Karst väderprocesser och landskap

2727
Basil Manning

De karst, Karst eller karstrelief, är en form av topografi vars ursprung beror på processer av vittring genom upplösning av lösliga bergarter som kalksten, dolomit och gips. Dessa reliefer kännetecknas av att man presenterar ett underjordiskt dräneringssystem med grottor och avlopp.

Ordet karst kommer från tyska Karst, Ett ord som används för att hänvisa till det italiensk-slovenska området Carso, där karstlandformer finns i överflöd. Den kungliga spanska akademin godkände användningen av båda orden "karst" och "karst", med motsvarande betydelse.

Figur 1. Anagabergen, Teneriffa, Kanarieöarna, Spanien. Källa: Jan Kraus via flickr.com/photos/johny

Kalkstenar är sedimentära bergarter som huvudsakligen består av:

  • Kalcit (kalciumkarbonat, CaCO3).
  • Magnesit (magnesiumkarbonat, MgCO3).
  • Mineraler i små mängder som modifierar bergets färg och komprimeringsgrad, såsom leror (aggregat av hydratiserade aluminiumsilikater), hematit (järnoxidmineral FetvåELLER3), kvarts (kiseloxidmineral SiOtvå) och siderit (järnkarbonatmineral FeCO3).

Dolomit är en sedimentär sten som består av mineralet dolomit, vilket är dubbelt karbonat av kalcium och magnesium CaMg (CO3)två.

Gips är en sten som består av hydratiserat kalciumsulfat (CaSO)4.2HtvåO), som kan innehålla små mängder karbonater, lera, oxider, klorider, kiseldioxid och anhydrit (CaSO4).

Artikelindex

  • 1 Karst-väderprocesser
  • 2 Geomorfologi av karstreliefer
    • 2.1 -Intern karst eller endokarstisk lättnad
    • 2.2 -Extern karst, exokarstisk eller epigenisk lättnad
  • 3 Karst-formationer som livzoner
    • 3.1 Fotzoner i karstformationer
    • 3.2 Fauna och anpassningar i den fotiska zonen
    • 3.3 Andra begränsande förhållanden i karstformationer
    • 3.4 Mikroorganismer i de endokarstiska zonerna
    • 3.5 Mikroorganismer i exokarstiska zoner
  • 4 landskap av karstformationer i Spanien
  • 5 Landskap av karstformationer i Latinamerika
  • 6 Referenser

Karst-väderprocesser

De kemiska processerna för karstbildning innefattar i princip följande reaktioner:

  • Upplösningen av koldioxid (COtvå) i vatten:

COtvå  + HtvåO → HtvåCO3

  • Dissociationen av kolsyra (HtvåCO3) i vatten:

HtvåCO3 + HtvåO → HCO3- + H3ELLER+

  • Upplösningen av kalciumkarbonat (CaCO3) genom syraattack:

Tjuv3  + H3ELLER+ → Catvå+ + HCO3- + HtvåELLER

  • Med en resulterande total reaktion:

COtvå  + HtvåO + CaCO3 → 2HCO3- + ACtvå+

  • Verkan av svagt surt kolsyrat vatten, vilket producerar dolomitens dissociation och efterföljande bidrag av karbonater:

CaMg (CO3)två + 2HtvåO + COtvå → CaCO3 + MgCO3 + 2HtvåO + COtvå

Faktorer som är nödvändiga för utseende av karstrelief:

  • Förekomsten av en kalkstenmatris.
  • Den rikliga närvaron av vatten.
  • CO-koncentrationtvå märkbar i vatten; denna koncentration ökar med höga tryck och låga temperaturer.
  • Biogena källor till COtvå. Förekomst av mikroorganismer som producerar COtvå genom andningsprocessen.
  • Tillräckligt med tid för vattnet på klippan.

Mekanismer för upplösning av värdrock:

  • Verkan av vattenlösningar av svavelsyra (HtvåSW4).
  • Vulkanism, där lavaströmmar bildar rörformiga grottor eller tunnlar.
  • Fysisk erosiv verkan av havsvatten som producerar marina eller kustgrottor på grund av påverkan av vågor och undergrävning av klippor.
  • Kustgrottor bildade av kemisk påverkan av havsvatten, med konstant solubilisering av värdstenar.

