KARSTAS: ORO SĄLYGOS IR KRAŠTOVAIZDIS - APLINKA - 2025

Karsto , karsto arba karsto reljefas, yra topografijos, kurio kilmė yra dėl to, atmosferos procesus tirpinant tirpių akmenis wapieniach, dolomitų ir gipso forma. Šie reljefai pasižymi požeminės drenažo sistemos su urvais ir kanalizacijomis pateikimu.

Žodis „karstas“ yra kilęs iš vokiečių „karsto“. Šis terminas vartojamas Italijos ir Slovėnijos regionui „Carso“, kur gausu karsto žemės paviršiaus formų. Ispanijos karališkoji akademija patvirtino abiejų žodžių „karstas“ ir „karstas“ vartojimą, turinčius lygiavertę reikšmę.

1 pav. Anagos kalnai, Tenerifė, Kanarų salos, Ispanija. Šaltinis: Janas Krausas per flickr.com/photos/johny

Klintinės uolienos yra nuosėdinės uolienos, kurias daugiausia sudaro:

• Kalcitas (kalcio karbonatas, CaCO ₃ ).
• Magnezitas (magnio karbonatas, MgCO ₃ ).
• Mineralai nedideliais kiekiais, kurie keičia uolienų spalvą ir tankinimo laipsnį, pavyzdžiui, molis (hidratuoto aliuminio silikatų užpildai), hematitas (geležies oksido mineralas Fe ₂ O ₃ ), kvarcas (silicio oksido SiO ₂ mineralas ). ir sideritas (geležies karbonato mineralas FeCO ₃ ).

Dolomitas yra nuosėdinė uoliena, sudaryta iš mineralinio dolomito, kuris yra dvigubas kalcio ir magnio karbonatas CaMg (CO ₃ ) ₂ .

Gipsas yra uoliena, sudaryta iš hidrato kalcio sulfato ( CaSO _4. 2H ₂ O), kuriame gali būti nedideli karbonatų, molio, oksidų, chloridų, silicio dioksido ir anhidrito (CaSO ₄ ) kiekiai .

Karstinės oro sąlygos

Cheminiai karsto formavimosi procesai iš esmės apima šias reakcijas:

• Tirpinantis anglies dioksidą (CO ₂ ) vandenyje:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

• Angliarūgšties (H ₂ CO ₃ ) disociacija vandenyje:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

• Kalcio karbonato (CaCO ₃ ) tirpinimas rūgštimi:

CaCO ₃ + H ₃ O ⁺ → Ca ²⁺ + HCO ₃ ^- + H ₂ O

• Su visa reakcija:

CO ₂ + H ₂ O + CaCO ₃ → 2HCO ₃ ^- + Ca ²⁺

• Šiek tiek rūgščių gazuotų vandenų poveikis, sukeliantis dolomito disociaciją ir vėlesnį karbonatų indėlį:

CaMg (CO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + CO ₂ → CaCO ₃ + MgCO ₃ + 2H ₂ O + CO ₂

Karsto reljefo atsiradimui būtini veiksniai :

• Kalkakmenio uolienų matricos egzistavimas.
• Gausus vandens buvimas.
• Pastebima CO ₂ koncentracija vandenyje; ši koncentracija padidėja esant aukštam slėgiui ir žemai temperatūrai.
• Biogeniniai CO ₂ šaltiniai . Mikroorganizmų, kurie kvėpavimo metu gamina CO _2, buvimas .
• Pakankamas laikas vandens veikimui ant uolos.

Pagrindinės uolienos tirpinimo mechanizmai :

• Vandeninių tirpalų sieros rūgšties veiksmų (H ₂ SO ₄ ).
• Vulkanizmas, kuriame teka lava, sudaro vamzdinius urvus ar tunelius.
• Jūros vandens, kuris sukuria jūrų ar pakrančių urvus, fizinis erozinis poveikis dėl bangų poveikio ir kliūčių uolienoms.
• Pakrantės urvai, susiformavę chemiškai veikiant jūros vandeniui, nuolat tirpstant pagrindinėms uolienoms.

Karstų reljefų geomorfologija

Karstinis reljefas gali susidaryti iš pagrindinės uolos arba už jos ribų. Pirmuoju atveju tai vadinama vidiniu karstu, endokarstiniu ar hipogeniniu reljefu, antruoju atveju - išoriniu karstu, egzokarstiniu ar epigeniniu reljefu.

2 pav. Karstinis reljefas Kovadongoje, Asturijoje, Ispanijoje. Šaltinis: Mª Cristina Lima Bazán per https://www.flickr.com/photos//27435235767

-Vidaus karstas arba endokarstinis palengvėjimas

Požeminės vandens srovės, cirkuliuojančios angliarūgščių uolienų sluoksniuose, per mūsų minėtus tirpimo procesus kasinėja didelių tvenkinių vidinius takus.

Atsižvelgiant į ryklio ypatybes, atsiranda skirtingos vidinio karsto reljefo formos.

Sausi urvai

Sausi urvai susidaro, kai vidiniai vandens srautai palieka šiuos kanalus, išraižytus per uolienas.

