Maailmanlaajuisesti melko harvinaiset luonnolliset kalliokaaret herättävät juonittelua ja kunnioitusta aina, kun ihmiset kohtaavat ne. Nämä tyhjän tilan yläpuolella olevat kivikaaret - usein alasti, toisinaan kasvillisuuteen peitettynä - osoittavat sään ja eroosion maallisen voiman. Kaaret, jotka kattavimmassa määritelmässä sisältävät myös kalliossillat, ovat kehittyneet monissa olosuhteissa ja tilanteista - Saharan autiomaasta Yhdysvaltain lounaisosaan asti -, mutta monilla on sama geologinen perusta taustatarinoita.
Sään ja kaaret
Massiivisen tuhlauksen ja eroosion ohella sää on yksi kolmesta tärkeimmästä geologisesta hajoamisprosessista, joissa kivi hajotetaan ja kuljetetaan. Sään teknisesti liittyy mekaanisia, kemiallisia ja biologisia voimia, jotka hajottavat kiven, mutta nämä voimat eivät poista tuloksena olevat fragmentit laajasti - "puhdistus" tapahtuu painovoiman avulla, kuten massan tuhlauksessa, tai vedessä ja tuulessa, kuten eroosiossa. Sää on ensisijainen työkalu, jolla kaaria veistetään, usein kuorimalla - jossa kokonaiset levyt ja kiharat kallioperä, muodostaen lopulta "ikkunat" ja lopulta ehkä valtavia reikiä - ja vesi on tärkein tekijä.
Kiilaaminen
Eräs huomattava voima, joka luo kaaria sekä kuivissa että nonaridisissa olosuhteissa, on pakkaskiilaus, eräänlainen mekaaninen sään. Vesi tippuu luonnollisiin kallioperiin ja jäätyy jääksi, mikä laajentaa murtumaa. Jää sulamisen jälkeen nestemäinen vesi tunkeutuu syvemmälle kalliomassaan jäätymään ja vankkautumaan. Vuosituhansien aikana tällainen pakkaskiila voi suolistaa kalliopinnan muodostaen kaaren. Tähän liittyvä prosessi, suolan kiilaaminen, on huomattava aavikoissa: vesi haihtui kivirakojen lehdistä suolakiteiden takana, jotka, kuten jää, voivat käyttää voimaa, josta tulee väistämätöntä ja hajoavaa aika
Eroosio ja kaaret
Vesi toimii myös eroosivana voimana kaarien luomiseksi. Eroosio on haju, joka eroaa sään vaikutuksesta; Kiven aktiivisen rikkomisen lisäksi eroosio kuljettaa myös sään vaikutukset - kivet ja mukulakivi - lähteestään. Eroottinen virta voi porata syvennyksen ulkonevan kiven alle; jos virta virtaa edelleen käsityönsä alla, kallioperää kutsutaan luonnolliseksi sillaksi, tietynlaiseksi luonnonkaareksi. Rannikolla voimakkaat valtameren aallot voivat heikentää kaaria meren kallioilta - kuten Skotlannin Orkney-rannikolla tai Yhdysvaltain länsirannikolla.
Muut prosessit
Muut geologiset toimet voivat asettaa vaiheen kaarenmuodostussäälle. Esimerkiksi Utahin kaakkoisosassa sijaitsevassa Archesin kansallispuistossa, joka sisältää maailman suurimman taustalla olevien suolakerrosten epävakauden takia päällystetty hiekkakivi tuotti kallioseinämiä ja altistuksia, jotka tekivät kerroksista alttiimpia sään. Kemiallinen säänkesto toimii usein mekaanisen sään rinnalla kaarien luomiseksi - missä happamoitunut sadevesi liuottaa karbonaattikiven. Geologit ovat aiemmin määrittäneet virheellisesti tuulen tärkeimmäksi kaaren muodostavaksi eroosion aiheuttajaksi, mutta myöhemmät tutkimukset viittaavat siihen, että näin ei ole. Tuuli ei todennäköisesti muodosta kalliokaaria, mutta se voi kiillottaa ja ehkä laajentaa olemassa olevia tuulen puhaltaman hiekan hankautumisen avulla sekä poistaa vähäisiä haalistuneita roskia.