Procesy wietrzenia krasu i krajobrazy

3202
Basil Manning

Plik kras, Rzeźba krasowa lub krasowa to forma topografii, której powstanie jest wynikiem procesów wietrzenia przez rozpuszczanie rozpuszczalnych skał, takich jak wapienie, dolomit i gips. Te płaskorzeźby charakteryzują się przedstawieniem podziemnego systemu odwadniającego z jaskiniami i drenami.

Słowo kras pochodzi z języka niemieckiego Kras, Słowo używane w odniesieniu do włosko-słoweńskiego obszaru Carso, na którym występują liczne formy krasowe. Królewska Akademia Hiszpańska zatwierdziła użycie obu słów „kras” i „kras” o równoważnym znaczeniu.

Rysunek 1. Góry Anaga, Teneryfa, Wyspy Kanaryjskie, Hiszpania. Źródło: Jan Kraus via flickr.com/photos/johny

Skały wapienne to skały osadowe, na które składają się głównie:

  • Kalcyt (węglan wapnia, CaCO3).
  • Magnezyt (węglan magnezu, MgCO3).
  • Minerały w małych ilościach, które modyfikują kolor i stopień zagęszczenia skały, takie jak gliny (agregaty uwodnionych krzemianów glinu), hematyt (minerał tlenku żelaza FedwaLUB3), kwarc (mineralny tlenek krzemu SiOdwa) i syderyt (minerał węglanu żelaza FeCO3).

Dolomit to skała osadowa złożona z mineralnego dolomitu, który jest podwójnym węglanem wapnia i magnezu CaMg (CO3)dwa.

Gips to skała złożona z uwodnionego siarczanu wapnia (CaSO4.2HdwaO), który może zawierać niewielkie ilości węglanów, gliny, tlenków, chlorków, krzemionki i anhydrytu (CaSO4).

Indeks artykułów

  • 1 Procesy wietrzenia krasowego
  • 2 Geomorfologia reliefów krasowych
    • 2.1 -Wewnętrzny relief krasowy lub endokarstyczny
    • 2.2 -Zewnętrzny relief krasowy, egzokarstyczny lub epigeniczny
  • 3 Formacje krasowe jako strefy życia
    • 3.1 Strefy foticzne w utworach krasowych
    • 3.2 Fauna i adaptacje w strefie foto
    • 3.3 Inne warunki ograniczające w formacjach krasowych
    • 3.4 Mikroorganizmy stref endokarstycznych
    • 3.5 Mikroorganizmy stref egzokarstycznych
  • 4 Krajobrazy formacji krasowych w Hiszpanii
  • 5 Krajobrazy formacji krasowych w Ameryce Łacińskiej
  • 6 Odnośniki

Procesy wietrzenia krasowego

Procesy chemiczne tworzenia się krasu obejmują zasadniczo następujące reakcje:

  • Rozpuszczanie dwutlenku węgla (COdwa) w wodzie:

WSPÓŁdwa  + H.dwaO → H.dwaWSPÓŁ3

  • Dysocjacja kwasu węglowego (H.dwaWSPÓŁ3) w wodzie:

H.dwaWSPÓŁ3 + H.dwaO → HCO3- + H.3LUB+

  • Rozpuszczanie węglanu wapnia (CaCO3) przez atak kwasu:

Złodziej3  + H.3LUB+ → Cadwa+ + HCO3- + H.dwaLUB

  • W wyniku całkowitej reakcji:

WSPÓŁdwa  + H.dwaO + CaCO3 → 2HCO3- + ACdwa+

  • Działanie lekko kwaśnych wód gazowanych, powodujące dysocjację dolomitu i późniejszy udział węglanów:

CaMg (CO3)dwa + 2HdwaO + COdwa → CaCO3 + MgCO3 + 2HdwaO + COdwa

Czynniki niezbędne do wygląd rzeźby krasowej:

  • Istnienie matrycy wapiennej.
  • Obfita obecność wody.
  • Stężenie COdwa wyczuwalne w wodzie; to stężenie wzrasta wraz z wysokimi ciśnieniami i niskimi temperaturami.
  • Biogenne źródła COdwa. Obecność mikroorganizmów wytwarzających COdwa przez proces oddychania.
  • Wystarczająco dużo czasu na działanie wody na skałę.

