Ricercatori dalla Russia e dalla Repubblica Ceca hanno eseguito la modellazione numerica di arcate di roccia naturale utilizzando un modello matematico che descrive una successione di archi che si formano a causa degli agenti atmosferici e poi si trasformano in pilastri di roccia senza il coinvolgimento umano, nonostante la loro sorprendente somiglianza con le arcate architettoniche. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Geomorfologia .

Un porticato architettonico è una successione di archi della stessa forma e dimensione, ciascuno sostenuto da pilastri. I romani usavano molto i portici negli acquedotti, viadotti, circhi, e anfiteatri, mentre nel Medioevo, Architetti inglesi e italiani li usavano nelle cattedrali e nei loggiati. I portici sono un punto di riferimento architettonico di Bologna in Italia. interessante, strutture simili si trovano in natura, come testimonianza dell'evoluzione della roccia attraverso i secoli, guidato dagli agenti atmosferici e dall'erosione.

Un gruppo di scienziati dello Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) e Charles University (Repubblica Ceca) hanno modellato i processi che portano alla formazione di arcate rocciose a causa dell'erosione. Lo studio ha utilizzato il meccanismo di erosione delle rocce descritto in precedenza dagli scienziati cechi e Skoltech che avevano scoperto che l'erosione nella roccia (arenaria, granito, quarzite, tufo, ecc.) si verifica in aree a basso stress. È stato dimostrato che i portici compaiono in aree con discontinuità, come crepe o strati sottili di roccia più morbida.

"Nella roccia non uniforme, l'erosione fa sì che lo stress si sposti da una parte all'altra della roccia, formando zone regolari di alta pressione. Mentre l'erosione continua, archi compaiono lungo la superficie rocciosa e le aree di alta pressione adiacenti adiacenti si collegano a formare un porticato, " spiega Alexander Safonov, un assistente professore presso Skoltech.

Lo studio ha mostrato che quando il fronte di erosione si sposta più in profondità nella roccia, all'interno si formano diverse file di arcate. Una diminuzione del peso totale della roccia dovuta all'erosione riduce i carichi sui singoli archi, che può portare alla parziale erosione dei portici e alla loro evoluzione in colonnati.

Il modello descrive arcate e pilastri in arenaria nella Repubblica Ceca (Paradiso Boemo) e negli Stati Uniti (Arches National Park)), nonché archi e colonne nelle aree costiere.