Looduslikud kaared ja sillad, sambad, võlvid ja muud eksootilised liivakivimoodustised võluvad oma erakordse kuju ja absoluutselt arusaamatu stabiilsusega. Need on paljude teadlaste põlvkondade jaoks alati olnud üllatuseks ja uudishimuks ning tavalised inimesed võtsid neid kujusid iidsete tsivilisatsioonide või isegi tulnukate vahel "tervituste" jaoks. Üldiselt oli selge, et nende peamised arhitektid olid tuul, vesi ja päike, kuid kuni viimase ajani jäi nende mitte triviaalsete vormide põhjus saladuseks.
Esimese kindla eksperimentaalse ja teoreetilise uuringu erosioonimehhanismide kohta, mis on looduslike võlvide tekke aluseks, viisid kolm aastat tagasi läbi Praha Karli ülikooli matemaatikud. Nad leidsid, et kujundid tulenevad ainulaadsest liivaterade iseorganiseerumise protsessist liivakivikihtides. Teadlased oletasid, et looduslik erosioon eemaldab peamiselt rõhutamata materjali, mis on koormuse jaotuse osas "ebaefektiivne". Selle käitumise põhjus peitub kuiva hõõrdumise seaduses - mida tugevamalt suruvad materjali osakesed külgnevate materjalikihtide abil kokku, seda raskem on neid eraldada.
Skoltechi teadlasi paelus nende Praha kolleegide idee ja nad jätkasid selliste struktuuride tekkimise mehhanismide uurimist. Nad otsustasid erosiooni fenomeni vaadelda kui kuju optimeerimise protsessi (kuju optimeerimist kasutatakse nüüdisaegses tööstuses laialdaselt, kui insenerid ja arhitektid parandavad püstitatud konstruktsioonide kuju ja struktuuri, kus on vaja nii tugevust kui ka kerget kaalu). Ja siis lõid teadlased oma idee testimiseks matemaatilise programmi, mis kirjeldas tuule erosiooni protsessi, ja ehitasid selle abil liivakivikihi arvutimudeli abil kaare. Liivakivimudel koosnes paljudest peaaegu mitteseotud kuubikutest, mis mõjusid naabritele teatud jõuga. Kui see jõud ületas teatud väärtust, ei suutnud tuul "kuupi" oma kohalt liigutada,vastasel juhul kadus see reservuaarist teatud aja möödudes, vahendab RIA Novosti.
Selle mudeliga katsetades kinnitasid Venemaa teadlased oma Tšehhi kolleegide ideed ja paljastasid mitmed füüsikalised põhimõtted, mis selgitavad, kuidas sambad ja kaared sünnivad. Kõige üldisemal kujul näitasid nad, et tuul mängib omamoodi "arvuti" rolli, püüdes vormida liivakivikihti selliseks, et selle sees koguneb minimaalne elastse deformatsiooni energia kogus, eemaldades järk-järgult ja kogemata nõrgemad elemendid konstruktsioonist.
Esialgu kulgeb see protsess kiiresti, kuid pärast mitusada aastat, kui samba või kaare kuju läheneb juba ideaalile, aeglustub erosioon järsult, kuna peaaegu kõik "kuubikud" hakkavad suure jõuga üksteise külge kleepuma. Tänu sellele võivad tõelised mäekaared ja sambad eksisteerida miljoneid aastaid peaaegu puutumatul kujul.
Sellised järeldused on olulised mitte ainult inseneride ja geoloogide, vaid ka inimeste jaoks, kes otsivad maavälise elu jälgi. Nüüd, nagu rõhutavad vene matemaatikud, ei saa selliseid struktuure, mida võib näiteks Marsil avastada, põhimõtteliselt pidada maaväliste tsivilisatsioonide jälgedeks.
