水滴下部高压气泡聚集能量
实际上,岩石的表面并不总是十分平整,因此即便是小雨滴撞击时,它也会在凹陷处形成强大的应力,冲击波会扩大并加深那些小的凹坑。

水滴冲击能量在凹陷处被放大
你可能会问,当石头表面的凹坑继续扩大,变成一个小水坑时,水滴就无法撞击到岩石表面了,它又是如何继续向下深挖的呢?当岩石表面形成小水坑,水滴不能直接撞击岩石,但它在冲击水面的同时会产生一个向下的横波,这个波同样将水滴的冲击能量传递到岩石表面,如果岩石表面有掉落下来的石英砂,这些小的砂粒会像砂纸一样打磨岩石,进而造成新的损伤。

冲击波将能量传递到水底
在寒冷的冬天,那些渗透到岩石缝隙里的水会结冰膨胀,膨胀的冰挤碎周围的岩石,进而加深其深度,扩大凹坑的范围。
水的化学侵蚀水滴的撞击、摩擦以及冰膨胀过程中的压裂都属于物理侵蚀,水滴石穿同时还是一个化学侵蚀。
石灰岩广泛应用于我们周围的建筑材料,其主要成分是由细小的碳酸钙和石英颗粒结合而成,它来源于远古时期海洋生物甲壳的沉积。
碳酸钙基本不溶于水,但它会与酸反应。当雨水中溶解有微量的二氧化碳时,水就变得更加酸性,这时候水里的碳酸就会与石灰岩中的碳酸钙发生化学反应生成可溶于水的碳酸氢钙:
CaCO₃ CO₂ H₂O → Ca(HCO₃)₂
碳酸氢钙被水冲走,在岩石表面留下的孔洞将加剧气蚀过程中的“空化”效应,使侵蚀加速。

溶洞的形成伴随着化学侵蚀
大自然许多鬼斧神工的景象都是石灰石被水流侵蚀“雕刻”而成的,这其中除了物理冲刷的作用外,起关键作用的还有溶解在水中的二氧化碳对碳酸钙的溶解。
总结:水流的侵蚀塑造了我们今天地球表面的地形地貌,但水滴石穿经常要靠人类的帮忙才能完成。
我们用屋檐将雨水聚拢在一起形成水流,这样水滴能够反复撞击下方岩石特定的范围;水滴撞击的瞬间,它的动能会通过高压气泡聚焦在岩石表面,其后的水滴会扩大岩石破损的表面;水滴能通过激波冲刷岩石,还能通过结冰膨胀来扩大岩石的缝隙。
水滴在通过物理的方法雕琢岩石的同时,还利用二氧化碳来溶解岩石,从而达到化学侵蚀的作用。
