Lengkungan dan jembatan alami, tiang, kubah, dan formasi batu pasir eksotis lainnya mempesona dengan bentuknya yang luar biasa dan stabilitas yang benar-benar tidak dapat dipahami. Mereka selalu menjadi sumber kejutan dan keingintahuan bagi banyak generasi ilmuwan, dan orang biasa terkadang mengambil patung ini sebagai "salam" dari peradaban kuno atau bahkan alien. Secara umum, jelas bahwa arsitek utama mereka adalah angin, air, dan matahari, tetapi hingga saat ini, alasan bentuk non-sepele mereka tetap menjadi misteri.
Studi eksperimental dan teoretis pertama yang solid tentang mekanisme erosi yang mendasari pembentukan lengkungan alami dilakukan tiga tahun lalu oleh ahli matematika dari Charles University di Praha. Mereka menemukan bahwa bentuk muncul dari proses unik pengorganisasian butiran pasir dalam lapisan batu pasir. Ilmuwan berhipotesis bahwa erosi alami menghilangkan terutama material tanpa tekanan, yang "tidak efektif" dalam hal distribusi beban. Alasan perilaku ini terletak pada hukum gesekan kering - semakin kuat partikel material yang dikompresi oleh lapisan material yang berdekatan, semakin sulit untuk memisahkannya.
Peneliti Skoltech terpesona oleh gagasan rekan mereka di Praha, dan mereka terus mempelajari pertanyaan tentang mekanisme pembentukan struktur semacam itu. Mereka memutuskan untuk melihat fenomena erosi sebagai proses optimasi bentuk (optimasi bentuk sekarang banyak digunakan dalam industri modern, ketika insinyur dan arsitek memperbaiki bentuk dan struktur bangunan yang mereka dirikan, yang membutuhkan kekuatan dan bobot yang ringan). Dan kemudian, untuk menguji ide mereka, para ilmuwan membuat program matematika yang menjelaskan proses erosi angin, dan dengan bantuannya mereka membangun sebuah lengkungan menggunakan model komputer dari lapisan batu pasir. Model batu pasir terdiri dari banyak kubus yang hampir tidak berhubungan, bekerja pada tetangga dengan gaya tertentu. Jika gaya ini melebihi nilai tertentu, maka angin tidak dapat memindahkan "kubus" dari tempatnya,jika tidak, ia menghilang dari waduk setelah jangka waktu tertentu, lapor RIA Novosti.
Bereksperimen dengan model ini, ilmuwan Rusia mengkonfirmasi gagasan rekan Ceko mereka dan mengungkapkan beberapa prinsip fisik yang menjelaskan bagaimana kolom dan lengkungan lahir. Dalam bentuknya yang paling umum, mereka menunjukkan bahwa angin memainkan peran semacam "komputer" yang mencoba membentuk lapisan batu pasir menjadi bentuk sedemikian rupa sehingga jumlah minimum energi deformasi elastis terakumulasi di dalamnya, secara bertahap dan tidak sengaja menghilangkan elemen terlemah dari struktur.
Awalnya, proses ini berlangsung cepat, tetapi setelah beberapa ratus tahun, ketika bentuk kolom atau lengkungan sudah mendekati ideal, erosi melambat dengan tajam, karena hampir semua "kubus" mulai saling menempel dengan kuat. Berkat ini, lengkungan dan tiang gunung yang sebenarnya bisa ada selama jutaan tahun dalam bentuk yang hampir tak tersentuh.
Kesimpulan seperti itu penting tidak hanya bagi para insinyur dan ahli geologi, tetapi juga bagi orang-orang yang mencari jejak kehidupan di luar bumi. Sekarang, seperti yang ditekankan oleh ahli matematika Rusia, struktur seperti itu, yang, misalnya, dapat ditemukan di Mars, pada prinsipnya, tidak dapat dianggap sebagai jejak peradaban luar angkasa.
