Krasové procesy zvětrávání a krajiny

2567
Charles McCarthy

The kras, Kras nebo krasový reliéf, je forma topografie, jejíž původ je způsoben procesy zvětrávání rozpuštěním rozpustných hornin, jako je vápenec, dolomit a sádra. Tyto reliéfy se vyznačují podzemním odvodňovacím systémem s jeskyněmi a odtoky.

Slovo kras pochází z němčiny Kras, Slovo používané k označení italsko-slovinské oblasti Carso, kde se hojně vyskytují krasové tvary. Královská španělská akademie schválila použití obou slov „kras“ a „kras“ ve stejném smyslu.

Obrázek 1. Pohoří Anaga, Tenerife, Kanárské ostrovy, Španělsko. Zdroj: Jan Kraus přes flickr.com/photos/johny

Vápencové horniny jsou sedimentární horniny složené převážně z:

  • Kalcit (uhličitan vápenatý, CaCO3).
  • Magnezit (uhličitan hořečnatý, MgCO3).
  • Minerály v malém množství, které mění barvu a stupeň zhutnění horniny, jako jsou jíly (agregáty hydratovaných silikátů hliníku), hematit (minerál Fe železitýdvaNEBO3), křemen (minerál oxidu křemičitého SiOdva) a siderit (uhličitan železitý minerální FeCO3).

Dolomit je sedimentární hornina složená z minerálu dolomit, který je dvojitým uhličitanem vápníku a hořčíku CaMg (CO3)dva.

Sádra je hornina složená z hydratovaného síranu vápenatého (CaSO4.2HdvaO), který může obsahovat malé množství uhličitanů, jílu, oxidů, chloridů, oxidu křemičitého a anhydritu (CaSO4).

Rejstřík článků

  • 1 Krasové procesy zvětrávání
  • 2 Geomorfologie krasových reliéfů
    • 2.1 - Vnitřní kras nebo endokarstická úleva
    • 2.2 - Vnější kras, exokarstický nebo epigenický reliéf
  • 3 krasové útvary jako životní zóny
    • 3.1 Fotografické zóny v krasových útvarech
    • 3.2 Fauna a adaptace ve fotonické zóně
    • 3.3 Další omezující podmínky v krasových útvarech
    • 3.4 Mikroorganismy endokarstických zón
    • 3.5 Mikroorganismy exokarstických zón
  • 4 Krajiny krasových útvarů ve Španělsku
  • 5 Krajin krasových útvarů v Latinské Americe
  • 6 Reference

Krasové procesy zvětrávání

Chemické procesy tvorby krasu v zásadě zahrnují následující reakce:

  • Rozpouštění oxidu uhličitého (COdva) ve vodě:

COdva  + HdvaO → HdvaCO3

  • Disociace kyseliny uhličité (HdvaCO3) ve vodě:

HdvaCO3 + HdvaO → HCO3- + H3NEBO+

  • Rozpuštění uhličitanu vápenatého (CaCO3) útokem kyseliny:

Zloděj3  + H3NEBO+ → Cadva+ + HCO3- + HdvaNEBO

  • S výslednou celkovou reakcí:

COdva  + HdvaO + CaCO3 → 2HCO3- + ACdva+

  • Působení mírně kyselých vod nasycených oxidem uhličitým za vzniku disociace dolomitu a následného přispění uhličitanů:

CaMg (CO3)dva + 2HdvaO + COdva → CaCO3 + MgCO3 + 2HdvaO + COdva

Faktory nezbytné pro vzhled krasového reliéfu:

  • Existence vápencové skalní matrice.
  • Bohatá přítomnost vody.
  • Koncentrace COdva znatelné ve vodě; tato koncentrace se zvyšuje s vysokými tlaky a nízkými teplotami.
  • Biogenní zdroje COdva. Přítomnost mikroorganismů, které produkují COdva dýchacím procesem.
  • Dost času na působení vody na skálu.

Mechanismy pro rozpuštění hostitelské horniny:

  • Působení vodných roztoků kyseliny sírové (HdvaSW4).
  • Vulkanismus, kde lávové proudy tvoří trubkové jeskyně nebo tunely.
  • Fyzické erozivní působení mořské vody, která vytváří mořské nebo pobřežní jeskyně, v důsledku nárazu vln a podkopávání útesů.
  • Pobřežní jeskyně vytvořené chemickým působením mořské vody s neustálou solubilizací hostitelských hornin.

Geomorfologie krasových reliéfů

Krasový reliéf se může tvořit uvnitř nebo vně hostitelské skály. V prvním případě se tomu říká vnitřní kras, endokarstický nebo hypogenní reliéf a ve druhém případě vnější kras, exokarstický nebo epigenní reliéf.