Geomorfologi av karstreliefer

Karst-lättnad kan bildas inom eller utanför en värdrock. I det första fallet kallas det intern karst, endokarstisk eller hypogen lättnad, och i det andra fallet extern karst, exokarst eller epigenisk lättnad.

Figur 2. Karstrelief i Covadonga, Asturien, Spanien. Källa: Mª Cristina Lima Bazán via https://www.flickr.com/photos/ [e-postskyddad] / 27435235767

-Intern karst- eller endokarstisk lättnad

De underjordiska vattenströmmarna som cirkulerar i bäddar av kolhaltiga stenar gräver inre banor i de stora stenarna genom de upplösningsförfaranden som vi har nämnt..

Beroende på skurets egenskaper, har olika former av intern karstreliefie sitt ursprung.

Torra grottor

Torra grottor bildas när inre vattenströmmar lämnar dessa kanaler som har grävt genom klipporna..

Gallerier

Det enklaste sättet att gräva av vatten i en grotta är galleriet. Gallerierna kan utvidgas till att bilda "valv" eller så kan de smalna och bilda "korridorer" och "tunnlar". De kan också bilda "grenade tunnlar" och stigningar av vatten som kallas "sifoner".

Stalaktiter, stalagmiter och kolumner

Under den period då vattnet precis har lämnat sin kurs inuti en sten, kvarstår de kvarvarande gallerierna med en hög grad av fuktighet och utstrålar vattendroppar med upplöst kalciumkarbonat..

När vattnet avdunstar ut fäller karbonatet ut i ett fast tillstånd och formationer dyker upp från marken som kallas "stalagmiter", och andra formationer växer hängande från grottans tak, kallade "stalaktiter".

När en stalaktit och en stalagmit sammanfaller i samma utrymme, förenas, bildas en "kolonn" i grottorna..

Kanoner

När grottornas tak kollapsar och kollapsar bildas "kanjoner". Således uppträder mycket djupa snitt och vertikala väggar där ytor kan cirkulera..

-Extern karst, exokarstisk eller epigenisk lättnad

Upplösningen av kalksten med vatten kan tränga igenom berget på dess yta och bilda hålrum eller håligheter i olika storlekar. Dessa håligheter kan ha några millimeter i diameter, stora håligheter med flera meter i diameter eller rörformiga kanaler som kallas "lapiaces".

När en lapiaz utvecklas tillräckligt och genererar en depression, visas andra karstformer kallade "sinkholes", "uvalas" och "poljes".

Dolinor

Sinkhålet är en depression med en cirkulär eller elliptisk bas, vars storlek kan nå flera hundra meter.

Ofta ackumuleras vatten i sinkhålen, som genom att lösa karbonaterna gräver en trattformad diskbänk.

Druvor

När flera sinkholes växer och förenar sig i en stor depression, bildas en "druva".

Poljés

När en stor fördjupning med plan botten och mått i kilometer bildas kallas den för "poljé".

En poljé är i teorin en enorm druva, och inom poljé finns de minsta karstformerna: uvala och sinkholes..

I poljéerna bildas ett nätverk av vattenkanaler med ett handfat som töms ut i grundvattnet.

Figur 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Observera personerna på vänster sida av bilden för storleksreferens). Källa: MatWr [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], från Wikimedia Commons

Karstformationer som livzoner

I karstformationer finns intergranulära utrymmen, porer, leder, frakturer, sprickor och kanaler, vars ytor kan koloniseras av mikroorganismer.

Fotiska zoner i karstformationer

På dessa ytor av karstrelieferna genereras tre fotiska zoner beroende på ljusets penetration och intensitet. Dessa zoner är:

  • Ingångsområde: detta område exponeras för solstrålning med en daglig dag-natt-belysningscykel.
  • Twilight Zone: mellanfotisk zon.
  • Mörk zon: område där ljus inte tränger igenom.

Fauna och anpassningar i den fotiska zonen

De olika livsformerna och deras anpassningsmekanismer är direkt korrelerade med förhållandena i dessa fotiska zoner.

Inträdes- och skymningszonerna har acceptabla förhållanden för en mängd olika organismer, från insekter till ryggradsdjur..

Den mörka zonen ger mer stabila förhållanden än de ytliga zonerna. Till exempel påverkas det inte av vindens turbulens och upprätthåller en praktiskt taget konstant temperatur under hela året, men dessa förhållanden är mer extrema på grund av frånvaron av ljus och omöjligheten med fotosyntes..

