Onderzoekers leggen het mechanisme achter deze majestueuze natuurverschijnselen bloot.

Op veel plekken ter wereld zijn ze te bewonderen: hoge, puntige rotsformaties die lijken op versteende bomen of stalagmieten. Deze natuurverschijnselen zijn even majestueus als mysterieus, want niemand weet precies hoe deze ‘stenen bossen’ hun merkwaardige vorm hebben gekregen. In een nieuwe studie hebben onderzoekers echter gepoogd het mysterie te ontrafelen en leggen uit hoe deze scherp gepunte rotsen mogelijk ontstaan.

Scherpe punten
Zoals gezegd zijn rotsen met scherpe punten geen zeldzaamheid op de wereld. Denk aan de puntige, kalkstenen rotsen in China of de scherp gepunte rotspartijen in Madagaskar. “Dit werk onthult een mechanisme waarop deze scherpe punten, die al eeuwenlang verwondering oproepen, zijn ontstaan,” zegt onderzoeker Leif Ristroph. “Door middel van een reeks simulaties en experimenten laten we zien hoe stromend water deze pieken uitsnijdt.”


Voorbeeld van scherp gepunte rotspartijen. Afbeelding: Terraxplorer/Getty Images

Modellen
De mysterieuze stenen bossen zijn gedurende duizenden jaren gesmeed. Maar hoe precies? Om dit te achterhalen, gebruikten de onderzoekers wiskundige modellen en computersimulaties. En hieruit blijkt dat de rotsen niet in een punt worden geduwd, maar dat ze ontstaan door de oplossing van kalksteen in water (zie kader). Deze beïnvloeden de vloeistofstromen, die vervolgens weer het oplossingsproces versterken en zo steeds scherpere punten uit het kalksteen snijden.

Karstgebergte
De scherp gepunte rotsformaties worden aangeduid met de term ‘karst’. Hiermee worden alle verschijnselen bedoeld die te maken hebben met de oplossing van kalksteen in water. Karst komt voor in streken waar kalksteen aan het oppervlakte te vinden is en veroorzaakt enkele opvallende en bijzondere landschapsvormen. Het precieze mechanisme achter het ontstaan van deze prachtige landschappen was echter lange tijd een raadsel.

Om hun simulaties te testen, voerden de onderzoekers een aantal experimenten uit. Het team gebruikte hiervoor een suikerige substantie. Vervolgens dompelden ze dit suikerige blok onder in een tank met water. De onderzoekers ontdekten dat het blok niet gelijkmatig in het water wegsmolt, maar dat het geleidelijk werd geslepen tot punten. Opvallend genoeg hoefden de onderzoekers zelf geen waterstroom op gang te brengen. Doordat het suikerige blok langzaam zinkt, ontstaat er automatisch een stroming die vervolgens de slijting versterkt.


Bekijk in deze video het uitgevoerde experiment. Te zien is hoe een blok suiker oplost en er op die manier een reeks scherpe punten ontstaan.


Verklaard
De resulterende scherpe punten uit het experiment lijken verrassend veel op de punten die we ook in de stenen bossen in China en Madagaskar zien. Bovendien weerspiegelen de resultaten uit de experimenten die van de simulaties en ondersteunen daarmee de nauwkeurigheid van het model van de onderzoekers. En dus vermoedt het team dat dezelfde processen waarvan ze getuige waren in het laboratorium dus ook in de natuur voorkomen en verantwoordelijk zijn voor de scherp gepunte rotspartijen. Het betekent dat wanneer mineralen worden ondergedompeld in water dat zich later terugtrekt, er bijzondere, scherp gepunte rotspartijen en ‘stenen bossen’ ontstaan. Al vindt dit in de natuur natuurlijk over een veel langer tijdsbestek plaats. De studie verklaart hiermee in ieder geval wel het bijzondere mechanisme achter deze majestueuze natuurverschijnselen.

Dat onderzoekers er nu in zijn geslaagd om dit proces te doorgronden, is heel interessant voor de productie van bepaalde, puntige voorwerpen. Want volgens de onderzoekers kunnen de bevindingen helpen bij het ontwikkelen van nog scherpere micronaalden en sondes die nodig zijn voor wetenschappelijk onderzoek en medische procedures.