À l'échelle mondiale, les arches rocheuses naturelles suscitent un sentiment d'intrigue et de crainte chaque fois que les humains les rencontrent. Ces arcs de pierre au-dessus de l'espace vide - souvent nus, parfois drapés dans la végétation - démontrent les puissances terrestres de l'érosion et de l'érosion. Les arches, qui incluent aussi des ponts rocheux, se sont développés dans des contextes et des situations variés - du désert du Sahara à l'arrière-pays du sud-ouest américain - mais beaucoup partagent des contextes géologiques de base.

Weathering et Arches

Avec la fonte massive et l'érosion, l'altération est l'un des trois principaux processus géologiques de dénudation, par lequel la roche est décomposée et transportée. L'altération implique techniquement des forces mécaniques, chimiques et biologiques qui démantèlent la roche, mais ces forces n'éliminent pas complètement les fragments résultants - un «nettoyage» est accompli par gravité, comme dans la fonte massive, ou l'eau et le vent, comme dans l'érosion. L'altération est un outil primaire par lequel les arches sont sculptées, souvent par exfoliation - où des plaques entières et des boucles de roches se détachent, formant éventuellement des «fenêtres» et, éventuellement, d'énormes trous - et l'eau est l'agent principal.

Calage

Une force prééminente créant des arches dans les milieux arides et non arides est le calage du givre, une sorte d'altération mécanique. L'eau coule dans les joints rocheux naturels et gèle dans la glace, ce qui élargit la fracture. Après la fonte des glaces, l'eau liquide pénètre plus profondément dans la masse rocheuse pour geler et soulever. Au cours des millénaires, un tel coin de givre peut éventrer une paroi rocheuse pour former une arche. Un processus apparenté, le calage du sel, est notable dans les déserts: l'eau évaporée des crevasses laisse derrière elle des cristaux de sel qui, comme la glace, peuvent exercer une force qui devient inexorable et se démantèle avec le temps.

L'eau agit également comme une force érosive pour créer des arcs. L'érosion est un processus de dénudation distinct des intempéries; En plus de briser activement la roche elle-même, l'érosion transporte aussi les fruits de l'altération - les rochers et les galets - loin de leur source. Un cours d'eau érosif peut creuser une cavité sous la roche en surplomb; Si le cours d'eau continue à couler sous son travail, la travée rocheuse est appelée un pont naturel, une forme spécifique d'arc naturel. Le long des côtes, les vagues de l'océan peuvent éroder les arches des falaises maritimes - comme le long des côtes d'Orkney en Écosse ou de la côte ouest des États-Unis.

D'autres processus géologiques peuvent préparer le terrain altération formant une arche. Par exemple, dans le parc national des Arches, dans le sud-est de l'Utah, qui contient la plus grande collection de reliefs au monde, l'érosion des roches sous-jacentes causée par l'instabilité des lits de sel sous-jacents a rendu les strates plus vulnérables aux intempéries. L'altération chimique travaille souvent aux côtés de l'altération mécanique pour créer des arches - comme lorsque l'eau de pluie acidifiée dissout les roches carbonatées. Dans le passé, les géologues ont identifié de manière erronée le vent comme étant un important agent d'érosion, mais des recherches ultérieures suggèrent que ce n'est pas le cas. Il est probable que le vent ne forme pas d'arches rocheuses, mais peut polir et peut-être polir celles qui existent déjà par l'abrasion du sable soufflé par le vent, et éliminer les minuscules débris altérés.