Galerijos

Paprasčiausias būdas būti iškastam vandens urvo viduje yra galerija. Galerijos gali būti išplėstos, kad sudarytų „skliautus“, arba jas galima susiaurinti ir sudaryti „koridorius“ bei „tunelius“. Taip pat gali būti formuojami „išsišakoję tuneliai“ ir vandens pakilimai, vadinami „sifonais“.

Stalaktitai, stalagmitai ir kolonos

Tuo metu, kai vanduo ką tik iškrito iš upelio, likusiose galerijose yra didelis drėgmės laipsnis, išsiskiriantys vandens lašeliai su ištirpusiu kalcio karbonatu.

Kai vanduo išgaruoja, karbonatas nusėda į kietą būseną ir susidaro formacijos, kurios auga iš žemės ir vadinamos „stalagmitais“, o kitos formacijos auga kabant nuo olos lubų, vadinamų „stalaktitais“.

Kai stalaktitas ir stalagmitas susitinka toje pačioje erdvėje, susijungdami, olose susidaro „kolona“.

Patrankos

Kai urvų stogas griūva ir griūva, susidaro „kanjonai“. Taigi susidaro labai gilūs pjūviai ir vertikalios sienos, kur gali tekėti paviršinės upės.

-Išorinis karstas, egzocarstinis ar epigeninis reljefas

Tirpstant kalkakmeniui, vanduo gali pramušti akmenį jo paviršiuje ir sudaryti įvairaus dydžio tuštumas ar ertmes. Šios ertmės gali būti kelių milimetrų skersmens, didelių ertmių - kelių metrų skersmens arba vamzdinių kanalų, vadinamų „lapijomis“.

Kadangi lapiazas pakankamai išsivysto ir sukelia depresiją, atsiranda kitų karstinių sausumos formų, vadinamų „smegduobėmis“, „uvalomis“ ir „poljesėmis“.

Dolinas

Kriauklė yra įdubimas, turintis apvalią ar elipsinę formą , kurios dydis gali siekti kelis šimtus metrų.

Dažnai smegduobėse kaupiasi vanduo, kuris, tirpindamas karbonatus, iškasa piltuvo formos kriauklę.

Vynuogės

Kai užauga kelios smegduobės ir įsilieja į didelę depresiją, susidaro „vynuogė“.

Poljés

Kai susidaro didelis įdubimas su plokščiu dugnu ir matmenys kilometrais, jis vadinamas „polje“.

Polje teoriškai yra didžiulė vynuogė, o polje yra mažiausios karsto formos: uvalos ir smegduobės.

Poljés mieste suformuotas vandens kanalų tinklas su kriaukle, kuri išleidžiama į požeminius vandenis.

3 pav. „Cueva del Fantasma“, „Aprada-tepui“, Venesuela. (Stebėkite žmones kairėje vaizdo pusėje, norėdami sužinoti apie dydį). Šaltinis: „MatWr“, iš „Wikimedia Commons“

Karstinės formacijos kaip gyvenimo zonos

Karstinėse formacijose yra tarpląstelinės erdvės, poros, jungtys, lūžiai, įtrūkimai ir ortakiai, kurių paviršius gali būti kolonizuotas mikroorganizmų.

Fizinės zonos karsto formacijose

Šiuose karsto reljefo paviršiuose, atsižvelgiant į šviesos skvarbumą ir intensyvumą, sukuriamos trys foto zonos. Šios zonos yra:

• Įėjimo zona: ši sritis yra veikiama saulės spindulių, apšviečiant dienos ir nakties ciklą.
• Prieblandos zona: tarpinė foto zona.
• Tamsi sritis: sritis, kur šviesa neprasiskverbia.

Fauna ir adaptacijos fotozėje

Skirtingos gyvenimo formos ir jų adaptacijos mechanizmai yra tiesiogiai koreliuojami su šių foto zonų sąlygomis.

Įėjimo ir prieblandos zonose yra toleruotinos sąlygos įvairiems organizmams, pradedant vabzdžiais ir baigiant stuburiniais.

Tamsi zona pateikia stabilesnes sąlygas nei paviršutiniškos zonos. Pavyzdžiui, jo nepaveikia vėjo turbulencija ir jis palaiko praktiškai pastovią temperatūrą visus metus, tačiau šios sąlygos yra ekstremalios dėl šviesos nebuvimo ir fotosintezės neįmanoma.

Dėl šių priežasčių laikoma, kad gilios karsto zonos turi mažai maistinių medžiagų (oligotrofinės), nes jose trūksta pirminių fotosintezės gamintojų.

Kitos ribinės sąlygos karsto formacijose

Be to, kad endokarstinėje aplinkoje nėra šviesos, karsto formacijose yra ir kitų ribojančių sąlygų gyvybės formoms vystytis.

Kai kurios aplinkos, turinčios hidrologinį ryšį su paviršiumi, gali nukentėti potvyniai; dykumos urvai gali patirti ilgą sausros periodą, o ugnikalnių kanalėlių sistemos gali patirti atnaujintą ugnikalnių aktyvumą.

