- Karszt időjárási folyamatok
- A karszt dombormű megjelenéséhez szükséges tényezők :
- A gazdaszervezet kőzetének feloldódásának mechanizmusai :
- A karszt domborművek geomorfológiája
- - Belső karszt vagy endocarstic megkönnyebbülés
- Száraz barlangok
- Galériák
- Sztalaktitok, sztalagmitok és oszlopok
- ágyúk
- - Külső karszt, exokarstikus vagy epigenikus megkönnyebbülés
- töbrei
- szőlő
- Poljés
- A karszt formációk mint életzónák
- Fotikus zónák karsztos formációkban
- Fauna és adaptációk a fototikus zónában
- Egyéb korlátozó feltételek a karsztos formációkban
- Az endokarstikus területek mikroorganizmusai
- Az exokarstikus zónák mikroorganizmusai
- A karszt formációk tájak Spanyolországban
- A karsztos formációk tájak Latin-Amerikában
- Irodalom
A karszt, karszt vagy karszt dombormű a topográfia egyik formája, amelynek eredete az időjárási folyamatoknak köszönhető, mivel oldódik a mészkő, a dolomit és a gipsz. Ezeket a domborműveket egy föld alatti vízelvezető rendszer bemutatója jellemzi barlangokkal és csatornákkal.
A karszt szó a német karsztból származik, egy olyan szót használva, amely az olasz-szlovén Carso területre utal, ahol a karsztföldek sokaságban vannak. A Spanyol Királyi Akadémia jóváhagyta mind a "karszt", mind a "karszt" szavak használatát, azonos jelentéssel.
1. ábra: Anaga-hegység, Tenerife, Kanári-szigetek, Spanyolország. Forrás: Jan Kraus a flickr.com/photos/johny weboldalon keresztül
A mészkő kőzetek üledékes kőzetek, amelyek főleg az alábbiakból állnak:
- Kalcit (kalcium-karbonát, CaCO 3).
- Magnezit (magnézium-karbonát, MgCO 3).
- Kis mennyiségben ásványi anyagok, amelyek megváltoztatják a kőzet színét és tömörödésének fokát, például agyagok (hidratált alumínium-szilikátok aggregátumai), hematit (vas-oxid ásványi Fe 2 O 3), kvarc (szilícium-oxid ásvány SiO 2) és siderit (vas-karbonát ásvány, FeCO 3).
A dolomit egy üledékes kőzet, amely ásványi dolomitból áll, amely kettős kalcium- és magnézium-karbonát-CaMg (CO 3) 2.
A gipsz egy hidratált kalcium-szulfátból (CaSO 4. 2H 2 O) álló kőzet, amely kis mennyiségben tartalmazhat karbonátokat, agyagot, oxidokat, kloridokat, szilícium-dioxidot és anhidritt (CaSO 4).
Karszt időjárási folyamatok
A karsztképződés kémiai folyamatai alapvetően a következő reakciókat tartalmazzák:
- Szén-dioxid (CO 2) oldódása vízben:
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
- A szénsav (H 2 CO 3) disszociációja vízben:
H 2 CO 3 + H 2 O → HCO 3 - + H 3 O +
- A kalcium-karbonát (CaCO 3) oldódása savtámadással:
CaCO 3 + H 3 O + → Ca 2+ + HCO 3 - + H 2 O
- Az eredményül kapott teljes reakcióval:
CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → 2 HCO 3 - + Ca 2+
- Az enyhén savas szénsavas víz hatása, amely a dolomit disszociációját és azt követő karbonátok hozzájárulását eredményezi:
CaMg (CO 3) 2 + 2H 2 O + CO 2 → CaCO 3 + MgCO 3 + 2H 2 O + CO 2
A karszt dombormű megjelenéséhez szükséges tényezők :
- A mészkő szikla mátrix létezése.
- A víz bőséges jelenléte.
