Gli archi di roccia naturali di rara bellezza in tutto il mondo evocano un senso di intrigo e di stupore ogni volta che gli umani li incontrano. Questi archi di pietra sopra lo spazio vuoto - spesso nudi, a volte avvolti nella vegetazione - dimostrano i poteri terreni degli agenti atmosferici e dell'erosione. Gli archi, che nella definizione più ampia includono anche i ponti rocciosi, si sono sviluppati in una varietà di situazioni e ambientazioni - dal deserto del Sahara all'outback del sud-ovest americano - ma molti condividono i retroscena geologici di base.

Esposizione agli agenti atmosferici e archi

Insieme al deperimento di massa e all'erosione, l'alterazione causata dagli agenti atmosferici è uno dei tre principali processi geologici di denudazione, mediante il quale la roccia viene demolita e trasportata. Gli agenti atmosferici tecnicamente implicano forze meccaniche, chimiche e biologiche che smantellano la roccia, ma queste forze non rimuovono in modo estensivo i frammenti risultanti - una "pulizia" viene compiuta per gravità, come per lo spreco di massa, o acqua e vento, come nell'erosione. L'alterazione degli agenti atmosferici è uno strumento primario attraverso il quale gli archi sono scolpiti, spesso attraverso l'esfoliazione - dove interi piatti e riccioli di roccia si sfaldano, formando alla fine "finestre" e in definitiva, forse, enormi buchi - e l'acqua è l'agente principale.

Wedging

Una forza preminente che crea archi in entrambe le impostazioni aride e nonaride è il gelo, una specie di alterazione meccanica. L'acqua scorre nelle giunture naturali della roccia e si ghiaccia in ghiaccio, allargando la frattura. Dopo che il ghiaccio si scioglie, l'acqua liquida penetra più in profondità nella massa rocciosa per congelare e fare leva. Nel corso dei millenni, tale incastro del gelo può sventrare una parete rocciosa per formare un arco. Un processo correlato, l'incuneamento del sale, è notevole nei deserti: l'acqua evaporata dalle fessure rocciose lascia dietro cristalli di sale che, come il ghiaccio, possono esercitare una forza che diventa inesorabile e smantellata nel tempo

Erosione e archi

L'acqua agisce anche come forza erosiva per creare archi. L'erosione è un processo di denudazione distinto dagli agenti atmosferici; oltre a rompere attivamente la roccia stessa, l'erosione trasporta anche i frutti degli agenti atmosferici - massi e ciottoli - lontano dalla loro fonte. Una corrente erosiva può scavare una rientranza sotto la roccia a strapiombo; se il flusso continua a fluire sotto il suo manufatto, la campata rocciosa è chiamata un ponte naturale, una forma specifica di arco naturale. Lungo la costa, le onde dell'oceano possono erodere archi dalle scogliere marine - come lungo la costa delle Orcadi della Scozia o la costa occidentale degli Stati Uniti.

Altri processi

Altre azioni geologiche possono preparare il terreno per alterazione degli agenti atmosferici. Ad Arches National Park, nel sud-est dello Utah, ad esempio, che contiene la più grande collezione al mondo di landforms, l'errore di arenile sovrastante a causa dell'instabilità dei sottostanti letti di salgemma produceva scissioni di roccia e esposizioni che rendevano gli strati più vulnerabili agli agenti atmosferici. Gli agenti atmosferici chimici lavorano spesso insieme agli agenti atmosferici meccanici per creare archi - come quando l'acqua piovana acidificata dissolve la roccia carbonatica. I geologi in passato hanno erroneamente individuato il vento come un importante agente di erosione dell'arco, ma una ricerca successiva suggerisce che non sia così. Il vento probabilmente non forma archi rocciosi, ma può lucidare e forse espandere quelli esistenti attraverso l'abrasione della sabbia trasportata dal vento, così come rimuovere detriti minuscoli alterati.