Prírodné oblúky a mosty, stĺpy, klenby a iné exotické pieskovcové útvary fascinujú svojím mimoriadnym tvarom a absolútne nepochopiteľnou stabilitou. Vždy boli zdrojom prekvapenia a zvedavosti pre mnoho generácií vedcov a obyčajní ľudia si niekedy tieto sochy brali na „pozdravy“od starodávnych civilizácií alebo dokonca od mimozemšťanov. Všeobecne bolo zrejmé, že ich hlavnými architektmi boli vietor, voda a slnko, ale donedávna ostával dôvod ich netriviálnych foriem záhadou.
Prvé dôkladné experimentálne a teoretické štúdium mechanizmov erózie, ktoré sú základom tvorby prírodných oblúkov, uskutočnili pred tromi rokmi matematici z Karlovej univerzity v Prahe. Zistili, že tvary vznikajú z jedinečnej samoorganizácie pieskových zŕn v pieskovcových vrstvách. Vedci predpokladali, že prirodzená erózia odstráni primárne neprízvučný materiál, čo je z hľadiska rozloženia záťaže „neúčinné“. Dôvod tohto správania spočíva v zákone suchého trenia - čím silnejšie sú častice materiálu stlačené susednými vrstvami materiálu, tým ťažšie je ich oddeliť.
Vedcov spoločnosti Skoltech fascinovala myšlienka ich pražských kolegov a pokračovali v štúdiu otázky mechanizmov formovania takýchto štruktúr. Rozhodli sa, že sa na fenomén erózie budú pozerať ako na proces optimalizácie tvaru (optimalizácia tvaru sa dnes bežne používa v modernom priemysle, keď inžinieri a architekti zlepšujú tvar a štruktúru stavieb, ktoré stavajú, kde je potrebná pevnosť aj nízka hmotnosť). A potom, aby vedci otestovali svoju myšlienku, vytvorili matematický program popisujúci proces veternej erózie a pomocou nej postavili oblúk pomocou počítačového modelu pieskovcovej vrstvy. Model z pieskovca pozostával z mnohých takmer nesúvisiacich kociek, ktoré pôsobia na susedov určitou silou. Ak táto sila presiahla určitú hodnotu, potom vietor nemohol pohnúť „kockou“z jej miesta,v opačnom prípade z nádrže po určitom čase zmizla, uvádza RIA Novosti.
Ruskí vedci experimentovali s týmto modelom a potvrdili tak myšlienku svojich českých kolegov a odhalili niekoľko fyzikálnych princípov, ktoré vysvetľujú, ako sa rodia stĺpy a oblúky. Vo svojej najvšeobecnejšej podobe ukázali, že vietor hrá rolu akéhosi „počítača“, ktorý sa snaží tvarovať pieskovcovú vrstvu do takého tvaru, aby sa v jej vnútri akumulovalo minimálne množstvo elastickej deformačnej energie, ktorá postupne a náhodne odstráni najslabšie prvky zo štruktúry.
Spočiatku tento proces prebieha rýchlo, ale po niekoľkých stovkách rokov, keď sa tvar stĺpu alebo oblúka už blíži k ideálu, sa erózia prudko spomaľuje, pretože takmer všetky „kocky“sa k sebe začnú prilepovať veľkou silou. Vďaka tomu môžu skutočné horské oblúky a stĺpy existovať milióny rokov v takmer neporušenej podobe.
Takéto závery sú dôležité nielen pre inžinierov a geológov, ale aj pre ľudí hľadajúcich stopy mimozemského života. Teraz, ako zdôrazňujú ruskí matematici, také štruktúry, ktoré je možné napríklad objaviť na Marse, v zásade nemožno považovať za stopy mimozemských civilizácií.