Jolán, Vid, Viola2021. június 15., kedd
Föld

Árulkodóak a természetes kőhidak rezgései és alakjai

National Geographic Magyarország

Az amerikai középnyugat sokszínű sziklavilágának leglátványosabbjai a kőívek, kőhidak, ezek viselkedését és kialakulását taglalta két új vizsgálat.

Delicate Arch
Forrás: Wikipedia

Utah állam egyik leglátogatottabb turistacélpontja az Arches Nemzeti Park, ahol a különleges sziklaformációk sokaságát lehet megcsodálni. Az Utahi Egyetem kutatói nemrégiben két külön vizsgálatot is szenteltek az oly látványos és oly sérülékeny kőhidaknak: szeizmikus mérésekkel vallatták az olyan természeti csodákat, mint a Delicate Arch, illetve a kőívek alaktani felépítéséből kiindulva végeztek erősségükre, stabilitására vonatkozó méréseket. A számos vizsgálathoz fontos volt, hogy a felmérésben részt vett alakzatokról precíz 3D számítógépes modellek is készültek, amelyeket interaktív módon megnézegethetünk mi is (lásd alább, egérrel mozgatható, forgatható, illetve nagyítható a modell). A modellek célja azonban az volt, hogy segítségükkel a mérhető vibrációkat is modellezni lehessen.

 

A kőhidak, kőívek sérülékenyek, hisz maguk is a sziklarétegek sérülései révén alakultak ki összetett tektonikus, üledékképződési és eróziós folyamatok sorozatának hatására. Az ívek maguk a környezet rezgéseire reagálnak, beleértve ebbe az emberi tevékenység okozta vibrációt is. Miként hatnak ezek a rezgések a sziklaképződményekre?

Az ívek rezgéseit sok tényező határozza meg: az ív mérete, alakja, anyaga, az ív és az aljkőzet közti kapcsolat, szerkezeti réteghatárok; ezek mérhető tulajdonságok. A rezgések maguk is jól mérhetőek, hordozható érzékelők kihelyezésével – e módszert választották a kutatók, hogy az ívek roncsolása nélkül lehessen vizsgálódni azok fizikai tulajdonságaiban. Az így elvégzett szeizmikus mérésekhez igen kevés eszközre van szükség, olcsón elvégezhetőek. A rezgésekből a sziklaívek kimozdulásai kiszámíthatóak, és ezzel az is, hogy mik a gyenge pontok rajtuk, s hol fogja őket tovább bontani az erózió.

Szeizmométereket helyez el egy kutató a Musselman Arch nevű kőhíd felületén.
Forrás: University of Utah / Paul Geimer

 

Paul Geimer fiatal kutató, a vizsgálat vezetője elmondta: „Ezek a beavatkozás-mentes mérések jelentik az első lépést ahhoz, hogy kiderítsük, hol károsodhatnak ezek a kőívek s más sziklaalakzatok.” Mivel számos kőív kulturális jelentőséggel is bír, ezért különösen fontos, hogy a kőzet megbontása nélkül lehessen elvégezni a vizsgálatokat. 17 kőhidat mértek fel úgy, hogy 2-2 szeizmométert a sziklaív felületére helyeztek, egy kőhidat pedig 30, sorba rendezett szeizmométerrel vizsgáltak meg. Hasonló méréseket eddig csak ember alkotta hidakon végeztek, a mostani átfogó felmérés volt az első, amellyel természetes kőhidakról gyűjtöttek információkat. Kiderült, hogy minden egyes kőhíd hosszasan rezonál a beérkező rezgés (pl. széllökés, vagy távoli földrengés hullámai) után, s csak lassan csillapodnak le a rezonanciái. A kőzetekre vonatkozó fizikai tulajdonságokra is fény derült a mérésekből, pl. a Navahó homokkő formációba tartozó sziklák merevsége attól függ, mennyi a vastartalma a homokkőnek egy adott rétegben.

A Rainbow Arch szabályos, fordított láncgörbe alakú ívet alkot
Forrás: Wikipedia

 

A kőhidak alaktani felmérése kapcsán is érdekes információk születtek. Kiderült például, hogy ideálisnak tekinthetőek azok a kőhidak, amelyek fordított láncgörbe alakúak, ezeken ugyanis egyenletesen oszlik el a feszültség. E kategóriába tartozik például a Rainbow Arch nevű kőív, az ilyen ívek a vastag, masszív kőzetrétegekből alakulnak ki általában, és a gravitációs feszültség a fő alakító erő. A másik típus a gerendahíd jellegű kőhidakat jelenti, ezek általában a többféle, eltérő szilárdságú szikla rétegződéséből születnek, mégpedig úgy, hogy a gyengébb kőzetrétegeket az erózió elkoptatta, s a híd egy közel egyenes kőzetréteg legfelül, ilyen pl. a Musselman Bridge Utahban. A kutatók a 3D modellek segítségével kiszámították, hogy a gravitáció hogyan hat az egyes kőívekre, s ez alapján be tudták sorolni őket a láncgörbe alakúak, vagy a gerendahíd alakúak körébe.
Bár a láncgörbe alakú ívek stabilitása jelenlegi formájukban igen jónak tekinthető, ez nem jelenti azt, hogy nem tudnak, pont a gravitáció hatására beomlani. Az is veszélyt jelenthet, ha a kőív olyan sziklarétegen áll, amely könnyebben kopik el, így pl. a Delicate Arch (nyitóképünkön) egy vékony agyagos kőzetrétegen nyugszik, míg a Rainbow Arch az alapjával együtt egyazon kőzetből áll. A kutatások abban segítenek, hogy a különböző kőhidak stabilitását, esetleges várható leomlását feltárják, mégpedig pusztán az ívek alakja alapján. A szeizmikus mérések még a sziklában terjedő repedésekről is árulkodnak, így ez is kiegészíti a természetes kőhidak állapotáról készült felméréseket. Az információk nagy segítséget nyújtanak például a természetes formákat felügyelő nemzeti parki szakemberek számára.

Hozzászólások

Ezért gyorsul a Pine Island-gleccser

Ezért gyorsul a Pine Island-gleccser

A Pine Island-gleccser az Antarktika leggyorsabban olvadó gleccsere, Nyugat-Antarktika jégmezőjének egyik csapjaként működik.

Égi jelenségek 2021. június második felében

Égi jelenségek 2021. június második felében

Az év legrövidebb éjszakái jönnek, beköszönt a csillagászati nyár, érkezik a telihold, és együttállást is megfigyelhetünk.

Tatabányán valóban ásványvíz folyik a csapból?

Tatabányán valóban ásványvíz folyik a csapból?

Ennek kiderítésére remek apropót jelent június 12-e, a vízközművek napja.

Oroszország gyémántkrátere

Oroszország gyémántkrátere

Ez a negyedik legnagyobb igazolt becsapódási kráter bolygónkon.

Személyre szabottan a fenntarthatóság felé

Személyre szabottan a fenntarthatóság felé

A környezettudatos életmódra törekvés egyre jobban beépül az emberek mindennapjaiba, a túlfogyasztástól viszont továbbra sem szabadulunk, sőt: idén június 8-ára a magyarok fogyasztásával mérve feléltük a bolygó azon erőforrásait.

National Geographic 2021. júniusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

10 560 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket