Zacznijmy od samej skały
Większość najsłynniejszych form erozyjnych na świecie wyrzeźbiono w skałach osadowych — piaskowcach, wapieniach, mułowcach — które powstawały warstwami z piasku, mułu lub detrytusu muszlowego osadzającego się przez długie okresy. Każda warstwa może różnić się wielkością ziaren i, co kluczowe, tym, co trzyma ziarna razem.
Tym spoiwem jest cement. Ziarna związane krzemionką są twarde; ziarna związane słabą glinką lub łatwo rozpuszczalnym kalcytem ustępują szybciej. Gdy klif zawiera warstwy o różnej wytrzymałości, wietrzenie najpierw usuwa słabe, a mocne pozostają wystające jako półki, czapy i mosty. Geolodzy nazywają to erozją różnicową, i jest to najbardziej użyteczna idea do odczytywania nietypowych form skalnych.
Definicja: wietrzenie a erozja
Wietrzenie rozkłada skałę tam, gdzie się znajduje — przez mróz, procesy chemiczne lub korzenie roślin. Erozja przenosi rozluźniony materiał — za sprawą wody, wiatru, lodu lub grawitacji. Zwykle oba procesy działają razem.
Definicja: spękanie
Pęknięcie w skale, wzdłuż którego praktycznie nie doszło do przesunięcia. Spękania często tworzą równoległe zestawy i wskazują, gdzie może wnikać woda.
Definicja: cementacja
Proces, w którym minerały krystalizują między ziarnami osadu, spajając luźny piasek lub muł w litą skałę.
Łuki i praca spękań
Park Narodowy Arches w stanie Utah ma ponad 2,000 skatalogowanych naturalnych łuków, z których większość wyrzeźbiono w piaskowcu Entrada. Proces zwykle zaczyna się pod ziemią: gdy nadległe skały zostały zdarte, a region łagodnie wypiętrzył się, piaskowiec pękł na równoległe pionowe spękania. Woda poszerzyła te szczeliny, pozostawiając długie, cienkie ściany skalne zwane żebrami.
W obrębie żebra słabszy fragment może wietrzeć szybciej: wilgoć zmiękcza cement, mróz wyłamuje ziarna, a grawitacja usuwa bloki od spodu. Z czasem przebija się otwór. Odpadają kolejne kawałki, aż pozostała skała utworzy łuk, który efektywnie utrzymuje własny ciężar. Delicate Arch, stojący samotnie na misie z litej skały zwanej slickrock, jest najbardziej znanym wynikiem.
Łuki są też przemijające. Wall Arch w tym samym parku zawalił się w 2008 roku, co przypomina, że proces trwa dalej, także po zrobieniu zdjęcia.
Zestawy spękań, działanie mrozu i zmiękczanie cementu przez wodę napędzają powstawanie żeber i łuków; obrywy skalne są udokumentowane i wciąż zachodzą.
Eksperymenty laboratoryjne opublikowane w 2014 roku sugerują, że naprężenia w obciążonym piaskowcu faktycznie spowalniają erozję, pomagając łukom osiągnąć stabilne kształty. Ten pogląd jest dobrze poparty w laboratorium i wciąż badany w terenie.
Hoodoosy i kominy wróżek
Bryce Canyon w stanie Utah ma jedno z najgęstszych skupisk hoodoo na Ziemi: wysokie, smukłe iglice z różowo-białej formacji Claron, wapiennej skały, której twardość zmienia się warstwa po warstwie. Bryce leży na tyle wysoko, że w wielu nocach w ciągu roku temperatura spada poniżej zera. Woda z topniejącego śniegu wsiąka w szczeliny za dnia, zamarza i rozpręża się w nocy, stopniowo rozsadzając skałę. Lekko kwaśny deszcz zaokrągla krawędzie.
Twardsza warstwa na szczycie chroni każdą iglicę jak parasol, dlatego kolumna pod nią ulega erozji wolniej niż otwarty teren wokół. Kiedy czapa w końcu odpadnie, iglica szybko się niszczy.
W Kapadocji w Turcji podobnie wyglądające „kominy wróżek” wyrzeźbiono w miękkim tufie wulkanicznym, nakrytym twardszą skałą wulkaniczną. Skała i historia są zupełnie inne, a zasada — odporna czapa nad słabą kolumną — prowadzi do podobnego kształtu. Geolodzy nazywają to konwergencją: różne drogi, podobne formy.
Kamień, który wygląda, jakby płynął
Niektóre formy skalne wyglądają na płynne, choć nic się w nich nie porusza. The Wave, w rejonie Coyote Buttes na granicy Arizony i Utah, wyrzeźbiono w piaskowcu Navajo — stwardniałych szczątkach jurajskiej pustyni z wędrującymi wydmami. Zakrzywione pasy to warstwowanie przekątne: pochyłe ściany tych dawnych wydm, zachowane, a później odsłonięte i wypolerowane przez wiatr i okresową wodę.
W pobliżu Antelope Canyon woda objawia się najbardziej skoncentrowanie. Zwykle suchy wąwóz bywa nagle zalewany przez gwałtowne powodzie błyskowe, które przepychają piasek i żwir przez wąską szczelinę, szlifując gładkie, skręcone jak korkociąg ściany, cenione przez fotografów. Te same powodzie błyskowe sprawiają, że wąwozy szczelinowe są naprawdę niebezpieczne, gdy nad nimi trwają burze.
OsadoweWarstwowanie przekątne
Skamieniałe czoła wydm zapisane w kamieniu, odczytywane jako kierunek wiatru sprzed 190 milionów lat.
Model poglądowyWąwozy szczelinowe
Powodzie błyskowe wykorzystują pojedynczą szczelinę i wyszlifowują ją w głęboki, wąski przesmyk.