- A érzékelhető CO 2 koncentráció a vízben; ez a koncentráció növekszik magas nyomás és alacsony hőmérséklet mellett.
- Biogenikus CO 2 források. Mikroorganizmusok jelenléte, amelyek a CO 2 keresztül a légzés folyamatát.
- Elegendő idő a víznek a sziklára való hatására.
A gazdaszervezet kőzetének feloldódásának mechanizmusai :
- Az akció a vizes oldatok kénsav (H 2 SO 4).
- A vulkanizmus, ahol a láva folyik, cső alakú barlangokat vagy alagutakat alkot.
- A tengervíz fizikai eróziós hatása, amely tengeri vagy part menti barlangokat hoz létre a hullámok hatása és a sziklák aláásása miatt.
- Tengerparti barlangok, amelyeket a tengervíz kémiai hatása képez, a gazdag kőzetek állandó oldódásával.
A karszt domborművek geomorfológiája
A karszt dombormű kialakulhat a gazdaszerveren belül vagy kívül. Az első esetben belső karsztnak, endokarstikus vagy hipogén megkönnyebbülésnek, második esetben külső karsztnak, exokarstikus vagy epigenikus megkönnyebbülésnek nevezik.
2. ábra. A karszt domborműve Covadonga-ban, Asztúria, Spanyolország. Forrás: Mª Cristina Lima Bazán, a https://www.flickr.com/photos//27435235767 keresztül
- Belső karszt vagy endocarstic megkönnyebbülés
A széntartalmú kőzetek ágyain keringő föld alatti vízáramok a nagy sziklák belsejében ásják a fent említett oldódási folyamatok révén.
A súrolás jellemzőitől függően a belső karszt dombormű különféle formái származnak.
Száraz barlangok
Száraz barlangok akkor alakulnak ki, amikor a belső vízfolyások elhagyják ezeket a csatornákat, amelyek áthatoltak a sziklákon.
Galériák
A galéria a legegyszerűbb módja annak, hogy a víz egy barlangban ásjon be. A galériák kibővíthetők, hogy „boltozat” legyen, vagy szűkíthetők, és „folyosókat” és „alagutakat” alkotnak. „Elágazó alagutak” és „vízszintek” -nek nevezett vízlépcsők szintén kialakíthatók.
Sztalaktitok, sztalagmitok és oszlopok
Abban az időszakban, amikor a víz éppen egy szikla belsejében hagyta el a folyót, a fennmaradó galéria nagy nedvességtartalom alatt áll, oldott kalcium-karbonátos vízcseppekből kiürülve.
Amikor a víz elpárolog, a karbonát szilárd állapotban kicsapódik, és képződmények jelennek meg, amelyek a talajból nőnek, úgynevezett "sztalagmitoknak", és más képződmények lógnak a barlang mennyezetén, melyet úgynevezett "sztalaktitnak" neveznek.
Amikor a sztalaktit és a sztalagmit ugyanabban a térben találkoznak, egyesülve, egy "oszlop" alakul ki a barlangokban.
ágyúk
Amikor a barlangok teteje összeomlik és összeomlik, "kanyonok" alakulnak ki. Így nagyon mély vágások és függőleges falak jelennek meg, ahol a felszíni folyók folyhatnak.
- Külső karszt, exokarstikus vagy epigenikus megkönnyebbülés
A mészkő vízben történő feloldása áthatolhatja a sziklát a felületén, és különféle méretű üregeket vagy üregeket képezhet. Ezek az üregek lehetnek néhány milliméter átmérőjűek, nagyméretű, több méter átmérőjű üregek vagy cső alakú csatornák, amelyeket „lapiacesnak” neveznek.
Mivel a lapiaz kellően fejlődik és depressziót idéz elő, más karsztföld formájú formák jelennek meg, amelyek „sinkholes”, „uvalas” és „poljes” néven szerepelnek.
töbrei
A süllyesztő nyílás egy kör alakú vagy elliptikus alapú mélyedés , amelynek mérete elérheti több száz métert.
