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【地質学】砂岩アーチ形成のカギは内部の応力YouTube動画>1本 ->画像>2枚


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1 :Cancer ★@転載は禁止:2014/07/22(火) 22:54:33.12 ID:???
砂岩アーチは自身の応力下で形成された
下向きの圧力と侵食が組み合わさって有名な岩石の造形を作った。
Richard A. Lovett, 20 July 2014

アーチーズ国立公園(ユタ州)のデリケート・アーチをはじめとする砂岩構築物の形は
重力が砂粒を互いに固結させて、侵食への耐久力のある柱を作ることによってできる。
【地質学】砂岩アーチ形成のカギは内部の応力YouTube動画>1本 ->画像>2枚

奇異なアーチ形の砂岩造形は風と雨による彫刻だと考えられてきた。しかし研究者たちの
チームはその形状が岩石自体に内在する性質であることを発見した。

「侵食は[余分な]物質を取り除くが、形は作らない」とプラハ・カレル大学の水文
地質学者で研究を率いた、イジー・ブルタンス(Ji?i Bruthans)は話した。むしろ侵食は
岩石に備わっているもっと根本的な要因と組み合わさって働く「ツール」に過ぎない。

根本的な要因とは上にある岩石の重さが作る応力場のことだ。ブルタンスによると、応力が
弱ければ砂岩はすぐに侵食される。だが応力が高まると(たとえば、岩壁や柱の一部が
侵食されて)残った岩石の表面にある砂粒は互いにロックし合い、それ以上の侵食に
対して耐えるようになる。

ブルタンスの考えは彼がチェコ共和国にあるストジェレチ採掘場(St?ele? Quarry)を
訪れたときに着想した。そこでは「ロックサンド」として知られる緩く固結した砂岩が
採掘されていた。

砂粒を岩石へと固める天然のセメントがあるわけでもないのに、それを採掘するには
砂岩の表面で発破をして砂を緩くする必要があった、とブリガムヤング大学(ユタ州
プロボ)の水文地質学者で研究の共著者の、アラン・メヨ(Alan Mayo)は話した。
だがいちど砂岩が崩れると「それはバラバラになる」と彼は話した。

ブルタンスによると、発破した後の採掘場の砂岩は、ユタ州のアーチーズ国立公園などの
観光スポットによく見られる、アーチなどの特徴をすばやく形成したという。

軟弱な物質がどうやってアーチなどの特徴を作るのか解明するために、科学者たちは
サンプルを研究室に持ち帰り、それと小さなキューブに切断し、プレッシャープレートを
使って上にある物質の重さによる応力をシミュレートした。それから彼らはキューブを
雨などを模した侵食力にさらした。

そのような応力がかかると、通常はもろい物質であってもすぐに侵食されてアーチ、凹所、
柱をつくり、それ以上の侵食に対して極めて耐久度が高くなることを彼らは発見し、今日
ネイチャー・ジオサイエンス誌に報告した。北アメリカ南西部から採集された、もっと
しっかり固結した砂岩での実験でも同じ結果が出た(下の動画参照)。

メヨによると、侵食が物質の下の部分を切り取ると、通常はそのまま崩壊するところだが、
除去された物質の量がもっとも多い部分の残存岩石に沿ってかかる応力は増えていく。
その結果、砂粒が互いにロックし合う臨界圧に達し、「信じられないほど安定」になる、
と彼は話した。

>>2以降につづく

自然のアーチはどのように形成されるか(動画)



ソース:Nature News(20 July 2014)
Sandstone arches form under their own stress
http://www.nature.com/news/sandstone-arches-form-under-their-own-stress-1.15590

原論文:Nature Geoscience
Jiri Bruthans, et al.
Sandstone landforms shaped by negative feedback between stress and erosion.
http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo2209.html