Mechanizmy dla rozpuszczenie skały macierzystej:

  • Działanie wodnych roztworów kwasu siarkowego (H.dwapołudniowy zachód4).
  • Wulkanizm, w którym lawa płynie tworząc rurowe jaskinie lub tunele.
  • Fizyczne działanie erozyjne wody morskiej, które prowadzi do powstania morskich lub przybrzeżnych jaskiń, w wyniku oddziaływania fal i podkopywania klifów.
  • Przybrzeżne jaskinie powstałe w wyniku chemicznego działania wody morskiej, ze stałą solubilizacją skał macierzystych.

Geomorfologia reliefów krasowych

Relief krasowy może tworzyć się wewnątrz lub na zewnątrz skały macierzystej. W pierwszym przypadku nazywa się to reliefem krasowym wewnętrznym, endokarstycznym lub hipogenicznym, aw drugim reliefem zewnętrznym krasowym, egzokarstycznym lub epigenicznym.

Rysunek 2. Ulga krasowa w Covadonga, Asturia, Hiszpania. Źródło: Mª Cristina Lima Bazán via https://www.flickr.com/photos/[email protected] / 27435235767

-Wewnętrzny relief krasowy lub endokarstyczny

Podziemne prądy wodne, które krążą w warstwach skał węglowych, wykopują wewnętrzne warstwy w dużych skałach, poprzez procesy rozpuszczania, o których wspomnieliśmy..

W zależności od charakteru szlamu powstają różne formy wewnętrznej rzeźby krasowej.

Suche jaskinie

Suche jaskinie powstają, gdy wewnętrzne prądy wodne opuszczają te kanały, które wykopały skały..

Galerie

Najprostszym sposobem, aby woda w jaskini była wykopana przez wodę, jest galeria. Galerie można poszerzać, tworząc „sklepienia” lub zwężając je tworząc „korytarze” i „tunele”. Mogą również tworzyć „rozgałęzione tunele” i wypływy wody zwane „syfonami”.

Stalaktyty, stalagmity i kolumny

W okresie, gdy woda właśnie opuściła swój bieg w skale, na pozostałych chodnikach pozostawia się wysoki stopień wilgoci, wydzielając krople wody z rozpuszczonym węglanem wapnia..

Kiedy woda wyparowuje, węglan wytrąca się w stanie stałym i pojawiają się formacje, które wyrastają z ziemi zwane „stalagmitami”, a inne formacje wyrastają z sufitu jaskini, zwane „stalaktytami”..

Kiedy stalaktyt i stalagmit zbiegają się w tej samej przestrzeni, łącząc się, w jaskiniach tworzy się „kolumna”..

Armaty

Kiedy dach jaskiń zapada się i zapada, powstają „kaniony”. W ten sposób pojawiają się bardzo głębokie nacięcia i pionowe ściany, w których mogą krążyć rzeki na powierzchni..

-Zewnętrzna rzeźba krasowa, egzokarstyczna lub epigeniczna

Rozpuszczanie wapienia przez wodę może przebić skałę na jej powierzchni i utworzyć puste przestrzenie lub wnęki o różnych rozmiarach. Te wnęki mogą mieć kilka milimetrów średnicy, duże wnęki o średnicy kilku metrów lub rurowe kanały zwane „lapiaces”.

W miarę jak lapiaz rozwija się dostatecznie i generuje depresję, pojawiają się inne formy krasowe zwane „lejami krasowymi”, „uvalas” i „poljes”..

Dolinas

Lej to zagłębienie o okrągłej lub eliptycznej podstawie, którego wielkość może sięgać kilkuset metrów.

Często woda gromadzi się w lejach, które rozpuszczając węglany, wykopują lejkowaty zlew.