Vidiniuose urvuose ar endogeninėse formacijose taip pat gali atsirasti įvairių gyvybei pavojingų būklių, tokių kaip toksinė neorganinių junginių koncentracija; sieros, sunkiųjų metalų, ypatingo rūgštingumo ar šarmingumo, mirtinų dujų ar radioaktyvumo.

Endokarstinių sričių mikroorganizmai

Tarp mikroorganizmų, kurie gyvena endokarstinėse formacijose, galime paminėti bakterijas, archają, grybelius, taip pat yra virusų. Šios mikroorganizmų grupės neparodo įvairovės, kurią jos demonstruoja paviršinėse buveinėse.

Daug geologinių procesai, tokie kaip geležies ir sieros oksidacija, ammonification, nitrifikaciją, denitrifikaciją, anaerobinio sieros oksidacija, sumažinimo sulfato (SO ₄ ^2- ), metano vykstančia ciklizacija (formavimas ciklinių angliavandenilių junginių iš metano CH ₄ ), tarp kiti yra tarpinami mikroorganizmų.

Kaip šių mikroorganizmų pavyzdžius galime paminėti:

• Leptothrix sp., Kuris daro įtaką geležies krituliams Borros olose (Indija).
• Bacillus pumilis, išskirtas iš Sahastradhara urvų (Indija), tarpininkaujant kalcio karbonato krituliams ir kalcito kristalų susidarymui.
• Gijinės sieros oksiduojančios bakterijos Thiothrix sp., Rastos Žemutinio Kane oloje, Vajominge (JAV).

Eksokarstinių zonų mikroorganizmai

Kai kuriose egzotinėse formose yra deltaproteobakterijų spp. , Acidobacteria spp., Nitrospira spp. ir proteobakterijos spp.

Genčių rūšys: Epsilonproteobakterijos, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium ir Firmicutes, be kita ko, gali būti randamos hipogeninėse ar endokritinėse formacijose.

Karstinių formacijų kraštovaizdžiai Ispanijoje

• Las Loras parkas, UNESCO paskelbtas Pasaulio geoparku, esantis šiaurinėje Kastilijos ir Leono dalyje.
• Papellonos urvas, Barselona.
• Ardaleso urvas, Malaga.
• Santimamiñe urvas, tuščia šalis.
• Covalanas urvas, Kantabrija.
• La Haza urvai, Kantabrija.
• Miera slėnis, Kantabrija.
• Siera de Grazalema, Cádiz.
• Tito Bustillo urvas, Ribadesella, Asturias.
• Torcal de Antequera, Malaga.
• Cerro del Hierro, Sevilija.
• „Macizo de Cabra“, „Cordoba Subbética“.
• Sierra de Cazorla gamtos parkas, Jaén.
• Anagos kalnai, Tenerifė.
• Laros masyvas, Navara.
• Rudrono slėnis, Burgosas.
• Ordesos nacionalinis parkas, Huesca.
• Sierra de Tramontana, Maljorka.
• Pradros vienuolynas, Saragosa.
• Užburtas miestas, Kuenka.

Karstinių formacijų peizažai Lotynų Amerikoje

• Montebello ežerai, Čiapas, Meksika.
• El Zacatón, Meksika.
• Dolinas de Čiapas, Meksika.
• Cenintos Quintana Roo, Meksikoje.
• Cacahuamilpa grotos, Meksika.
• Tempisque, Kosta Rika.
• Roraima Sur urvas, Venesuela.
• Karolio alaus daryklos urvas, Chimantá, Venesuela.
• „La Danta System“, Kolumbija.
• Gruta da Caridade, Brazilija.
• Cueva de los Tayos, Ekvadoras.
• „Cura Knife System“, Argentina.
• Madre de Dios sala, Čilė.
• „El Loa“ formavimas, Čilė.
• Kordiljeros de Tarapacá pakrantės zona, Čilė.
• Cutervo formavimas, Peru.
• Pucará formavimas, Peru.
• Umajalantos urvas, Bolivija.
• Polanco formavimas, Urugvajus.
• Vallemí, Paragvajus.

Nuorodos

1. Bartonas, HA ir „Northup“, DE (2007). Geomikrobiologija urvų aplinkoje: praeities, dabarties ir ateities perspektyvos. Žurnalas apie urvo ir karsto tyrimus. 67: 27-38.
2. Culveris, DC ir Pipan, T. (2009). Urvų ir kitų požeminių buveinių biologija. Oksfordas, JK: „Oxford University Press“.
3. „Engel“, AS (2007). Dėl sulfidinių karsto buveinių biologinės įvairovės. Žurnalas apie urvo ir karsto tyrimus. 69: 187-206.
4. Krajičius, K. (2004). Urvų biologai iškasė palaidotą lobį. Mokslas. 293: 2,378-2,381.
5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. ir Wang, k. (2018 m.). Dirvožemio mikrobų bendruomenės reakcija į pašarinių žolių auginimą degradavusiuose karsto dirvožemiuose. Žemės degradacija ir plėtra. 29: 4,262-4,270.
6. doi: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, DE ir Lavoie, K. (2001). Urvų geomikrobiologija: apžvalga. Geomikrobiologijos žurnalas. 18: 199–222.