Proč jsou oblázky oválné a ne kulovité?

Oblázky na pláži mají všechny podobný tvar. Není divu, vznikají stejným způsobem, jsou všechny omývány stejnou vodou a působí na ně stejné fyzikální zákony. (délka blogu 8 min.)

Oblázky, které najdete v řece nebo na pláži, za sebou mají dlouhou cestu. Pochází z nějaké (zpravidla velmi vzdálené) skály, ze které se na počátku procesu uvolnily kusy materiálu. Ty pak s sebou odnesla tající voda případně se dostaly ze skály rovnou do mořského příboje. Při transportu po dně potoka nebo moře se pak v průběhu tisíců let ohladily až do konečné formy, kterou dnes můžeme obdivovat na březích. 

Proč ale oblázky nejsou kulovité? Když vznikají neustálým převalováním a ohlazováním vyčnívajících hran, neměly by končit jako pravidelná tělesa - koule? Při pohledu na pláž plnou oblázků je ale jasné, že těch kulovitých je jen minimum. 

Když se ulomí kousek materiálu ze skály, má jen velmi zřídka pravidelný tvar. Daleko pravděpodobnější je, že bude spíše podlouhlý. Jsou to právě tyto nepravidelnosti, které se spolu s fyzikálními zákony postarají o to, aby měly výsledné oblázky svůj typický tvar. 

Velikost oblázků

Na čerstvě ulomený kamínek působí gravitace Země a síla, kterou je schopen vyvinout proud tekoucí vody. Opravdu velké kameny se typickou rychlostí, jakou vyvine například voda v potoce nebo řece, unášet nedají, takže se k přenosu a následné abrazi do podoby oblázku hodí vždy jen kameny s daným maximálním rozměrem. 

Mořský příboj má samozřejmě větší “sílu”, takže na plážích se dají nalézt i poměrně velké oblázky z vulkanické horniny, které se do příboje dostaly přímo (zvětráváním skály) a bez pomoci řek. 

Na jejich tvar pak mají vliv dva různé procesy. 

Ohlazování kamenů - zplošťování

Když se kameny posunují po dně, na kterém leží svou plochou stranou (viz horní obrázek, kde plochá strana odpovídá rovině, ve které leží osy “a” a “b”) brousí se jeho spodní strana a tím se zkracuje osa “c”. Kámen se zplošťuje. Zplošťování kamene je tím rychlejší, čím rovnější (méně zakřivená) je spodní strana. 

Navíc se kupodivu rychleji zplošťují kameny, které mají znatelné rozdíly mezi délkou os “a” a “b”, tedy kameny, které jsou podlouhlé. Pokud má kámen naopak přibližně kruhový průřez v rovině os “a” a “b” - zplošťuje se pomaleji. 

Následně jsou kruhové oblázky zpravidla tlustší a tedy nejvíce podobné tomu, co bychom mohli nazvat koulí. Kulovité nejsou ale ani ony. 

Ohlazování kamenů při převracení

Kameny ovšem putují řekami nejen pomocí pouhého posouvání po dně. Pokud na kámen působí síly, které jsou schopné ho převrátit, způsobují fyzikální zákony takový otěr kamene, při kterém se poměry mezi osami “a” a “b” ustálí na hodnotě 0,75. 

Ani rotující kamínky pak nemají předpoklady, aby se staly kulovitými předměty. 

Pokud tedy najdete na pláži nebo na břehu řeky perfektně kulovitý kámen, je velice pravděpodobné, že byl stvořen lidskou rukou. Příroda totiž produkuje oválné a víceméně ploché útvary. 

Otázka pro čtenáře: Co myslíte, jaký tvar mají oblázky na Titanu (měsíci Saturnu)? Jeho gravitace je nižší, atmosférický tlak o polovinu vyšší než na Zemi a hustota jeho tekutého media odpovídá zhruba poloviční hustotě vody. 

Další zdroje: K. Winzer: On the formation of elliptic stones due to periodic water waves, Eur. Phys. J. B 86, 464 (2013); DOI: 10.1140/epjb/e2013-40745-3, doporučuji také tohle velice zajímavé shrnutí různých vědeckých prací https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2011.0562