A mosogatólyukakban gyakran víz halmozódik fel, hogy a karbonátok feloldásával egy tölcsér alakú mosogatást ás ki.
szőlő
Amikor több mosogatólyuk nő és csatlakozik egy nagy depresszióhoz, "szőlő" képződik.
Poljés
Ha nagy, sima fenékű és kilométer méretű mélyedés alakul ki, akkor azt „poljé-nek” hívják.
A poljé elméletileg hatalmas szőlő, és a poljén belül vannak a legkisebb karszt formák: uvalák és mosogatólyukak.
A Poljés-ben vízcsatorna-hálózat alakul ki a felszín alatti vízbe ürülő mosogatóval.
3. ábra: Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Vegye figyelembe a kép bal oldalán lévõ embereket a méretre vonatkoztatás céljából). Forrás: MatWr, a Wikimedia Commonsból
A karszt formációk mint életzónák
A karsztképződményekben vannak szemcsék közötti terek, pórusok, ízületek, törések, repedések és csatornák, amelyek felületét mikroorganizmusok képesek kolonizálni.
Fotikus zónák karsztos formációkban
A karszt domborművek ezen felületein három fényzóna jön létre, a fény penetrációjától és erősségétől függően. Ezek a zónák:
- Bejárat: ezt a területet napi besugárzásnak teszik ki napi nappali és éjszakai világítási ciklussal.
- Twilight zone: középfotós zóna.
- Sötét terület: olyan terület, ahol a fény nem hatol be.
Fauna és adaptációk a fototikus zónában
Az élet különböző formái és alkalmazkodási mechanizmusaik közvetlenül összefüggenek ezen fototikus zónák körülményeivel.
A belépési és az alkonyatkörzet tolerálható körülményekkel rendelkezik számosféle organizmus számára, a rovaroktól a gerincesekig.
A sötét zóna stabilabb feltételeket mutat, mint a felszíni zónák. Például, a szél turbulenciája nem befolyásolja azt, és egész évben gyakorlatilag állandó hőmérsékletet tart fenn, de ezek a körülmények szélsőségesebbek a fény hiánya és a fotoszintézis lehetetlensége miatt.
Ezen okok miatt a mély karsztterületeket tápanyagokban szegénynek (oligotróf) tekintik, mivel nincsenek fotoszintetikus primer termelők.
Egyéb korlátozó feltételek a karsztos formációkban
Az endocarstikus környezetben a fény hiánya mellett a karszt formációkban az életformák kialakulására más korlátozó feltételek is vannak.
Néhány olyan környezetben, ahol a felülettel hidrológiai kapcsolat van, áradások szenvedhetnek; A sivatagi barlangok hosszú ideig tarthatnak az aszálytól, a vulkáni csőrendszerek pedig megújult vulkáni tevékenységeket tapasztalhatnak meg.
Belső barlangokban vagy endogén képződményekben különféle életveszélyes állapotok fordulhatnak elő, például a szervetlen vegyületek mérgező koncentrációi; kén, nehézfémek, extrém savasság vagy lúgosság, halálos gázok vagy radioaktivitás.
Az endokarstikus területek mikroorganizmusai
Az endocarstikus képződményekben élő mikroorganizmusok közül megemlíthetjük a baktériumokat, archaea, gombákat, és vannak vírusok is. Ezek a mikroorganizmus-csoportok nem képviselik azt a sokféleséget, amelyet a felszíni élőhelyekben mutatnak.
Számos geológiai folyamat, például vas- és kén-oxidáció, ammóniás, nitrifikáció, denitrifikáció, anaerob kén-oxidáció, szulfát redukciója (SO 4 2), metán ciklizálása (ciklikus szénhidrogén vegyületek képződése metánból a CH 4-ből) mások a mikroorganizmusok által közvetítik.