2 :Cancer ★@転載は禁止:2014/07/22(火) 22:54:48.02 ID:???
>>1からのつづき

数値モデルはこの形状が応力場の結果で生じることを明らかにした。この研究結果は、
ユタ州の象徴的な高さ20メートルの自立構造であるデリケート・アーチなどの自然地形
にも応用できる。

メヨによると、最近岩石アーチの崩落があったアーチーズ国立公園へのフィールド調査も
この説を支持したという。「地上に落ちたブロックを調べたら、完全にバラバラになって
いた」と彼は話した。「[それらには]もう臨界応力がなかったのだ」

論文に伴うニューズ&ヴューズを書いた、ミネソタ大学(ミネアポリス)の堆積学者、
クリス・パオラ(Chris Paola)などの他の科学者たちは、そのような砂岩地形がどの
ように形成されるかという長年の疑問への答えをこの研究がもたらしたと話している。
米国林野局の太平洋岸北西部研究ステーション(オレゴン州コーヴァリス)の水文学者、
ゴードン・グラント(Gordon Grant)はこの説明を「単純で、エレガントで、説得力が
ある」と評している。

この研究結果はすべての砂岩のアーチや凹所などの地形が同一であることを意味するわけ
ではない。「自然はとても複雑だ」とブルタンスは話した。「初期条件が効いてくる」

おわり

3 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/22(火) 22:57:41.85 ID:pzsWe5Gk
なぜ地球はサイコロ型ではなく丸いのか?

4 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/22(火) 23:01:45.82 ID:BmhMHXHf
>>3

大きくなれば丸くなる
丸くなければ惑星じゃないのさ

5 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/22(火) 23:19:44.85 ID:YBUgl3IW
小難しい事はよく分からんが、アーチーズのパンフレットの記述が変わる?
昔行った時は、長年の風雨や温度差で侵食されたとか書いてあった気がする

6 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/22(火) 23:25:18.41 ID:bbexqClS
もしかするとアーチ型ってこういう自然の造形を見てから作られたのかもね
適当に積み木遊びで発見したかもしらんけど

7 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/22(火) 23:49:30.36 ID:F+LIk2PN
このカタチが安定とか良く解らん

8 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 00:37:12.14 ID:nbJ1dKi2
コアラのアーチ

9 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 11:40:58.13 ID:L3d22Ylu
ノーベル賞クラスの大発見じゃね

10 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 19:14:10.98 ID:UuE57LWY
仮想仕事の原理

11 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 19:37:49.92 ID:ZlHbldOm
「景観保護のためにアーチに支柱を立てて支えましょう」
なんて余計なことするとあっという間にバラバラになっちゃうのか。
面白いものだなぁ。

12 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 19:41:03.66 ID:HWOa81BZ
「彫るんやない。木の中にいらっしゃる仏さまを取り出すんや」みたいな話かな。

13 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 19:46:41.68 ID:sQ0yAceD
砂岩アーチでも応力あんのに
おまえらときたら(意味不)

14 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 19:54:30.15 ID:ZlHbldOm
乾いたダイダランシー、と考えても良いのかな?

15 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 20:14:34.72 ID:qZajKaEQ
す ん ご く ど う で も え ぇ 話 や の ぉ

16 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 20:34:57.23 ID:KPo0n/eo
>>3
紙に点を打って、そこから四方八方に
「同じ長さの」線を引きまくってみ

それが重力です

17 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 21:05:14.34 ID:mxQvQF7k
鉄筋入ってるんだろ?

18 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/23(水) 21:43:50.97 ID:5gcLExWX
ジェンガでも硬くてビクともしないとこと
押せば取れるようなゆるゆるのとこがあるじゃん
砂岩もああいうゆるゆるのとこが浸食されやすくて
結果硬いとこだけになった部分が残ってそれがアーチだったってことか?

19 :名無しのひみつ@転載は禁止:2014/07/24(木) 00:53:42.53 ID:AZv44Ctz
おもしろいな
子供でも気付きそうなことなのになぜ今まで気がつかなかったのだろう

mmp2
lud20190309200344
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