Γεωλογικά γλυπτά στο... μικροσκόπιο. Researchers figure out how oddly shaped sandstone landform structures come about

Έργα της βαρύτητας οι εντυπωσιακές αψίδες από ψαμμίτη, στο Εθνικό Πάρκο Αψίδων στη Γιούτα των ΗΠΑ. Στην εικόνα, το εμβληματικό «Delicate Arch» στο Εθνικό Πάρκο Αψίδων στις ΗΠΑ. Delicate Arch, Arches National Park, Utah, USA. Credit: Jaroslav Soukup

Εκατοντάδες χιλιάδες τουρίστες επισκέπτονται κάθε χρόνο το «Εθνικό Πάρκο Αψίδων», μια περιοχή της πολιτείας Γιούτα με περισσότερες από 2.000 μνημειώδεις αψίδες από ψαμμίτη. Οι σχηματισμοί αυτοί πιστεύεται ότι δημιουργήθηκαν λόγω της διάβρωση των εύθρυπτων πετρωμάτων από το νερό και τον αέρα. Όμως τα τελευταία πειράματα δείχνουν ότι πρόκειται στην πραγματικότητα για γλυπτά της βαρύτητας.

Αψίδες προς... ανάλυση

Double O Arch storm composite, Devil’s Garden, Arches National Park, Utah, USA. Credit: Michael Atman

Ερευνητές από τις ΗΠΑ και την Τσεχία ήταν περίεργοι να κατανοήσουν πώς ο ψαμμίτης, ένα μάλλον σαθρό πέτρωμα από κόκκους άμμου που συγκρατούνται χαλαρά μεταξύ τους μπορεί να σχηματίζει πανύψηλες κατασκευές που δεν καταρρέουν από το ίδιο τους το βάρος.

Μετέφεραν λοιπόν στο εργαστήριο δείγματα ψαμμίτη από ένα ορυχείο στην Τσεχία στο οποίο οι εργασίες εξόρυξης οδήγησαν στον αυθόρμητο σχηματισμό αψίδων.

Στο βίντεο του Nature, τα πειράματα της μελέτης σε γρήγορη κίνηση. Hydrologists have found an explanation for how fantastical arch structures can form in sandstone (see link above). To validate their model, the team also performed lab experiments. They exposed 10-centimeter blocks of sandstone from a Czech quarry to erosion by water. The push of gravity distributed itself unevenly, which led to the formation of pillars (one in the first experiment, two in the second) that lasted longer than the surrounding material. The first sequence is a continuous recording of about 90 minutes, accelerated by 200x. The second is accelerated 100x in the first half, followed by two cuts, and the process lasted just over an hour.

Όταν τα δείγματα βυθίστηκαν σε νερό, ο ψαμμίτης διαλύθηκε αμέσως. Όταν όμως βυθίστηκαν με βάρη τοποθετημένα πάνω τους, η τάση που ασκούσε το βάρος στους κόκκους άμμου διατήρησε τη δομή σταθερή, αναφέρει η ερευνητική ομάδα στην επιθεώρηση «Nature».

Το εντυπωσιακό είναι ότι οι κατακόρυφες τάσεις που ασκεί η βαρύτητα μέχρι τη βάση του σχηματισμού δεν κατανέμεται ομοιόμορφα στον ψαμμίτη. Οι περιοχές που δεν δέχονται τάση παρατηρήθηκαν να καταρρέουν και να αφήνουν πίσω τους σχηματισμούς που θυμίζουν τα φυσικά μνημεία του Εθνικού Πάρκου Αψίδων.

Το μεγαλύτερο αξιοθέατο του πάρκου, μέσα στην κοιλάδα του ποταμού Κολοράντο στις ΗΠΑ, είναι το λεγόμενο «Delicate Arch», ή «Λεπτεπίλεπτη Αψίδα», ένα γεωλογικό γλυπτό ύψους 20 μέτρων.

Rock pillars, together with rock arches, alcoves and pedestal rocks are decorating sandstone landscape with underlining intricate concept design. Physical and numerical modelling, and field observations of locked sands and sandstone formations reveal aspects of the natural self-organizing engineering. Cueva Colibri – Sistema Brewer, Churí tepui, Venezuela. Credit: Libor Lanik

Εδώ και χιλιάδες χρόνια η βαρύτητα επιβραδύνει τη διάβρωση αυτών των επιβλητικών σχηματισμών, δεν αρκεί όμως για να την σταματήσει εντελώς: πάνω από 40 αψίδες έχουν καταρρεύσει στο πάρκο από το 1970.