Teamets resultat, publicerade i tidskriften Physical Review Fluids, kastar ljus över en av de mest grundläggande frågorna inom geomorfologi:Hur får flodstenar sin karaktäristiskt släta, runda form?
Svaret, visar det sig, ligger i en kombination av faktorer, inklusive storleken och formen på stenarna, hastigheten och volymen på vattnet som strömmar över dem, och hur lång tid de spenderar på att studsa längs flodbädden.
"Vi ville förstå hur rundheten hos en sten utvecklas när den färdas nedströms", säger Ian Phillips, en forskare vid Institutet för geofysik (UTIG) vid University of Texas i Austin och huvudförfattare till studien. "Vi fann att rundheten ökar med avståndet berget färdas, men i en minskande hastighet."
Med andra ord börjar stenarna relativt kantiga och blir gradvis rundare när de färdas nedströms, men hastigheten med vilken de avrundas saktar ner när de blir jämnare.
Teamet utvecklade en matematisk modell som beskriver denna process och använde den för att simulera utvecklingen av stenens rundhet i en flod. Simuleringarna visade att en stens rundhet beror på ett antal faktorer, inklusive bergets storlek, form och densitet, samt vattnets hastighet och utsläpp.
"Vår modell ger ett nytt sätt att förstå hur flodklippor blir runda", säger medförfattaren Jeffrey Banks, professor i matematik vid University of Texas i Dallas. "Den kan användas för att förutsäga formen på stenar i en flod på vilken plats som helst, vilket kan vara användbart för att förstå historien om floden och landskapet den rinner igenom."
Teamets fynd kan också ha implikationer för att förstå hur sediment transporteras i floder och hur det påverkar formen på flodbäddar och det omgivande landskapet.
"Vårt arbete är ett första steg mot att förstå de komplexa processerna som formar flodklippor," sa Phillips. "Vi hoppas att vår modell kommer att inspirera framtida forskning om detta ämne och hjälpa oss att bättre förstå flodernas roll för att forma landskapet."
