Prirodni lukovi i mostovi, stupovi, svodovi i druge egzotične formacije pješčenjaka fasciniraju svojim izvanrednim oblikom i apsolutno neshvatljivom stabilnošću. Uvijek su bili izvor iznenađenja i znatiželje za mnoge generacije znanstvenika, a obični ljudi ponekad su uzimali ove kipove za "pozdrave" drevnih civilizacija ili čak izvanzemaljaca. Općenito je bilo jasno da su njihovi glavni arhitekti vjetar, voda i sunce, ali sve donedavno razlog njihovih netrivijalnih oblika ostao je misterij.
Prvo solidno eksperimentalno i teorijsko istraživanje mehanizama erozije na kojima se temelji stvaranje prirodnih lukova izveli su matematičari sa Karlova sveučilišta u Pragu prije tri godine. Otkrili su da oblici proizlaze iz jedinstvenog procesa samoorganizacije zrna pijeska unutar slojeva pješčenjaka. Znanstvenici su pretpostavili da prirodna erozija uklanja prvenstveno nenapeti materijal, koji je "neučinkovit" u smislu raspodjele opterećenja. Razlog takvom ponašanju leži u zakonu suhog trenja - što su jače čestice materijala stisnute susjednim slojevima materijala, teže ih je razdvojiti.
Istraživači Skoltecha bili su fascinirani idejom svojih praških kolega i nastavili su proučavati pitanje mehanizama za stvaranje takvih struktura. Odlučili su na fenomen erozije gledati kao na proces optimizacije oblika (optimizacija oblika danas se široko koristi u modernoj industriji, kada inženjeri i arhitekti poboljšavaju oblik i strukturu konstrukcija koje podižu, gdje su istovremeno potrebni i čvrstoća i mala težina). A zatim, kako bi testirali svoju ideju, znanstvenici su stvorili matematički program koji opisuje proces erozije vjetra i uz njegovu pomoć izgradili su luk koristeći računalni model sloja pješčenjaka. Model pješčenjaka sastojao se od mnogih gotovo nepovezanih kockica, koje su djelovale na susjede određenom silom. Ako je ta sila premašila određenu vrijednost, tada vjetar nije mogao pomaknuti "kocku" sa svog mjesta,inače je nestao iz ležišta nakon određenog vremenskog razdoblja, prenosi RIA Novosti.
Eksperimentirajući s ovim modelom, ruski su znanstvenici potvrdili ideju svojih čeških kolega i otkrili nekoliko fizičkih principa koji objašnjavaju kako se rađaju stupovi i lukovi. U svom najopćenitijem obliku pokazali su da vjetar igra ulogu svojevrsnog "računala" koje pokušava oblikovati sloj pješčenjaka u takav oblik da se unutar njega nakuplja minimalna količina elastične deformacijske energije, postupno i slučajno uklanjajući najslabije elemente iz konstrukcije.
U početku se taj proces odvija brzo, ali nakon nekoliko stotina godina, kada se oblik stupa ili luka već približava idealu, erozija naglo usporava, jer se gotovo sve "kocke" počinju prilijepiti jedna za drugu velikom snagom. Zahvaljujući tome, pravi planinski lukovi i stupovi mogu postojati milijunima godina u gotovo netaknutom obliku.
Takvi su zaključci važni ne samo za inženjere i geologe, već i za ljude koji traže tragove izvanzemaljskog života. Sada se, kako naglašavaju ruski matematičari, takve strukture, koje se, na primjer, mogu otkriti na Marsu, u principu ne mogu smatrati tragovima vanzemaljskih civilizacija.
