常 2～4 メートルの幅があります。組成は非常に多様ですが、大部分は細粒から中粒の白色モンゾナイトで構成されています。岩脈は外側の境界に向かって広がるにつれて狭くなり、通常幅は 0.5 メートル未満に細くなります。

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  リンギング ロックス プルトンの地質図
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  リンギングロックスプルトンの断面

ハイブリッド OPM ユニットには、岩石が結晶化中に急速に急冷されたことを示す多数のテクスチャがあります。

OPM ユニットのほとんどで、最大 1 cm のクリプトパーセティック正長石の結晶が手持ち標本で見られます。クリプトパーサイト結晶は通常、濃い青色の閃光として現れますが、接触部に近い岩石では白色と黄色の閃光が見られます。閃光はラブラドレッセンス内部反射によるもので、ムーンストーン効果と呼ばれることもあります。初期の報告^{[17] [18]}では、この鉱物は誤ってラブラドライトであると特定されていました。クリプトパーサイト組織は、正長石 (カリウムとナトリウムの両方の陽イオンを含む長石鉱物) が非常に急速に急冷されたときに形成されます。 ナトリウムのイオン半径はカリウムよりもはるかに大きいため、急冷中にナトリウム イオンが結晶構造から飛び出します。これらのナトリウム イオンは、顕微鏡を使用しても見えないほど小さい配向したアルバイト(ケイ酸ナトリウム長石) レンズを形成します。閃光を生み出すのは、これらのアルバイト薄層からの反射です。

アパタイトは細長い針状結晶として産出されます。針状結晶の多くは細い液体の含有物を内包しており、結晶が「中空」のように見えます。

骨格構造内にジルコン結晶が確認されました。

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  青色ラブラドレッセンスを持つ正長石クリプトパーサイト結晶
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  骨格ジルコン結晶
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  「中空」アパタイト結晶

リンギング ロックス プルトンは、メインのビュート プルトンの東 20 km の帯状領域内にある、いくつかのバイモーダル エクステンション コンプレックスの 1 つです。放射年代測定と横断関係から、これらの貫入岩のほとんどがエルクホーン山脈火山岩後期およびビュート プルトン前期と位置付けられています。同様の貫入岩は、レーダー クリーク プルトンにも見られます。

リング状の岩石を含むプルトンの南端にある緩い岩の山は、トーアと呼ばれます。トーアが発達した理由は、OPM ユニットが風化に対して非常に耐性があり、逆に隣接する AM および ABM ユニットが非常に弱いためです。ドライ クリーク排水路がプルトンの北西隅を侵食し始めると、より柔らかい AM および ABM ユニットはすぐに剥ぎ取られ、OPM ユニットの垂直の薄い壁が周囲の風景よりも高くそびえ立ちました。更新世周氷河期の激しい凍結と融解により、強化ガラスが割れるように、壁がゆっくりと砕け散りました。OPM 壁の残骸がトーアを形成した材料です。プルトンの北端では、OPM ユニットの向きがドライ クリーク排水路に対して鋭角になっていたため、トーアはあまり発達しませんでした。しかし、南端では、OPM の露頭が排水路に対してほぼ直角になっており、目立つ岩山を形成しています。

岩石は異なる地質学的環境から採取されたものですが、モンタナ州の環状岩石はペンシルバニア州の輝緑岩の環状岩石と重要な特徴を共有しています。これらの特徴には、かんらん石と輝石の斑晶の割合が高い火成岩質塩基性岩石で構成されていること、水はけのよい岩石地帯の形成により個々の岩石が厳しい風化から隔離されていること、音と表面の風化が似ていることなどがあります。

オリビン輝石モンゾニ岩の鉄含有量（酸化鉄として）は、岩石全体の7％です。^{[17] [18]}ペンシルバニア州の輝緑岩の鳴動岩と同様に、この点は鉄含有量が鳴動能力の主な要因ではないことを示唆しています。

鳴動岩の鳴動能力に対する一般の関心が広いにもかかわらず、この現象の原因を特定するための実際の科学的研究は行われていません。

カンラン石輝石モンゾニ岩の岩石は、ペンシルバニア州の輝緑岩の環状岩石に見られるテクスチャに似た、奇妙な表面風化パターンを呈します。これらのテクスチャには、溝、溝、および「ポットホール」が含まれます。

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  風化チャンネル、OPMユニット
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  「穴ぼこ」を風化させる、OPMユニット

ベルロック山脈は、西オーストラリア州のマスグレイブブロックにある、超塩基性斑れい 岩-ペリドタイトの大規模な貫入岩で、ウォーバートンの近く、ンガニャジャラランドのウィンゲリーナコミュニティから40キロメートル（25マイル）南にあります。^{[19]巨大で重く硬化した貫入岩で構成され、15キロメートル（9.3マイル）の長さの山と丘の顕著な連なりを形成しています。ベルロック山脈は、}金鉱山の探査地でもあります。^[19]

• リンギング ロックス パーク^[20] –ペンシルベニア州アッパー ブラック エディ、アメリカ合衆国
• リンギングロックスプルトン^[21]モンタナ州。

• ロックゴング
• リトフォン
• フォノライト
• 柱状節理火山のある場所の一覧

• コーリス、ウィリアム R. (1989)。地質学における異常。物理的、化学的、生物学的:地質学的異常のカタログ。pp.  218– 224。
• Faas, RW; Flocks, J. ( 1966)。「ペンシルベニア州キンターズビルの鳴動岩石輝緑岩の音響特性」。ペンシルバニア科学アカデミー紀要。40 (1): 12。
• リチャードソン、ウィリアム C. (1907)。「鳴る岩の謎」。テクニカル ワールド マガジン。第 7 巻 。90 ～ 91 ページ。
• サンダーソン、アイヴァン・テレンス（1967年）。Things 。ニューヨーク：ピラミッドブックス。OCLC 391683  。
• ストラウド、AE (2008)。「ペンシルバニア州南東部のリンギングロックボルダーフィールド」。Phactum 10 : 10–11。

• 解明されていない地球：ペンシルバニア州の鳴り響く岩
• リンギング ロックス、ペンシルバニア州ローワー ポッツグローブ タウンシップ
• モンタナの鳴り響く岩