Aloitetaan itse kivestä
Suurin osa maailman tunnetuista eroosiomuodoista on veistetty sedimenttikivestä — hiekkakivestä, kalkkikivestä, savikivestä —, joka on muodostunut kerroksittain hiekasta, mudasta tai simpukankuoriromusta pitkän ajan kuluessa. Jokaisen kerroksen rakeiden koko voi erota ja ratkaisevasti myös se, mikä pitää rakeet koossa.
Tuota liimaa kutsutaan sementiksi. Piidioksidin sitomat rakeet ovat sitkeitä; heikon saven tai helposti liukenevan kalsiitin sitomat rakeet antautuvat nopeammin. Kun louhos sisältää eri lujuisia kerroksia, rapautuminen poistaa ensin heikot ja jättää lujat työntymään esiin reunuksina, kattoina ja siltoina. Geologit kutsuvat tätä differentiaaliseksi eroosioksi, ja se on yksittäinen hyödyllisin ajatus epätavallisten kallionmuodostelmien lukemisessa.
Määritelmä: rapautuminen vs. eroosio
Rapautuminen hajottaa kiven paikallaan — pakkasen, kemian tai kasvinjuurten vaikutuksesta. Eroosio kuljettaa irronneen aineksen pois veden, tuulen, jään tai painovoiman avulla. Ne toimivat yleensä yhdessä.
Määritelmä: sauma
Kiven halkeama, jota pitkin ei ole juurikaan tai lainkaan liukunut. Saumat muodostavat usein rinnakkaisia sarjoja ja ohjaavat, mihin kohtaan vesi voi päästä.
Määritelmä: sementoituminen
Prosessi, jossa mineraalit kiteytyvät sedimenttirakeiden väliin ja sitovat irtonaisen hiekan tai mudan kiinteäksi kiveksi.
Kaaret ja saumojen työ
Arches-kansallispuistossa Utahissa on yli 2 000 luetteloitua luonnonkaarta, useimmat Entrada-hiekkakivestä veistettyinä. Prosessi alkaa yleensä maan alla: kun päällä oleva kivi poistui ja alue kohosi hitaasti, hiekkakivi halkeili rinnakkaisiksi pystysuoriksi saumoiksi. Vesi levensi nämä halkeamat ja jätti pitkiä, ohuita kiviseinämiä, joita kutsutaan finneiksi.
Finnin sisällä heikompi kohta voi rapautua nopeammin — kosteus pehmentää sementtiä, pakkanen irrottaa rakeita ja painovoima poistaa lohkoja alhaalta. Ajan myötä aukko murtautuu läpi. Palaset putoavat jatkuvasti, kunnes jäljelle jäävä kivi muodostaa kaaren, joka kantaa oman painonsa tehokkaasti. Delicate Arch, joka seisoo yksin liukkaalla kalliokulholla, on tunnetuin tulos.
Kaaret ovat myös väliaikaisia. Saman puiston Wall Arch romahti vuonna 2008, mikä muistuttaa, että prosessi jatkuu valokuvan ottamisen jälkeenkin.
Saumasarjat, pakkasen vaikutus ja sementin pehmeneminen veden vaikutuksesta ohjaavat finnien ja kaarien muodostumista; kivenlohkeamia on dokumentoitu ja ne jatkuvat.
Vuonna 2014 julkaistut laboratoriokokeet viittaavat siihen, että kuormitetun hiekkakiven sisäinen jännitys itse asiassa hidastaa eroosiota ja auttaa kaaria asettumaan vakaisiin muotoihin. Ajatus on hyvin tuettu laboratoriossa, ja sitä tutkitaan yhä kentällä.
Hoodoot ja keijuskorstenat
Utahin osavaltiossa sijaitsevassa Bryce Canyonissa on yksi maapallon tiheimmistä hoodoo-kalliopatsaiden keskittymistä: korkeita, ohuita piikkejä vaaleanpunaisesta ja valkoisesta Claron-muodostumasta, kalkkikivirikkaasta kivestä, jonka kovuus vaihtelee kerroksittain. Bryce sijaitsee niin korkealla, että lämpötila laskee monena vuoden yönä pakkasen puolelle. Sulamisvesi tunkeutuu päivällä halkeamiin, jäätyy ja laajenee yöllä ja irrottaa kiveä vähitellen. Hieman hapan sade pyöristää reunoja.
Kovempi kerros huipulla suojaa kutakin piikkiä kuin sateenvarjo, joten pylvään alaosa rapautuu hitaammin kuin ympäröivä avoin maa. Kun peitekivi lopulta putoaa, piikki kuluu nopeasti.
Turkissa (Türkiye) Kappadokiassa samannäköiset ”keijuskorsut” on veistetty pehmeästä vulkaanisesta tuffista, ja niiden päällä on kovempaa vulkaanista kiveä. Kivi ja historia ovat täysin erilaiset, mutta periaate — kova peite heikon pylvään päällä — synnyttää samanlaisen muodon. Geologit kutsuvat tätä konvergenssiksi: eri reitit, samankaltaiset muodot.
Kivi, joka näyttää virtaavalta
Osa kalliomuodoista näyttää nestemäisiltä, vaikka mikään ei liiku. The Wave Coyote Buttesin alueella Arizonan ja Utahin rajalla on veistetty Navajo-hiekkakivestä, joka on kovettunut jurassikautisen aavikon jäännös, jossa dyynit vaelsivat. Kaartuvat raidat ovat ristikerroksisuutta: noiden muinaisten dyynien kaltevia pintoja, jotka säilyivät, paljastuivat myöhemmin ja kiillotettiin tuulen ja ajoittaisen veden toimesta.
Lähellä sijaitseva Antelope Canyon näyttää veden väkevimmillään. Yleensä kuiva kanjoni kokee äkillisiä ryöppytulvia, jotka ajavat hiekkaa ja soraa kapean rakoon ja hioutuvat sileiksi, kierteisiksi seiniksi, joista valokuvaajat pitävät. Samat ryöppytulvat tekevät rakokanjoneihin menosta todella vaarallista, kun myrskyt ovat ylävirrassa.
SedimenttikiviRistikerroksisuus
Kiveen tallentuneet muinaiset dyynipinnat, joista luetaan tuulen suunta 190 miljoonan vuoden takaa.
Selittävä malliRakokanjonit
Ryöppytulvat hyödyntävät yhtä halkeamaa ja hioutuvat siitä syvän, kapean käytävän.