Winogrona

Kiedy kilka lejów wyrasta i łączy się w wielkie zagłębienie, powstaje „winogrono”.

Poljés

Kiedy tworzy się duże zagłębienie o płaskim dnie i wymiarach w kilometrach, nazywa się to „poljé”.

Poljé jest teoretycznie ogromnym winogronem, aw poljé znajdują się najmniejsze formy krasowe: uvalas i leje krasowe..

W poljés tworzy się sieć kanałów wodnych ze zlewem, który wpada do wód gruntowych.

Rysunek 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Wenezuela. (Obserwuj ludzi po lewej stronie obrazu, aby sprawdzić rozmiar). Źródło: MatWr [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], z Wikimedia Commons

Formacje krasowe jako strefy życia

W utworach krasowych występują przestrzenie międzykrystaliczne, pory, stawy, pęknięcia, szczeliny i kanały, których powierzchnie mogą być zasiedlane przez mikroorganizmy.

Strefy fotograficzne w utworach krasowych

Na tych powierzchniach reliefów krasowych generowane są trzy strefy foticzne w zależności od penetracji i intensywności światła. Te strefy to:

  • Obszar wejściowy: obszar ten jest narażony na promieniowanie słoneczne z dziennym cyklem oświetlenia w ciągu dnia i nocy.
  • Strefa mroku: strefa fotoelektryczna pośrednia.
  • Ciemna strefa: obszar, do którego nie przenika światło.

Fauna i adaptacje w strefie foto

Różne formy życia i ich mechanizmy adaptacyjne są bezpośrednio skorelowane z warunkami tych stref foticznych.

W strefach wejścia i zmierzchu panują znośne warunki dla różnych organizmów, od owadów po kręgowce..

Strefa ciemna prezentuje bardziej stabilne warunki niż strefy powierzchowne. Na przykład nie ma na nie wpływu turbulencja wiatrów i utrzymuje praktycznie stałą temperaturę przez cały rok, ale warunki te są bardziej ekstremalne ze względu na brak światła i niemożność fotosyntezy..

Z tych powodów głębokie obszary krasowe są uważane za ubogie w składniki odżywcze (oligotroficzne), ponieważ brakuje im fotosyntetyzujących pierwotnych producentów..

Inne warunki ograniczające w formacjach krasowych

Oprócz braku światła w środowiskach endokarstycznych, w formacjach krasowych istnieją inne warunki ograniczające rozwój form życia.

W niektórych środowiskach z połączeniami hydrologicznymi z powierzchnią mogą wystąpić powodzie; pustynne jaskinie mogą doświadczać długich okresów suszy, a systemy rur wulkanicznych mogą doświadczyć odnowionej aktywności wulkanicznej.

W wewnętrznych jaskiniach lub formacjach endogennych mogą również wystąpić różne warunki zagrażające życiu, takie jak toksyczne stężenia związków nieorganicznych; siarka, metale ciężkie, ekstremalna kwasowość lub zasadowość, śmiercionośne gazy lub radioaktywność.

Mikroorganizmy obszarów endokarstycznych

Wśród mikroorganizmów zasiedlających formacje endokarstyczne można wymienić bakterie, archeony, grzyby, a także wirusy. Te grupy mikroorganizmów nie wykazują różnorodności, jaką wykazują w siedliskach powierzchniowych.

Wiele procesów geologicznych, takich jak utlenianie żelaza i siarki, amonifikacja, nitryfikacja, denitryfikacja, beztlenowe utlenianie siarki, redukcja siarczanów (SO4dwa-), cyklizacja metanu (tworzenie cyklicznych związków węglowodorowych z metanu CH4) są między innymi za pośrednictwem mikroorganizmów.

Jako przykłady tych mikroorganizmów możemy przytoczyć:

  • Leptothrix sp., co powoduje wytrącanie się żelaza w jaskiniach Borra (Indie).
  • Bacillus pumilis izolowany z jaskiń Sahastradhara (Indie), pośredniczący w wytrącaniu się węglanu wapnia i tworzeniu kryształów kalcytu.
  • Bakterie nitkowate utleniające siarkę Thiothrix sp., znaleziony w jaskini Lower Kane, Wyomming (USA).

