eroosio

Kuvan kivi on kuuluisuus: Árbol de Piedra, "Kivinen puu", joka sijaitsee Eduardo Avaroan suojelualueella Bolivian lounaisosassa lähellä Chilen rajaa.

Kyse on niin sanotusta tuulieroosiosta, eikä kyse ole vain suurella nopeudella vuosisatojen ajan puhaltavasta tuulesta, vaan myös tuulen mukana lentävästä hiekasta: hiekka hioo pitkän ajan kuluessa kiveä siten, että se muuttuu paikalla olevan ilmavirtauksen muotoiseksi.

Kuvan tapauksessa huomaa heti, että autiomaan pinnalla hiekkaa lentää enemmän kuin hieman korkeammalla, joten tuloksena on kummallisen näköinen sieni. 

Tuulieroosiota, eli eolista eroosiota on eniten kuivilla hiekkaisilla alueilla, joilla on hyvin vähän tuulta ja sen mukana lentävää hiekkaa hillitsevää kasvillisuutta sekä joilla on laajoja lakeuksia, joilla tuuli pääsee kunnolla puhaltamaan. Siis esimerkiksi aavikoilla. 

Itse asiassa monet hiekka-autiomaat ovat pääosin puhallettua kivikenttää, missä näkee hyvin ajan hampaan vaikutukset: kiviaines murenee pitkän ajan kuluessa eroosion vaikutuksesta pienemmiksi ja pienemmiksi hitusiksi, lopulta hiekaksi, ja se puolestaan auttaa rapauttamaan kallioita tuulen kanssa yhä enemmän.

Samoin monilla merten rannoilla on havaittavissa tuulieroosiota, mutta siellä myös vesi saa luonnollisesti aikaan eroosiota; näiden kummankin kalliota kuluttavan tekijän yhteisvaikutukset ovat myös hyvin jännän näköisiä – ja on hyvä aihe ihan omaan päivän kuvaansa joskus vastaisuudessa.

Merkkejä tuulieroosiosta on havaittu myös Marsin pinnalta, missä tosin eroosio on vähäisempää pienemmän ilman tiheyden vuoksi. Mutta vuosimiljoonien aikana puhaltavat hiekkamyrskyt ennättävät saamaan aikaan sielläkin myös eroosiota.

Päivitys / korjaus klo 15:30

Juttua kirjoittaessa kaksi kuvaa meni sekaisin, ja alun perin tekstin alussa kerrottiin Egyptissä sijaitsevasta tuurieroosiokivestä.

Kuvaksi valiutui kuitenkin jutun kirjoittamisen jälkeen bolivialainen kivi, mutta Egypti jäi edelleen tekstiin. Egytin "Valkoisessa erämaassa", Sahara el Beydassa, on varsin paljon tuulieroosion kaivertamia kiviä – kuten tämä:

Noin tuhat lipaisua, mikäli tuoreeseen tutkimukseen on uskominen. New Yorkin yliopiston ja Floridan valtionyliopiston tutkijat ovat selvitelleet kappaleiden muodonmuutoksia ja aineen liukenemista veden vaikutuksesta. Ongelmana on ollut se, että virtaus vaikuttaa kappaleen pintakerroksen käyttäytymiseen ja toisaalta pinnan jatkuva muovautuminen vaikuttaa virtaukseen.

Varsinainen kysymyksenasettelu ei koskenut makeisten syömistä ja niiden riittävyyttä, vaan liittyi kemian- ja lääketeollisuuteen. Niissä kiinteän aineen liukeneminen nesteeseen on usein keskeinen tekijä ja siksi siihen vaikuttavat prosessit on hyvä tuntea mahdollisimman yksityiskohtaisesti.

Tutkijat upottivat laboratoriossa kovia karkkeja virtaavaan veteen ja kuvasivat niiden vähittäistä hiipumista. He huomasivat, että liuetessaan makeinen omaksuu tietyn muodon, joka sitten säilyy – toki kaiken aikaa kutistuen – kunnes karkki on kokonaan kadonnut.

Syntyvään muotoon ei vaikuttanut makeisen alkuperäinen muoto eikä myöskään veden virtausnopeus. Liukenemisvauhti kuitenkin kasvaa suhteessa veden virtausnopeuden neliöjuureen.

Karkkien liukeneminen kuvattiin ja kuvien pohjalta tehtyjen mittausten avulla voitiin laatia malli siitä, miten virtaus muotoilee ja kuluttaa liukenevaa kappaletta.

Nyt saatuja tuloksia voidaan soveltaa myös geologiassa. Eroosio tuottaa usein epätavallisia maastonmuotoja, jotka ovat mahdollisesti selitettävissä kehitetyn mallin avulla. Samalla tuli selvitetyksi, kuinka kauan tikkari kestää.

Tutkimuksesta kerrottiin Newswise-sivustolla ja se on julkaistu Journal of Fluid Mechanics -lehdessä (maksullinen) 26. tammikuuta.