Det behövs starka krafter och ett tålmodigt nötande för att vattnet ska göra ett hål genom klippan.

Du kanske har stått vid en fors någon gång och fascinerats av vattnets vilda lek. Det kastar sig hit och dit. Där forsarna är som vildast kan vattnet störta fram med en fart på upp till 200 kilometer i timmen. Det blir ett mycket högt tryck i vattnet då. På andra ställen kan det bli undertryck. Där kan mycket små vattenbubblor bli till vattenånga. Vattenmolekylerna tappar taget om varandra och blir till gas. När trycket i vattnet sedan ökar igen trycks bubblorna ihop. Det kan gå så fort att bubblorna imploderar. Alltså exploderar inåt.

Forsen slipar och hamrar

När bubblan kollapsar uppstår det en mycket stor kraft som slår mot underlaget. En liten chockvåg faktiskt. Det blir som tusentals spetsiga nålar som med stor kraft hamrar på klippan. Och får små smulor av berget att lossna. Fenomenet kallas kavitation. Sandkornen och ångbubblorna nöter bara lite i taget på berget. Men om vattnet forsar fram under lång tid, hinner det hända mycket. Även om bubblorna är med och sliter på berget är det dock slipmedlet som följer med i vattnet, som gör det mesta av jobbet. Tittar du ner i en jättegryta kan du ofta se att slipmedlet ligger kvar i botten. Sand, grus och småsten.

Slumpen avgör

Varför bildades det en jättegryta just här? Förr trodde man att en större sten som vattnet snurrat runt, runt sakta men säkert hade nött sig ner i berget, och skapat jättegrytan.

På senare tid har forskning visat att det inte är löpstenen som gör jobbet. För att en jättegryta ska bildas behövs en stark fors under lång tid. Slumpen avgör var jättegrytan skapas. Ja eller egentligen en svaghet i berget, ett ställe där vattnet kan ta tag i.

1. En svaghet i berget gör att en spricka eller en liten fördjupning bildas. Här får vattnet nåt att ta tag i.
2. Ytan nöts lite mer än runt ikring. Blir till en liten urgröpning.
3. När en grop bildats, kan sand, grus och småsten i vattnet nöta ännu mer.
4. Den påbörjade grytan blir djupare och djupare.

Bubblorna ställer till det

Kavitationen är ett känt fenomen inom tekniken. När exempelvis en ny propeller till en båt ska konstrueras behöver man ta hänsyn till kavitationen. Propellern behöver ha en form så att de här pyttesmå ångfyllda bubblorna inte bildas. Kavitationen nöter på propellerns blad och kan med tiden förstöra dem. Men vi kan också ha nytta av kavitationen. Det används inom tillverkning och läkekonst, till exempel för att ta bort njursten

1. Det starkt virvlande vattnet skapar bubblor fyllda med vattenånga.
2. Vattnets tryck gör att bubblan trycks ihop.
3. Det stora trycket plattar till bubblan och den blir konkav.
4. Bubblan kollapsar och en stor kraft, smal som en nål, skadar underlaget.
   

The power of bubbles

Strength and patience are necessary for water to make a hole through rock.

Perhaps you have stood beside a waterfall, fascinated by the wildness of the water. It throws itself here and there. Where the waters are wildest, they can move at speeds of up to 200 kilometres per hour. This means the water has a very high pressure. In other places pressure may be so reduced that tiny bubbles of water turn into water vapour. The water molecules have let go of each other and turned into gas. When water pressure increases, the bubbles are squeezed. This can happen so fast that the bubbles implode.

Rapids hammer and polish

When the bubble implodes, energy is released and hammers on the rock surface. A tiny shockwave. It is like thousands of needles beating hard on the rocks. They make small pieces fall off. This phenomenon is called cavitation. Grain of sand and vapour bubbles only erode rock a bit at a time. But when water flows for many, many years, it can have a huge effect. Even if the bubbles are part of what wears away the rock, it is the abradants in the water that do most of the work. If you look in the bottom of a giant’s kettle you can often see the abradants left in the bottom. Sand, gravel and pebbles.

Chance decides

Why did a giant’s kettle form here? People used to think that the water made a big pebble revolve, slowly but surely, so it wore down into the rock, creating a giant’s kettle. Recent research has shown that the pebble is not what erodes the rock. Water has to flow powerfully and for a long time to form a giant’s kettle. Chance decides where it is created. Or, actually, a weakness in the rock, a place where the water can take hold.

1. A weakness in the rock allows a crack or a small hollowto form. The water has something to grab onto.
2. This erodes faster than the surrounding rock. It makes a small hole.
3. Once a hole has formed, the sand, gravel and pebbles in the water can wear more rock away.
4. The giant’s kettle, gets deeper and deeper.

