Globalno prilično rijetki, prirodni lukovi stijena izazivaju osjećaj intrige i strahopoštovanja kad god ih ljudi susretnu. Ovi kameni pramci iznad praznog prostora - često goli, ponekad prekriveni vegetacijom - pokazuju zemaljske moći vremenskih utjecaja i erozije. Lukovi, koji prema najširoj definiciji uključuju i kamene mostove, razvili su se u raznim postavkama i situacije - od pustinje Sahare do zaleđa američkog jugozapada - ali mnogi dijele osnovne geološke prošlosti.
Izvještavanje i lukovi
Zajedno s masovnim rasipanjem i erozijom, vremenski uvjeti jedan su od tri glavna geološka procesa denudacije, kojim se stijena razbija i transportira. Izvještavanje tehnički uključuje mehaničke, kemijske i biološke sile koje rastavljaju stijenu, ali te sile to ne čine opsežno ukloniti rezultirajuće fragmente - "čišćenje" se vrši gravitacijom, kao što je trošenje mase, ili vodom i vjetrom, kao u eroziji. Vremensko je utjecaj primarni alat pomoću kojeg se oblikuju lukovi, često putem pilinga - gdje se cijele ploče i uvijaju kamena se izlijeva, na kraju formirajući "prozore" i u konačnici, možda, ogromne rupe - a voda je glavno sredstvo.
Klinanje
Najistaknutija sila koja stvara lukove i u sušnim i u nenaridnim okruženjima je klizanje mraza, vrsta mehaničkog vremenskog utjecaja. Voda se cijedi u prirodne spojeve stijena i smrzava se u led, proširujući prijelom. Nakon što se led otopi, tekuća voda prodire dublje u stijensku masu da se smrzne i usmeri. Tijekom tisućljeća takvo klizanje mrazom može protresti kameno lice i oblikovati luk. Srodni postupak, klinanje solima, primjetan je u pustinjama: Voda je isparila iz lišća pukotina stijena iza kristala soli koji poput leda mogu vršiti silu koja postaje neumoljiva i rastavlja se vrijeme
Erozija i lukovi
Voda također djeluje kao erozivna sila za stvaranje lukova. Erozija je postupak denudacije koji se razlikuje od vremenskih utjecaja; uz aktivno razbijanje same stijene, erozija također odvozi plodove vremenskih utjecaja - gromade i kaldrmu - od izvora. Erozivni potok može izvući udubljenje ispod previsoke stijene; ako potok i dalje teče ispod svog ručnog rada, raspon stijena naziva se prirodnim mostom, specifičnim oblikom prirodnog luka. Uz obalu, nabujali oceanski valovi mogu erodirati lukove iz morskih litica - poput duž obale Orkneya u Škotskoj ili na zapadnoj obali SAD-a.
Ostali procesi
Druge geološke radnje mogu stvoriti pozornicu za vremensko oblikovanje luka. Na primjer, u Nacionalnom parku Arches na jugoistoku Utaha, koji sadrži najveću svjetsku kolekciju oblika terena, prekrivajući pješčenjak zbog nestabilnosti podložnih slanih korita proizveo je spajanje stijena i izloženosti zbog kojih su slojevi postali ranjiviji vremenske prilike. Kemijsko vremensko utjecaje često djeluje zajedno s mehaničkim vremenskim utjecajima kako bi stvorilo lukove - kao što je to gdje zakiseljena kišnica otapa karbonatnu stijenu. Geolozi su u prošlosti pogrešno odredili vjetar kao glavno sredstvo za oblikovanje lukova erozije, ali naknadna istraživanja sugeriraju da to nije slučaj. Vjetar vjerojatno ne formira kamene lukove, ali može polirati, a možda i proširiti postojeće abrazijom vjetrom obraslog pijeska, kao i ukloniti sitne vremenske ostatke.