Введение
Природная арка, природный мост или (реже) каменная арка — это естественная форма рельефа, где образовался свод с проходом под ним. Природные арки обычно формируются там, где внутренние или прибрежные скалы, гребни или сто́лбы подвергаются эрозии от моря, рек или выветривания (субаэриальные процессы). Большинство природных арок образуются из узких гребней и морских столбов, состоящих из песчаника или известняка с крутыми, часто вертикальными, склонами. Со временем, под воздействием эрозии, эти образования становятся уже. Более мягкие слои породы разрушаются, образуя скальные навесы или гроты на противоположных сторонах образования под более твердым слоем, или каперроком, над ним. Гроты углубляются в образование и в конечном итоге соединяются под более твердым слоем каперрока, формируя арку. Эрозионные процессы используют слабые места в мягких слоях породы, расширяя трещины и удаляя материал быстрее, чем каперрок; однако, сам каперрок также продолжает разрушаться после образования арки, что в конечном итоге приводит к обрушению. Различие между мостом и аркой в некоторой степени условно. Общество природных арок и мостов определяет мост как подтип арки, формирующийся преимущественно под воздействием воды. В то же время, в «Словаре геологических терминов» природный мост определяется как «естественная арка, перекрывающая эрозионную долину». Самая большая природная арка, с большим отрывом, — это мост Сяньжэнь в Китае, с пролетом в .
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 .
Береговая линия
На побережьях могут формироваться два различных типа арок, в зависимости от геологического строения. На дискордантных (несогласных) побережьях типы горных пород ориентированы под углом 90° к берегу. Волновое преломление концентрирует энергию волн на мысах, и арка образуется, когда пещеры пробивают мыс насквозь. Два примера таких арок – Лондонский мост в штате Виктория (Австралия) и остров Нилл в Андаманских островах (Индия). Когда эти арки в конечном итоге обрушиваются, формируются скальные столбы и основания. На конкордантных (согласных) побережьях типы горных пород простираются параллельно береговой линии, при этом слабые породы, такие как сланец, защищены более прочными породами, такими как известняк. Волновое воздействие вдоль конкордантных побережий пробивает прочные породы, а затем очень быстро разрушает слабые. Хорошими примерами такого типа арок являются Дёрдл-Дор и Стайр-Хоул рядом с бухтой Лулворт на юрском побережье Дорсета в южной Англии. Когда Стайр-Хоул в конечном итоге обрушится, он образует бухту.
Погодные дуги
Эрозия, вызванная погодными условиями, начинает формировать арки как глубокие трещины, проникающие в пласт песчаника. Эрозия внутри этих трещин разрушает обнаженные слои породы и расширяет поверхностные трещины, изолируя узкие песчаниковые стены, называемые останцами. Чередующиеся заморозки и оттаивание вызывают крошение и отслаивание пористого песчаника, и в конечном итоге прорезают некоторые останцы. Образующиеся отверстия увеличиваются до размеров арок благодаря обвалам и выветриванию. В конечном итоге арки обрушиваются, оставляя лишь контрфорсы, которые со временем также подвергнутся эрозии. Многие эрозионные арки можно найти в Национальном парке Арки, Национальном парке Каньонлендс и Национальном памятнике Гранд Стейрказ-Эскаланте (GSENM), все они расположены в южной части штата Юта, США.
Водные эрозии
Некоторые природные мосты могут выглядеть как арки, но они формируются в руслах потоков, которые вымывают и проникают в скалу. Арки, образованные воронками, формируются в результате химического выветривания, когда вода собирается в естественных углублениях и в конечном итоге прорезает слой ниже. Национальный памятник «Природные мосты» в штате Юта охраняет территорию вокруг трех крупных природных мостов, все из которых образовались в результате течения потоков через каньоны, самый большой из которых называется мостом Сипапу и имеет пролет 225 футов (69 м). Мост, давший название Национальному памятнику «Радужный мост», также был сформирован текущей водой, которая создала самый большой известный природный мост в Западном полушарии с пролетом 234 фута (71 м), согласно лазерным измерениям, проведенным в 2007 году. Мост Сяньжэнь, также известный как Мост Феи, в Гуанси, Китай, в настоящее время является крупнейшим в мире известным природным мостом с пролетом 400 футов (122 м), зафиксированным Обществом природных арок и мостов в октябре 2010 года с точностью ±15 футов (5 м).
Эрозия пещер
Природные мосты могут образовываться из естественных известняковых пещер, где обрушаются парные воронки, а между ними остается каменный гребень, с пещерным проходом, соединяющим воронку с воронкой. Как и все скальные образования, природные мосты подвержены непрерывной эрозии и в конечном итоге обрушатся и исчезнут. Примером этого является двойная викторианская береговая скальная формация, Лондонский мост, который потерял одну из арок после штормов, усиливших эрозию. Лунный холм в Яншуо, провинция Гуйчжоу, Китай, – пример арки, образованной остатком карстовой известняковой пещеры.
Арки для мостов на автомагистралях или железных дорогах
В нескольких местах мира люди используют природные арки в качестве транспортных мостов, по которым проходят шоссе или железные дороги. В Вирджинии американский маршрут 11 проходит через Natural Bridge (Естественный мост). Еще две дороги, проложенные через природные арки, находятся в Кентукки. Первая из них – арочная арка, образовавшаяся в результате эрозии известняка, расположена в государственном курортном парке Картер-Кевз и имеет мощеную дорогу на вершине. Вторая – песчаниковая арка, сформированная под воздействием погоды, с грунтовой дорогой на вершине – находится на окраине государственного парка "Натуральный мост" в Кентукки. Эта арка называется Аркой Уайтс-Бранч (также известной как Узкий проход), а дорога, проходящая через нее, обычно называется Узкой дорогой. В европейской деревне Поноареле в Румынии есть участок дороги под названием "Божий мост", длинный и широкий, проходящий над каменной аркой, высокой и толстой. Железная дорога из Лимы, Перу, пересекает реку Рио-Яули по естественному мосту вблизи 214,2-го километра, приближаясь к городу Ла-Ороя.