Кіріспе
Табиғи арка, табиғи көпір немесе (сирек жағдайда) тас арка – астындағы кеңістігі бар арка түрінде пайдалған табиғи жер бедері. Табиғи аркалар көбінесе құрлықтағы жартастар, теңіз жартастары, қырлар немесе үймелер теңіз, өзендер немесе ауа райы (жер бетіндегі процестер) әсерінен эрозияға ұшырайды. Көптеген табиғи аркалар құмтас немесе әк тастан тұратын, тік, көбінесе вертикальді беттері бар тар қырлардан және теңіз үймелерінен қалыптасады. Геологиялық уақыт өлшемдері бойынша эрозия нәтижесінде бұл формациялар тарлап, жұмсақ тау жыныстарының қабаттары ыдырайды. Осының салдарынан, қабаттың астындағы формацияның екі жағында тас паналар немесе альковтар пайда болады, ал одан жоғарыдағы салыстырмалы түрде берік қабат – капрок – сақталады. Альковтар эрозияға ұшырап, ақырында берік капрок қабатының астында бірігіп, арканы құрайды. Эрозия процестері жұмсақ тау жыныстары қабаттарындағы әлсіз жерлерді пайдаланып, жарықтарды кеңейтеді және капроктан гөрі материалды жылдамдатырып алып тастайды. Дегенмен, арка пайда болғаннан кейін капрок та эрозияға ұшырайды, бұл әрі қарай құлауға алып келеді. Көпір мен арка арасындағы таңдау шартты. Табиғи арка және көпір қоғамы көпірді судың әсерінен пайдалған арканың бір түрі деп санайды. Ал геологиялық терминдер сөздігінде табиғи көпір – "эрозиялық аңғарды көпірдей жалғайтын табиғи арка" деп анықталған. Ең үлкен табиғи арка, айқын артықшылықпен, Қытайдағы Сянрен көпірі, оның ұзындығы .
A natural arch, natural bridge, or (less commonly) rock arch is a natural landform where an arch has formed with an opening underneath. Natural arches commonly form where inland cliffs, coastal cliffs, fins or stacks are subject to erosion from the sea, rivers or weathering (subaerial processes). Most natural arches are formed from narrow fins and sea stacks composed of sandstone or limestone with steep, often vertical, cliff faces. The formations become narrower due to erosion over geologic time scales. The softer rock stratum erodes away creating rock shelters, or alcoves, on opposite sides of the formation beneath the relatively harder stratum, or caprock, above it. The alcoves erode further into the formation eventually meeting underneath the harder caprock layer, thus creating an arch. The erosional processes exploit weaknesses in the softer rock layers making cracks larger and removing material more quickly than the caprock; however, the caprock itself continues to erode after an arch has formed, which will ultimately lead to collapse. The choice between bridge and arch is somewhat arbitrary. The Natural Arch and Bridge Society identifies a bridge as a subtype of arch that is primarily water formed. By contrast, the Dictionary of Geological Terms defines a natural bridge as a "natural arch that spans a valley of erosion." The largest natural arch, by a significant margin, is the Xianren Bridge in China, with a span of .
Жағалау сызығы
Жағалауларда геологиялық құрылысына байланысты екі түрлі арка пайда болуы мүмкін. Дискордантты жағалауларда тау жыныстары жағалауға 90° бұрышпен орналасады. Толқынның сынға ұшуы толқын энергиясын мүйісте шоғырландырады, ал үңгірлер мүйістен өткенде арка қалыптасады. Осы типтегі аркалардың екі мысалы – Австралияның Виктория штатындағы Лондон көпірі және Үндістанның Андаман аралдарындағы Нилл аралы. Бұл аркалардың күйреуінен үйіліп, тақталар пайда болады. Конкордантты жағалауларда тау жыныстары жағалауға параллель орналасады, мысалы, әлсіз тау жыныстары, құмтас сияқты, әктас сияқты берік тау жыныстарымен қорғалған. Конкордантты жағалаулардағы толқын әрекеті берік тау жыныстарын бұзып, содан кейін әлсіз тау жыныстарын тез эрозиялайды. Осы типтегі аркалардың жақсы мысалдары – Англияның оңтүстігіндегі Дорсеттің Юра жағалауындағы Лулворт шығанағының жанындағы Дёрдл есігі мен Баспалдақ ойығы. Баспалдақ ойығы күйреген кезде, ол шығанаққа айналады.
