Onderzoekers uit Rusland en de Tsjechische Republiek voerden numerieke modellering uit van natuurlijke rotsarcades met behulp van een wiskundig model dat een opeenvolging van bogen beschrijft die zich vormen als gevolg van verwering en vervolgens veranderen in rotspilaren zonder menselijke tussenkomst, ondanks hun opvallende gelijkenis met architecturale arcades. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Geomorfologie .

Een architecturale arcade is een opeenvolging van bogen van dezelfde vorm en grootte, elk ondersteund door pilaren. De Romeinen gebruikten veel arcades in aquaducten, viaducten, circussen, en amfitheaters, terwijl in de Middeleeuwen, Engelse en Italiaanse architecten gebruikten ze in kathedralen en open galerijen. Arcades zijn een architectonisch monument van Bologna in Italië. interessant, soortgelijke structuren zijn te vinden in de natuur, als getuigenis van de evolutie van rotsen door de eeuwen heen, gedreven door verwering en erosie.

Een groep wetenschappers van het Skoltech Center for Design, Manufacturing and Materials (CDMM) en Charles University (Tsjechië) hebben de processen gemodelleerd die leiden tot de vorming van rotsarcades als gevolg van erosie. De studie maakte gebruik van het rotserosiemechanisme dat eerder is beschreven door de Tsjechische en Skoltech-wetenschappers die die erosie in gesteente (zandsteen, graniet, kwartsiet, tufsteen, enz.) komt voor in gebieden met weinig stress. Er werd aangetoond dat arcades verschijnen in gebieden met discontinuïteiten, zoals scheuren of dunne lagen zachter gesteente.

"In niet-uniforme rots, erosie zorgt ervoor dat de spanning van het ene deel van het gesteente naar het andere verschuift, vormen regelmatig hogedrukgebieden. Terwijl de erosie voortduurt, bogen verschijnen langs het rotsoppervlak en de aangrenzende aangrenzende hogedrukgebieden verbinden zich tot een arcade, " legt Alexander Safonov uit, een assistent-professor bij Skoltech.

De studie toonde aan dat naarmate het erosiefront dieper de rots ingaat, binnenin worden verschillende rijen arcades gevormd. Een afname van het totale gewicht van de rots als gevolg van erosie vermindert de belasting op individuele bogen, wat kan leiden tot gedeeltelijke erosie van de arcades en hun evolutie tot colonnades.

Het model beschrijft zandstenen arcades en pilaren in de Tsjechische Republiek (Boheems Paradijs) en de Verenigde Staten (Arches National Park)), evenals bogen en kolommen in kustgebieden.