Obrázek 2. Krasový reliéf v Covadonga, Asturias, Španělsko. Zdroj: M. Cristina Lima Bazán prostřednictvím https://www.flickr.com/photos/[e-mail chráněn] / 27435235767

-Vnitřní kras nebo endokarstická úleva

Proudy podzemní vody, které cirkulují v korytech uhlíkatých hornin, kopají vnitřní toky ve velkých skalách prostřednictvím procesů rozpouštění, které jsme zmínili..

V závislosti na vlastnostech drti vznikají různé formy vnitřního krasového reliéfu.

Suché jeskyně

Suché jeskyně se tvoří, když vnitřní vodní proudy opouštějí tyto kanály, které se prohrály skrz kameny..

Galerie

Nejjednodušší způsob, jak být vykopán vodou uvnitř jeskyně, je galerie. Galerie lze rozšířit tak, aby vytvářely „klenby“, nebo je lze zúžit a vytvářet „chodby“ a „tunely“. Mohou také tvořit „rozvětvené tunely“ a vodní toky zvané „sifony“..

Krápníky, stalagmity a sloupy

V době, kdy voda právě opustila svůj tok uvnitř skály, zbylé galerie zůstávají s vysokou vlhkostí, vyzařující kapky vody s rozpuštěným uhličitanem vápenatým..

Když se voda odpaří, uhličitan se vysráží do pevného stavu a objeví se útvary, které rostou ze země zvané „stalagmity“, a další útvary rostou visící ze stropu jeskyně, zvané „stalaktity“.

Když se krápník a stalagmit shodují ve stejném prostoru, spojují se a v jeskyních se vytváří „sloup“..

Děla

Když se střecha jeskyní zhroutí a zhroutí, vytvoří se „kaňony“. Tam, kde mohou proudit povrchové řeky, se tak objevují velmi hluboké zářezy a svislé stěny..

-Vnější kras, exokarstický nebo epigenický reliéf

Rozpuštění vápence vodou může propíchnout skálu na jejím povrchu a vytvořit dutiny nebo dutiny různých velikostí. Tyto dutiny mohou mít průměr několik milimetrů, velké dutiny o průměru několika metrů nebo trubkové kanály zvané „lapiaces“.

Jak se lapiaz dostatečně rozvíjí a vytváří depresi, objevují se další krasové tvary zvané „závrty“, „uvaly“ a „poljes“.

Dolinas

Závrt je prohlubeň s kruhovou nebo eliptickou základnou, jehož velikost může dosáhnout několika stovek metrů.

V závrtech se často hromadí voda, která rozpuštěním uhličitanů vyhloubí nálevku ve tvaru nálevky.

Hrozny

Když vyroste několik závrtů a spojí se s velkou depresí, vytvoří se „hroznový“.

Poljés

Když se vytvoří velká deprese s plochým dnem a rozměry v kilometrech, nazývá se to „poljé“.

Poljé je teoreticky nesmírný hrozen a uvnitř poljé jsou nejmenší krasové formy: uvalas a závrty..

V poljés je vytvořena síť vodních kanálů s umyvadlem, které ústí do podzemní vody.

Obrázek 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Podívejte se na lidi na levé straně obrázku, abyste zjistili velikost.) Zdroj: MatWr [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], z Wikimedia Commons

Krasové útvary jako životní zóny

V krasových útvarech existují mezikrystalové prostory, póry, klouby, zlomeniny, trhliny a potrubí, jejichž povrchy mohou být kolonizovány mikroorganismy.

Fotografické zóny v krasových útvarech

Na těchto površích krasových reliéfů se vytvářejí tři fotonické zóny v závislosti na průniku a intenzitě světla. Jedná se o tyto zóny:

  • Vstupní prostor: tato oblast je vystavena slunečnímu záření s každodenním cyklem osvětlení den-noc.
  • Soumraková zóna: střední fotopásma.
  • Temná zóna: oblast, kde světlo neproniká.

Fauna a adaptace ve fotonické zóně

Různé formy života a jejich adaptační mechanismy přímo korelují s podmínkami těchto fotonických zón.

Vstupní a soumrakové zóny mají přijatelné podmínky pro různé organismy, od hmyzu po obratlovce..

Tmavá zóna představuje stabilnější podmínky než povrchové zóny. Například není ovlivněna turbulencí větrů a udržuje prakticky konstantní teplotu po celý rok, ale tyto podmínky jsou extrémnější kvůli absenci světla a nemožnosti fotosyntézy..

Z těchto důvodů jsou oblasti hlubokého krasu považovány za chudé na živiny (oligotrofní), protože jim chybí primární fotosyntetizující producenti..

Další omezující podmínky v krasových útvarech

Kromě absence světla v endokarstických prostředích existují v krasových útvarech další omezující podmínky pro vývoj forem života.

Některá prostředí s hydrologickým připojením k povrchu mohou utrpět záplavy; pouštní jeskyně mohou zažít dlouhá období sucha a sopečné trubkové systémy mohou zažít obnovenou sopečnou činnost.

