Beberapa prestasi struktur yang paling menakjubkan tidak dibina oleh arkitek atau diukir oleh artis. Dari Bryce Canyon ke Elbe Sandstone Mountains di Eropah tengah, gerbang pasir, alcoves, dan tiang di seluruh dunia terlihat sangat mirip dengan ciri-ciri yang sama dalam seni bina buatan manusia. Jadi, bagaimanakah alam semula jadi melakukannya?
Kandungan Terkait
- Apa Itu Cara Yang Tanah Boleh Hilang Di Bawah Kaki Anda?
Satu kajian yang diterbitkan semalam di Alam Geosciences menunjukkan bahawa kitaran umpan balik tekanan dan hakisan mungkin berada di belakang keajaiban alam semulajadi ini.
Menurut pasukan penyelidik dari Republik Ceko, hakisan secara beransur-ansur menghilangkan butiran pasir, menempatkan berat batuan pada sisa biji-bijian dan menyebabkan mereka menjadi lebih saling ketat. Sebagai biji-bijian dapat ditarik dari batu, beratnya tidak berubah, dan biji-bijian di kawasan-kawasan yang menanggung tekanan berat atau graviti lebih sukar untuk mengikis-meninggalkan gerbang, alcoves, dan tiang untuk pelancong manusia untuk mengagumi.
Para saintis mula-mula mula menerangkan dan mengklasifikasikan ciri-ciri senibina semula jadi ini lebih daripada 150 tahun yang lalu, tetapi juga teori-teori saintis moden tentang bagaimana bentuk gerbang pasir dan bentuk tiang agak berbeza. Sebagai contoh, sesetengah gua ahli atasan geologi di Dataran Tinggi Colorado memotong dasar batu, sementara yang lain berfikir fraktur di dalam batu menghasilkannya.
Begitu juga, beberapa saintis berhujah bahawa hakisan sungai mengukir tiang gua di gua-gua Venezuela, sementara yang lain menunjuk kepada hakisan membasuh segala-galanya tetapi biji-bijian yang disemai bersama selepas direndam dalam jari-jari bendalir yang meresap ke dalam batu-batu lembut. Kebanyakan penjelasan adalah berdasarkan pemerhatian lapangan dan kajian sampel batu di bawah mikroskop, dan teori berbeza dari satu tempat ke tempat lain. Tiada siapa yang datang dengan mekanisme asas yang umumnya sesuai dengan setiap senario.
Delicate Arch dilihat dari belakang pada waktu matahari terbenam, Arches National Park, Utah, Amerika Syarikat. (Foto: Michael Atman) 
Double O Arch sebelum ribut di Devil's Garden, Arches National Park, Utah, Amerika Syarikat. (Foto: Michael Atman) 
Pravcicka Brana Arch, contoh seni bina pasir di Taman Negara Bohemia Switzerland, Republik Czech. (Foto: Vaclav Sojka) 
Delicate Arch, Arches National Park, Utah, Amerika Syarikat. (Foto: Jaroslav Soukup) 
Tiang gua dalam Cueva Colibri sistem gua Charles Brewer di Venezuela. (Foto: Libor Lanik) Pasukan Czech mahu mengambil pendekatan yang berbeza. Semasa melakukan kerja di kuari Strelec di Bohemian Cretaceous Basin, mereka mendapati bahawa gerbang kecil dan tiang - hanya kira-kira 2 kaki tinggi paling terbentuk daripada batu pasir selama beberapa bulan atau tahun, bukannya skala masa milenium yang dikaitkan dengan seni bina geologi besar .
"Adalah jelas bahawa proses yang bertanggungjawab untuk mereka beroperasi pada masa ini di kuari dan dengan itu prosesnya berpotensi terpencil dan dijelaskan, " kata Jiri Bruthans, seorang ahli geologi di Charles University di Prague dan penulis bersama dalam kajian itu.
Mengapa tidak cuba untuk membuat bentuk tanah ini di dalam makmal? Brutans dan rakan-rakannya bermula dengan memerhati bagaimana batu pasir bertindak di bawah tekanan. Mereka memotong kiub batu pasir dari kuari Strelec, menenggelamkannya di dalam air, dan menggunakan kuasa menegak ke puncak kiub untuk mensimulasikan tekanan bahawa butiran pasir di batu merasakan dari batu di atasnya.
