Forskere modellerer naturlige klippearkader

Forskere fra Rusland og Tjekkiet udførte numerisk modellering af naturlige klippearkader ved hjælp af en matematisk model, der beskriver en række af buer, der dannes som et resultat af forvitring og derefter bliver til klippesøjler uden menneskelig involvering, på trods af deres slående lighed med arkitektoniske arkader. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i tidsskriftet Geomorfologi .

En arkitektonisk arkade er en række af buer af samme form og størrelse, hver understøttet af søjler. Romerne meget udbredte arkader i akvædukter, viadukter, cirkus, og amfiteatre, mens i middelalderen, Engelske og italienske arkitekter brugte dem i katedraler og åbne gallerier. Arkader er et arkitektonisk vartegn i Bologna i Italien. Interessant nok, lignende strukturer kan findes i naturen, som vidnesbyrd om rockudviklingen gennem tiderne, drevet af vejrlig og erosion.

En gruppe forskere fra Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) og Charles University (Tjekkiet) modellerede de processer, der førte til dannelsen af ​​klippearkader på grund af erosion. Undersøgelsen brugte stenerosionsmekanismen beskrevet tidligere af de tjekkiske og skoltech-forskere, som havde fundet ud af, at erosion i sten (sandsten, granit, kvartsit, tuf, osv.) forekommer i områder med lavt stressniveau. Det blev vist, at arkader vises i områder med diskontinuiteter, såsom revner eller tynde lag af blødere sten.

"I uensartet rock, erosion får spændingen til at flytte sig fra en del af klippen til en anden, danner regelmæssige højtryksområder. Efterhånden som erosionen fortsætter, buer vises langs klippeoverfladen, og de tilstødende tilstødende højtryksområder forbindes for at danne en arkade, " forklarer Alexander Safonov, en adjunkt ved Skoltech.

Undersøgelsen viste, at efterhånden som erosionsfronten bevæger sig dybere ind i klippen, flere rækker af arkader er dannet indeni. Et fald i klippens samlede vægt på grund af erosion reducerer belastningerne på individuelle buer, hvilket kan føre til delvis erosion af arkaderne og deres udvikling til søjlegange.

Modellen beskriver arkader og søjler i sandsten i Tjekkiet (Bohemian Paradise) og USA (Arches National Park)) samt buer og søjler i kystområder.