Ve vnitřních jeskyních nebo endogenních formacích může také nastat řada život ohrožujících stavů, jako jsou toxické koncentrace anorganických sloučenin; síra, těžké kovy, extrémní kyselost nebo zásaditost, smrtící plyny nebo radioaktivita.

Mikroorganismy endokarstických oblastí

Z mikroorganismů, které obývají endokarstické útvary, lze zmínit bakterie, archea, houby a také viry. Tyto skupiny mikroorganismů nepředstavují rozmanitost, kterou vykazují na povrchových stanovištích.

Mnoho geologických procesů, jako je oxidace železa a síry, amonifikace, nitrifikace, denitrifikace, anaerobní oxidace síry, redukce síranů (SO4dva-), metanová cyklizace (tvorba cyklických uhlovodíkových sloučenin z methanu CH4) jsou mimo jiné zprostředkovány mikroorganismy.

Jako příklady těchto mikroorganismů můžeme uvést:

  • Leptothrix sp., který ovlivňuje srážení železa v jeskyních Borra (Indie).
  • Bacillus pumilis izolován z jeskyní Sahastradhara (Indie), zprostředkující srážení uhličitanu vápenatého a tvorbu krystalů kalcitu.
  • Síra oxidující vláknité bakterie Thiothrix sp., found in Lower Kane cave, Wyomming (USA).

Mikroorganismy exokarstických zón

Některé exokrasové formace obsahují deltaproteobakterie spp., kyselé bakterie spp., Nitrospira spp. Y proteobakterie spp.

V hypogenních nebo endokarstických formacích lze nalézt druhy rodů: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium Y Firmicutes, mezi ostatními.

Krajiny krasových útvarů ve Španělsku

  • Park Las Loras označený jako světový geopark UNESCO, který se nachází v severní části Kastilie a Leónu.
  • Jeskyně Papellona, ​​Barcelona.
  • Ardales Cave, Malaga.
  • Jeskyně Santimamiñe, prázdná země.
  • Covalanas Cave, Cantabria.
  • Jeskyně La Haza v Kantábrii.
  • Údolí Miera, Cantabria.
  • Sierra de Grazalema, Cádiz.
  • Jeskyně Tito Bustillo, Ribadesella, Asturias.
  • Torcal de Antequera, Malaga.
  • Cerro del Hierro, Sevilla.
  • Macizo de Cabra, Subbética Cordobesa.
  • Přírodní park Sierra de Cazorla, Jaén.
  • Pohoří Anaga, Tenerife.
  • Masiv Larry v Navarře.
  • Údolí Rudrón, Burgos.
  • Národní park Ordesa, Huesca.
  • Sierra de Tramontana, Mallorca.
  • Kamenný klášter, Zaragoza.
  • Enchanted City, Cuenca.

Krajiny krasových útvarů v Latinské Americe

  • Jezera Montebello, Chiapas, Mexiko.
  • El Zacatón, Mexiko.
  • Dolinas z Chiapas, Mexiko.
  • Cenotes z Quintana Roo, Mexiko.
  • Jeskyně Cacahuamilpa, Mexiko.
  • Tempisque, Kostarika.
  • Jeskyně Roraima Sur, Venezuela.
  • Charles Brewer Cave, Chimantá, Venezuela.
  • La Danta System, Kolumbie.
  • Gruta da Caridade, Brazílie.
  • Cueva de los Tayos, Ekvádor.
  • Cura Knife System, Argentina.
  • Ostrov Matky Boží, Chile.
  • Formace El Loa, Chile.
  • Pobřežní oblast Cordillera de Tarapacá, Chile.
  • Formace Cutervo, Peru.
  • Pucará formace, Peru.
  • Jeskyně Umajalanta, Bolívie.
  • Formace Polanco, Uruguay.
  • Vallemí, Paraguay.

Reference

  1. Barton, H.A. a Northup, D.E. (2007). Geomikrobiologie v jeskynním prostředí: minulost, současnost a budoucnost. Journal of Cave and Karst Studies. 67: 27-38.
  2. Culver, D.C. a Pipan, T. (2009). Biologie jeskyní a jiných podzemních stanovišť. Oxford, Velká Británie: Oxford University Press.
  3. Engel, A.S. (2007). O biodiverzitě sulfidických krasových stanovišť. Journal of Cave and Karst Studies. 69: 187-206.
  4. Krajic, K. (2004). Jeskynní biologové objevili zakopaný poklad. Věda. 293: 2 378 2 381.
  5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. a Wang, k. (2018). Reakce mikrobiálního společenství půdy na pěstování trávy píce v degradovaných krasových půdách. Degradace a rozvoj půdy. 29: 4,262-4,270.
  6. doi: 10,1002 / ldr.3188
  7. Northup, D.E. a Lavoie, K. (2001). Geomikrobiologie jeskyní: Přehled. Geomikrobiologický deník. 18: 199-222.

Zatím žádné komentáře