Tanpa stres menegak, kiub secara beransur-ansur hancur menjadi bijirin individu. Sebaliknya, di bawah tekanan menegak yang semakin meningkat, kiub semakin terbakar ke tiang berbentuk jam pasir. Lihat sendiri dalam video yang dibuat oleh penulis untuk menambah kertas mereka:
Secara kritis, batu pasir dari Strelec tidak mengandungi mineral penyemenan yang membantu mengikat zarah-zarah pasir bersama-sama. Sebaliknya, penulis mendapati bahawa tekanan yang dikenakan ke atas batu pasir menyebabkan mineral mengunci dan memegang batu bersama-sama.
Pasukan Czech datang dengan mekanisme untuk menjelaskan pembentukan tiang, dan pemodelan berangka mengesahkan syak wasangka mereka. Pada dasarnya, beban di dalam blok batu pasir dibawa secara tidak rata, dengan beberapa butiran pasir yang membawa lebih banyak berat daripada yang lain. Air mudah meresap ke liang-liang batu-ruang di antara biji-bijian dan mengikis bit pasir, tetapi biji-bijian yang membawa lebih banyak beban lebih sukar untuk ditarik.
Fikirkannya seperti dinding bata kering. "Sangat mudah untuk mengeluarkan bata dari bahagian atas dinding tetapi sukar untuk menarik bata dari bawah, kerana ia dimuatkan, " kata Brutans. Apabila air melepaskan butiran pasir, butir yang kurang dan lebih sedikit membawa lebih banyak beban, dan tekanan antara biji-biji meningkat, mengikat mereka lebih rapat dan menjadikannya lebih tahan terhadap hakisan.
Sesetengah batu pasir mengandungi ejen simen, walaupun. Oleh itu, para penyelidik mencontoh batu permata yang disusun dari Republik Czech, Venezuela, dan Amerika Syarikat. Mengekalkan kiub-kiub ini untuk garam dan cuaca beku juga menghasilkan tiang jam ketika berat, kiub yang dibongkar hancur empat kali lebih cepat. Bahan penyemenan dibubarkan dengan hakisan, dan oleh itu cemented cubes adalah tertakluk kepada tekanan tekanan yang sama di dalam permainan dalam kiub uncemented.
Jelas, hakisan boleh datang dalam bentuk yang berbeza juga. Oleh itu, penyelidik menyiratkan hujan dan air mengalir di makmal untuk melihat sama ada ia mempunyai kesan yang berbeza. Dalam semua kes, kiub yang dimuat lebih tahan terhadap hakisan daripada kiub yang tidak dipunggah, menunjukkan bahawa stres adalah faktor utama.
Para penyelidik mencipta "tingkap batu gerbang seperti", dengan mengikat batu pasir dengan silinder plastik dan memotong "patah" buatan ke dalam batu. Penyerapan dalam air menyebabkan pembentukan cepat menjadi bentuk cincin yang agak stabil. (Foto: Michal Filppi) Di luar tiang, penyelidik juga cuba membuat gerbang dan alcoves di makmal. Mereka mendapati bahawa bentuk bentuk batu bergantung kepada geometri batu permata awal yang terdedah. Kiub dengan retakan mendatar kecil dan tengah menghasilkan gerbang. Pemotongan melintang separa ke dalam kiub yang dihasilkan alcoves. Dan retakan tegak nampaknya membantu membuat lajur menegak atau tiang. Juga, proses hakisan yang berbeza boleh menghasilkan bentuk yang sama, jika ia bermula dengan batu yang sama.
Gerbang freestanding telah dicipta di makmal dengan rendaman sebahagian daripada blok pasir yang dimuatkan dengan pembukaan kecil di dekat pangkalan. Dari masa ke masa, pembukaan semakin luas dan menembusi blok batu pasir, mewujudkan gerbang. (Foto: Marek Janáč, Vesmir.cz) Memandangkan ini, para penulis memanggil penjelasan yang lebih bernuansa bagaimana lengkungan dan tiang terbentuk di batu pasir. "Kita tidak sepatutnya mengatakan hakisan atau luluhuran mengukir borang, kerana ia adalah bidang tekanan yang memberi bentuk bentuk. Proses erosi hanyalah alat yang dikendalikan oleh tekanan, "jelas Brutans.
Bahawa mekanisme mudah seperti itu dapat membuat struktur yang indah seperti ini membezakan pandangan manusia tentang apa yang masuk ke dalam seni atau seni bina yang menyenangkan secara estetika. "Untuk membuat bentuk yang sempurna anda tidak memerlukan perisikan atau perancangan, " kata Brutans. Malah, "sebaliknya adalah benar untuk alam semula jadi. Kebanyakan perkara yang sempurna dibuat oleh mekanisme mudah. "
