Wat veroorzaakt verwering van een boog?

Wereldwijd vrij zeldzame, natuurlijke rotsbogen roepen een gevoel van intriges en ontzag op wanneer mensen ze tegenkomen. Deze stenen bogen boven de lege ruimte - vaak naakt, soms gedrapeerd in vegetatie - demonstreren de aardse krachten van verwering en erosie. Bogen, die volgens de breedste definitie ook rotsbruggen omvatten, hebben zich in verschillende omgevingen ontwikkeld en situaties -- van de Sahara tot de outback van het Amerikaanse zuidwesten -- maar velen delen geologische basis achtergrondverhalen.

Samen met massale verspilling en erosie is verwering een van de drie belangrijkste geologische processen van denudatie, waarbij gesteente wordt afgebroken en getransporteerd. Verwering omvat technisch gezien mechanische, chemische en biologische krachten die gesteente ontmantelen, maar deze krachten niet verwijder de resulterende fragmenten op grote schaal - een "opruiming" wordt bereikt door zwaartekracht, zoals bij massale verspilling, of water en wind, zoals bij erosie. Verwering is een primair hulpmiddel waarmee bogen worden gevormd, vaak door middel van afschilfering - waarbij hele platen en krullen van gesteente valt af en vormt uiteindelijk "vensters" en uiteindelijk, misschien, enorme gaten - en water is de belangrijkste factor.

Een bij uitstek kracht die bogen creëert in zowel droge als niet-aride omgevingen, is vorstwiggen, een soort mechanische verwering. Water druppelt in natuurlijke rotsverbindingen en bevriest tot ijs, waardoor de breuk groter wordt. Nadat het ijs smelt, dringt het vloeibare water dieper in de rotsmassa door om te bevriezen en te wrikken. In de loop van millennia kan zo'n bevriezing van een rots een rotswand tot een boog vormen. Een verwant proces, zout-wiggen, is opmerkelijk in woestijnen: water verdampt uit rotsspleten bladeren achter zoutkristallen die, net als ijs, een kracht kunnen uitoefenen die onverbiddelijk wordt en ontmantelen over tijd

Water werkt ook als een erosieve kracht om bogen te creëren. Erosie is een denudatieproces dat verschilt van verwering; naast het actief breken van gesteente zelf, transporteert erosie ook de vruchten van verwering - keien en kasseien - weg van hun bron. Een erosieve stroom kan een uitsparing boren onder overhangende rots; als de stroom onder zijn handwerk blijft stromen, wordt de rotsoverspanning een natuurlijke brug genoemd, een specifieke vorm van natuurlijke boog. Langs de kustlijn kunnen stijgende oceaangolven bogen uit zeekliffen eroderen - zoals langs de Orkney-kust van Schotland of de Amerikaanse westkust.

Andere geologische acties kunnen het toneel vormen voor boogvormende verwering. In Arches National Park in het zuidoosten van Utah bijvoorbeeld, dat de grootste verzameling landvormen ter wereld bevat, overliggende zandsteen als gevolg van de instabiliteit van de onderliggende zoutbedden produceerde rotsverbindingen en blootstellingen die lagen kwetsbaarder maakten voor verwering. Chemische verwering werkt vaak samen met mechanische verwering om bogen te creëren - zoals waar verzuurd regenwater carbonaatgesteente oplost. Geologen hebben in het verleden ten onrechte wind gelokaliseerd als een belangrijke boogvormende agent van erosie, maar later onderzoek suggereert dat dit niet het geval is. Wind vormt waarschijnlijk geen rotsbogen, maar kan bestaande bogen polijsten en misschien uitbreiden via de afschuring van door de wind opgeblazen gruis, evenals minuscule verweerde brokstukken verwijderen.