Ezen mikroorganizmusok példáiként említhetjük:
- Leptothrix sp., Amely vas csapadékot okoz a Borra barlangokban (India).
- A Sahastradhara-barlangokból (India) izolált Bacillus pumilis, kalcium-karbonát-csapadék és kalcitkristály képződés közvetítője.
- A rostos kén-oxidáló baktériumok Thiothrix sp., Alsó-kanei barlangban találhatók, Wyomming (USA).
Az exokarstikus zónák mikroorganizmusai
Néhány exokarst formáció deltaproteobacteria spp., Acidobacteria spp., Nitrospira spp. és proteobaktériumok spp.
A nemzetségek fajai: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium és Firmicutes, többek között hipogén vagy endokusztikus formációkban találhatók.
A karszt formációk tájak Spanyolországban
- A Castilla y León északi részén található Las Loras Park, amelyet az UNESCO világpopulációnak nevez ki.
- Papellona-barlang, Barcelona.
- Ardales-barlang, Málaga.
- Santimamiñe-barlang, üres ország.
- Covalanas-barlang, Cantabria.
- La Haza barlangjai, Kantabria.
- Miera-völgy, Cantabria.
- Sierra de Grazalema, Cádiz.
- Tito Bustillo-barlang, Ribadesella, Asztúria.
- Torcal de Antequera, Málaga.
- Cerro del Hierro, Sevilla.
- Cabif-hegy, a Cordobesa Subbética.
- Sierra de Cazorla Természeti Park, Jaén.
- Anaga-hegység, Tenerife.
- Larra-hegység, Navarra.
- Rudrón-völgy, Burgos.
- Ordesai Nemzeti Park, Huesca.
- Sierra de Tramontana, Mallorca.
- Piedra kolostor, Zaragoza.
- Elvarázsolt város, Cuenca.
A karsztos formációk tájak Latin-Amerikában
- Tavak Montebello, Chiapas, Mexikó.
- El Zacatón, Mexikó.
- Dolinas de Chiapas, Mexikó.
- Cenotes Quintana Roo, Mexikó.
- Cacahuamilpa barlangok, Mexikó.
- Tempisque, Costa Rica.
- Roraima Sur-barlang, Venezuela.
- Charles Brewer-barlang, Chimantá, Venezuela.
- La Danta System, Kolumbia.
- Gruta da Caridade, Brazília.
- Cueva de los Tayos, Ecuador.
- Cura Knife System, Argentína.
- Madre de Dios-sziget, Chile.
- Az El Loa megalakulása, Chile.
- A Cordillera de Tarapacá tengerparti területe, Chile.
- Cutervo-formáció, Peru.
- Pucará formáció, Peru.
- Umajalanta-barlang, Bolívia.
- Polanco-formáció, Uruguay.
- Vallemí, Paraguay.
Irodalom
- Barton, HA és Northup, DE (2007). Geomikrobiológia barlangkörnyezetben: múlt, jelen és jövőbeli kilátások. A Cave and Karst Studies folyóirat. 67: 27-38.
- Culver, DC és Pipan, T. (2009). A barlangok és más föld alatti élőhelyek biológiája. Oxford, Egyesült Királyság: Oxford University Press.
- Engel, AS (2007). A szulfid karszt élőhelyek biodiverzitásáról. A Cave and Karst Studies folyóirat. 69: 187-206.
- Krajic, K. (2004). A barlangbiológusok kinyitják az eltemetett kincset. Tudomány. 293: 2,378-2,381.
- Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. és Wang, k. (2018). A talaj mikrobiális közösségének reakciói a takarmány fű termesztésére degradált karszttalajokban. A talajromlása és fejlődése. 29: 4 262-4 270.
- doi: 10.1002 / ldr.3188
- Northup, DE és Lavoie, K. (2001). A barlangok geomikrobiológiája: áttekintés. Geomicrobiology Journal. 18: 199-222.