Bubble trouble

Cavitation is a well-known process in engineering. For example, engineers must think about cavitation when they design a new boat propeller. The propeller must be shaped so the tiny vapour bubbles do not form. Cavitation wears away the propeller blades and may eventually destroy them. Cavitation can also be useful. It is used in manufacturing and in medicine, for example for removing kidney stones.

1. The rapidly whirling water creates bubbles of water vapour.
2. The water pressure squeezes the bubble inward.
3. The huge pressure squashes the bubble, making it concave.
4. The bubble collapses and a huge force, as focused as a needle, damages the rock.

Sprudelnde Kraft

Es braucht viel Kraft und Noch mehr Zeit, um ein Loch in den Felsen zu schleifen.

Vielleicht hast du schon einmal an Stromschnellen das wilde Spiel des Wassers bewundert. Hierhin und dorthin wirft es sich. Wo es am wildesten ist, kann das Wasser mit über 200 km/h hinunterstürzen. Der Druck im Wasser wird dann sehr, sehr hoch. An anderen Orten hingegen kann Unterdruck entstehen. Dort können ganz kleine Wasserbläschen zu Wasserdampf werden. Die Wassermoleküle verlieren den Kontakt miteinander und werden gasförmig. Wenn dann der Druck im Wasser wieder steigt, werden die Bläschen zusammengepresst. Das kann so schnell gehen, dass die Bläschen implodieren. Also nach innen explodieren.

Stromschnellen schleifen und hämmern

Wenn die Bläschen kollabieren, entsteht eine enorme Kraft, die auf die Unterlage schlägt. Wie eine kleine Schockwelle. Es ist, als würden tausende von spitzen Nadeln mit grosser Wucht auf den Felsen hämmern. Dadurch werden kleine Körnchen vom Felsen gelöst. Diesen Vorgang nennt man Kavitation. Die Sandkörnchen und Wasserdampfbläschen scheuern nur nur jeweils ganz wenig am Felsen. Aber wenn das Wasser über sehr lange Zeit so herunterstürzt, kann es doch einiges bewirken.

Dabei ist es das „Schleifmittel“ im Wasser, das die Hauptarbeit leistet, auch wenn die Bläschen mithelfen, den Felsen zu bearbeiten. Wenn du in einen Gletschertopf hineinschaust, kannst du oft das Schleifmittel noch auf dem Grund des Topfes liegen sehen: Sand, Kies, kleine Steine.

Der Zufall entscheidet

Warum ist gerade hier ein Gletschertopf entstanden? Früher glaubte man, dass ein größerer Stein, der von Wasser ständig gedreht wurde, sich allmählich in das Gestein eingegraben und so den Gletschertopf ausgehöhlt hätte.

Neuere Forschung hat jedoch gezeigt, dass diese Mahlsteine nicht entscheidend sind. Damit ein Gletschertopf entsteht, braucht es kräftige Stromschnellen über lange Zeit hinweg. Wo genau ein Gletschertopf entsteht, entscheidet der Zufall. Oder eigentlich eine schwache Stelle im Gestein, wo das Wasser angreifen kann.

1. Eine schwache Stelle im Gestein bewirkt, dass ein Spalt oder eine kleine Vertiefung entsteht. Daran kann das Wasser angreifen.
2. Die Oberfläche wird hier etwas mehr abgetragen. Es entsteht eine kleine Aushöhlung
3. Sand, Kies und kleine Steinchender tragen zur Erweiterung der Aushöhlung bei.
   
4. Der entstehende Gletschertopf wird immer tiefer.

Kleine blasen – Grosse wirkung

Kavitation ist eine in der Technik bekannte Erscheinung. Wenn z. B. ein neuer Bootspropeller entworfen wird, muss man die Kavitation einberechnen.Der Propeller muss eine Form erhalten, die verhindert, dass winzig kleine, dampfgefüllte Bläschen entstehen. Denn die Kavitation würde die Propellerblätter abnutzen und mit der Zeit zerstören. Kavitation kann aber auch nützlich sein. Sie wird unter anderem in der Medizin genutzt, um Nierensteine zu entfernen.

1. Das stark verwirbelte Wasser lässt wasserdampfgefüllte Bläschen entstehen.
2. Der Druck des Wassers presst die Bläschen zusammen.
3. Die Bläschen werden zusammengedrückt und konkav.
4. Die Bläschen implodieren, und eine große Kraft, spitz wie eine Nadel, schädigt die Unterlage.
   

Text och illustrationer är publicerade med tillstånd av Länsstyrelsen Jämtlands län.

Illustration – essdesign .se.