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 samspelet mellan tre krafter:kraften från vattnet som strömmar över stenarna, kraften från stenarna som kolliderar med varandra och kraften från stenarna som maler mot flodbädden.
"Det här är ett problem som har studerats i århundraden, men ingen har någonsin kunnat komma med en fullständig matematisk beskrivning av hur det fungerar", säger Ian Walker, professor i geofysik vid University of Texas vid Austin's Jackson School of Geosciences och medförfattare till studien. "Vi är glada över att vara de första att göra det."
Teamets matematiska modell bygger på observationen att flodstenar ständigt bryts ner i mindre bitar av kraften från vattnet som strömmar över dem. Dessa mindre bitar kolliderar sedan med varandra och med flodbädden, vilket ytterligare bryter ner dem i ännu mindre bitar. Med tiden rundar denna process av nötning och nötning av stenarnas skarpa kanter och ger dem deras släta, runda form.
Teamets modell tar också hänsyn till det faktum att hastigheten med vilken stenar bryts ner beror på deras storlek och form. Större stenar är mer motståndskraftiga mot nötning än mindre stenar, och stenar med vassa kanter är mer benägna att gå sönder än stenar med släta kanter.
"Vår modell kan exakt förutsäga hastigheten med vilken flodklippor blir runda," sa Walker. "Detta är ett betydande framsteg i vår förståelse av de geomorfa processer som formar vår planets landskap."
Teamets resultat kan ha tillämpningar inom en mängd olika områden, inklusive teknik, geologi och miljövetenskap. Modellen kan till exempel användas för att designa effektivare stenkrossningsmaskiner eller för att förutsäga erosionshastigheten i flodbäddar.
"Vi är glada över de potentiella tillämpningarna av vår forskning," sade Walker. "Vi tror att det kan ha en betydande inverkan på ett antal olika områden."