Ауа райының әсерінен бүлінген аркалар
Ауа райының әсерінен пайда болған аркалар құмтастың қабатына тереңдей түсетін жарықтар түрінде қалыптасады. Жарықтардың ішіндегі эрозия ашық жартас қабаттарын тоздырып, беткі жарықтарды кеңейтеді, нәтижесінде жіптер деп аталатын тар құмтасты қабырғалар бөлініп шығады. Көтеріліп-төмендеуші аяз және еру құмтастың кеуектілігіне әкеліп, оны құлдыратып, қабыршақтап, соңында кейбір жіптерді кесіп тастайды. Соның салдарынан пайда болған тесіктер тас құлаулар мен ауа райының әсерінен арка пропорциясына дейін кеңейеді. Аркалар ақырында құлап, уақыт өте тозбасқа айналатын тіреулерді қалдырады. Ауа райының әсерінен тозған көптеген аркалар Арч Ұлттық паркінде, Каньонленд Ұлттық паркінде және Гранд Стейрказе-Эскаланте Ұлттық монументінде (GSENM) табылады, олардың барлығы АҚШ-тың оңтүстік Юта штатында орналасқан.
Сумен ерозияланған аркалар
Кейбір табиғи көпірлер аркаға ұқсауы мүмкін, бірақ олар тасты тоздырып, судың өзендер арқылы ағып өтуінен пайда болады. Шұңқыр аркалары химиялық тозу нәтижесінде пайда болады, су табиғи ойыстарда жиналады және ақырында төменгі қабатқа дейін кесіп өтеді. Юта штатындағы Табиғи көпірлер ұлттық ескерткіші үш үлкен табиғи көпірдің айналасындағы аумақты қорғайды, олардың барлығы каньондар арқылы ағып өтетін өзендердің әсерінен қалыптасқан. Ең үлкені – 225 фут (69 м) көпіршелі Сипапу көпірі. Радуга (Жаңбыр) көпірінің ұлттық ескерткішіне атын берген көпір де ағып жатқан судың әсерінен пайда болған, ол 2007 жылы лазерлік өлшеулер бойынша Батыс жарты шарындағы ең үлкен табиғи көпір болып табылады, оның көпіршесі 234 фут (71 м) құрайды. Қытайдың Гуанси провинциясындағы Сяньжень көпірі, сондай-ақ Періштелер көпірі деп те аталады, қазіргі уақытта әлемдегі ең үлкен табиғи көпір болып саналады, оның көпіршесі 2010 жылғы қазан айында Natural Arch and Bridge Society ұйымымен 400 фут (122 м) деп тіркелді, бұл өлшеудің қатесі ±15 фут (5 м) құрайды.
Үңгір эрозиясы
Табиғи көпірлер табиғи әк тас үңгірлерінен пайда болуы мүмкін, онда жұптасқан шұңқырлар құлап, араларында тас жотасы қалып, үңгір өткелі шұңқырдан шұңқырға жалғасады. Барлық тау жыныстары сияқты, табиғи көпірлер де эрозияға ұшырайды және ақырында құлап, жоғалады. Мұның бір мысалы – екі аркалы Викториялық жағалаудағы тас құрылысы, Лондон көпірі, ол дауылдар эрозияны күшейткеннен кейін бір аркасын жоғалтты. Қытайдың Гуйчжоу провинциясындағы Яншуодағы Ай төбесі – карст әк тас үңгірінің қалдығынан пайда болған арканың мысалы.
Автомобиль жолдары немесе теміржол көпірлері ретінде аркалар
Әлемнің бірнеше жерінде адамдар табиғи аркаларды көлік көпірлері ретінде пайдаланады, олардың үстінен автомобиль жолдары немесе теміржолдар өтеді. Вирджинияда 11-ші АҚШ тас жолы Табиғи көпір арқылы өтеді. Кентуккиде табиғи аркалардан тұратын тағы екі жол бар. Біріншісі – әшекейлік эрозия нәтижесінде пайдалған, әк тастан жасалған арка, ол Картер үңгірлері мемлекеттік демалыс орнында орналасқан және оның үстінде асфальтталған жол бар. Екіншісі – ауа райының әсерінен тозған құмтастан жасалған арка, оның үстінде топырақ жол бар, ол Кентуккидегі Табиғи көпір мемлекеттік саябағының шетінде орналасқан. Бұл соңғы арка Уайтс Бранч Аркасы (сонымен қатар Нарроуз деп те аталады) деп аталады, ал одан өтетін жол көбінесе Нарроуз Роуд деп аталады. Еуропада Румыниядағы Пуноареле ауылында Құдай көпірі деп аталатын, тас аркадан өтетін, ұзын және кең жол бөлігі бар. Перудың Лима қаласынан Ла-Ороя қаласына қарай келе жатып, 214,2 шақырым жерде Рио Яули өзенінен табиғи көпір арқылы теміржол өтеді.