Все новости

Компьютерная модель объяснила, как формриуются природные галереи из арок и колонн

Это происходит из-за перераспределения нагрузок внутри горных пород

ТАСС, 23 июня. С помощью компьютерной модели математики воспроизвели процесс формирования своеобразных галерей из природных арок и колонн, которые можно встретить в горах Чехии, Иордании и американского штата Юта. Об этом пишет пресс-служба Сколковского института науки и технологий со ссылкой на статью в научном журнале Geomorphology.

"Наша модель показывает, как ряды арок и колонн могут возникать внутри пласта горных пород спонтанно, под действием неоднородностей в распределении нагрузки. Единственным необходимым условием для их появления были трещины или тонкие слои других минералов в породах, из-за которых возникает избыток нагрузки и запускается процесс роста арок", – пишут ученые.

В горах часто можно увидеть структуры, похожие на колонны, арки и другие рукотворные объекты, которые, тем не менее, создала природа. Пять лет назад математики из Чехии показали, что эти колонны и арки возникают благодаря своеобразной самоорганизации зерен песка внутри пластов песчаника. Под действием ветра эти пласты постепенно разрушаются, из-за чего и образуются такие арки и колонны.

Как тогда показали расчеты ученых, эти частицы крепче "цепляются" друг за друга из-за эрозии. Позже чешские исследователи и их российские коллеги смогли воспроизвести этот процесс, создав детальную математическую модель "роста" одиночной арки.

Нерукотворная архитектура гор

Опираясь на эти расчеты, математики под руководством профессора Сколтеха Александра Сафонова попытались решить более сложную задачу – узнать,как именно формируются длинные природные колоннады или галереи из арок, примеры которых можно часто увидеть в горах Чехии, Иордании и США.

Их расчеты показали, что природа "строит" подобные структуры фактически по тем же принципам, что и одиночные арки и колонны. Для того, чтобы они появились, нужны лишь структуры, которые геологи называют зонами неоднородности. Они могут быть связаны с трещинами или тонкими слоями более мягкой породы.

Разные типы природных колоннад и распределения нагрузок, которые приводят к их появлению Safonov et al. / Geomorphology
Описание
Разные типы природных колоннад и распределения нагрузок, которые приводят к их появлению
© Safonov et al. / Geomorphology

"При эрозии горной породы в зоне неоднородности происходит перераспределение нагрузок от одной части скалы на другую. [В результате образуются] регулярные области с наибольшим давлением. При дальнейшей эрозии вдоль поверхности скалы возникают арки, соединяющие соседние зоны с большим давлением. Так появляются аркады, которые состоят из последовательности арок", – объяснил Сафонов.

Созданная математическая модель, как предполагают ученые, не только объясняет существование так называемых "горных городов", сложных систем из множества природных арок, колонн и прочих структур на территории Чехии и США, но и сводов внутри скал на берегах морей и океанов во всех уголках мира. Их изучение, как считают исследователи, поможет инженерам и архитекторам усовершенствовать рукотворные аналоги этих природных объектов.