Mikroorganizmy stref egzokarstycznych

Niektóre formacje exokarst zawierają deltaproteobacteria spp., acidobacteria spp., Nitrospira spp. Y proteobakterie spp.

W formacjach hipogenicznych lub endokarstycznych można znaleźć gatunki z rodzajów: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium Y Firmicutes, pośród innych.

Krajobrazy formacji krasowych w Hiszpanii

  • Park Las Loras, wpisany na listę światowego geoparku UNESCO, położony w północnej części Kastylii i León.
  • Jaskinia Papellona, ​​Barcelona.
  • Jaskinia Ardales, Malaga.
  • Jaskinia Santimamiñe, pusty kraj.
  • Jaskinia Covalanas, Kantabria.
  • Jaskinie La Haza, Kantabria.
  • Miera Valley, Kantabria.
  • Sierra de Grazalema, Kadyks.
  • Jaskinia Tito Bustillo, Ribadesella, Asturia.
  • Torcal de Antequera, Malaga.
  • Cerro del Hierro, Sewilla.
  • Macizo de Cabra, Subbética Cordobesa.
  • Park przyrody Sierra de Cazorla, Jaén.
  • Góry Anaga, Teneryfa.
  • Masyw Larra, Navarra.
  • Rudrón Valley, Burgos.
  • Park Narodowy Ordesa, Huesca.
  • Sierra de Tramontana, Majorka.
  • Kamienny klasztor, Saragossa.
  • Zaczarowane Miasto, Cuenca.

Krajobrazy formacji krasowych w Ameryce Łacińskiej

  • Jeziora Montebello, Chiapas, Meksyk.
  • El Zacatón, Meksyk.
  • Dolinas z Chiapas w Meksyku.
  • Cenotes of Quintana Roo, Meksyk.
  • Jaskinie Cacahuamilpa, Meksyk.
  • Tempisque, Kostaryka.
  • Jaskinia Roraima Sur, Wenezuela.
  • Charles Brewer Cave, Chimantá, Wenezuela.
  • La Danta System, Kolumbia.
  • Gruta da Caridade, Brazylia.
  • Cueva de los Tayos, Ekwador.
  • System noży Cura, Argentyna.
  • Wyspa Matki Bożej, Chile.
  • Powstanie El Loa w Chile.
  • Obszar przybrzeżny Cordillera de Tarapacá, Chile.
  • Formacja Cutervo, Peru.
  • Formacja Pucará, Peru.
  • Jaskinia Umajalanta, Boliwia.
  • Formacja Polanco, Urugwaj.
  • Vallemí, Paragwaj.

Bibliografia

  1. Barton, H.A. i Northup, D.E. (2007). Geomikrobiologia w środowiskach jaskiń: przeszłe, obecne i przyszłe perspektywy. Journal of Cave and Karst Studies. 67: 27-38.
  2. Culver, D.C. i Pipan, T. (2009). Biologia jaskiń i innych siedlisk podziemnych. Oxford, Wielka Brytania: Oxford University Press.
  3. Engel, A.S. (2007). O różnorodności biologicznej siedlisk krasowych. Journal of Cave and Karst Studies. 69: 187-206.
  4. Krajic, K. (2004). Biolodzy jaskiniowi odkrywają zakopany skarb. Nauka. 293: 2,378-2,381.
  5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. i Wang, k. (2018). Reakcje społeczności drobnoustrojów glebowych na uprawę traw pastewnych w zdegradowanych glebach krasowych. Degradacja i rozwój gruntów. 29: 4,262-4,270.
  6. doi: 10.1002 / ldr.3188
  7. Northup, D.E. i Lavoie, K. (2001). Geomikrobiologia jaskiń: przegląd. Geomicrobiology Journal. 18: 199-222.

Jeszcze bez komentarzy