Av dessa skäl anses djupa karstområden vara näringsfattiga (oligotrofa), eftersom de saknar fotosyntetiska primärproducenter..

Andra begränsande förhållanden i karstformationer

Förutom frånvaron av ljus i endokarstiska miljöer finns det i karstformationer andra begränsande förutsättningar för utveckling av livsformer.

Vissa miljöer med hydrologiska anslutningar till ytan kan drabbas av översvämning; ökengrottor kan uppleva långa perioder av torka och vulkaniska rörsystem kan uppleva förnyad vulkanaktivitet.

I inre grottor eller endogena formationer kan en mängd livshotande tillstånd också förekomma, såsom toxiska koncentrationer av oorganiska föreningar; svavel, tungmetaller, extrem surhet eller alkalinitet, dödliga gaser eller radioaktivitet.

Mikroorganismer i endokarstiska områden

Bland de mikroorganismer som bor i endokarstiska formationer kan nämnas bakterier, archaea, svampar och det finns också virus. Dessa grupper av mikroorganismer presenterar inte den mångfald som de uppvisar i ytmiljöer.

Många geologiska processer såsom järn- och svaveloxidation, ammonifiering, nitrifikation, denitrifikation, anaerob svaveloxidation, sulfatreduktion (SO4två-metancyklisering (bildning av cykliska kolväteföreningar från metan CH4) blandas bland annat av mikroorganismer.

Som exempel på dessa mikroorganismer kan vi nämna:

  • Leptothrix sp., som påverkar järnutfällning i Borra-grottorna (Indien).
  • Bacillus pumilis isolerat från Sahastradhara-grottor (Indien), som förmedlar kalciumkarbonatutfällning och kalcitkristallbildning.
  • Svaveloxiderande trådbakterier Thiothrix sp., finns i Lower Kane grotta, Wyomming (USA).

Mikroorganismer i exokarstiska zoner

Vissa exokarst-formationer innehåller deltaproteobakterier spp., acidobakterier spp., Nitrospira spp. Y proteobakterier spp.

I hypogena eller endokarstiska formationer kan släktarterna hittas: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium Y Firmicutes, bland andra.

Landskap av karstformationer i Spanien

  • Las Loras Park, utsedd till ett UNESCO World Geopark, ligger i norra delen av Castilla y León.
  • Papellona Cave, Barcelona.
  • Ardales Cave, Malaga.
  • Santimamiñe Cave, Tomt land.
  • Covalanas grotta, Kantabrien.
  • Grottor i La Haza, Kantabrien.
  • Miera Valley, Cantabria.
  • Sierra de Grazalema, Cádiz.
  • Grotta Tito Bustillo, Ribadesella, Asturien.
  • Torcal de Antequera, Malaga.
  • Cerro del Hierro, Sevilla.
  • Macizo de Cabra, Subbética Cordobesa.
  • Naturparken Sierra de Cazorla, Jaén.
  • Anagabergen, Teneriffa.
  • Massivet av Larra, Navarra.
  • Rudrón Valley, Burgos.
  • Ordesa nationalpark, Huesca.
  • Sierra de Tramontana, Mallorca.
  • Stenkloster, Zaragoza.
  • Enchanted City, Cuenca.

Landskap av karstformationer i Latinamerika

  • Sjöar av Montebello, Chiapas, Mexiko.
  • El Zacatón, Mexiko.
  • Dolinas i Chiapas, Mexiko.
  • Cenoter från Quintana Roo, Mexiko.
  • Cacahuamilpa-grottor, Mexiko.
  • Tempisque, Costa Rica.
  • Roraima Sur Cave, Venezuela.
  • Charles Brewer Cave, Chimantá, Venezuela.
  • La Danta-systemet, Colombia.
  • Gruta da Caridade, Brasilien.
  • Cueva de los Tayos, Ecuador.
  • Cura Knife System, Argentina.
  • Mother of God Island, Chile.
  • Bildandet av El Loa, Chile.
  • Kustområde i Cordillera de Tarapacá, Chile.
  • Cutervo Formation, Peru.
  • Pucará Formation, Peru.
  • Umajalanta-grottan, Bolivia.
  • Polanco Formation, Uruguay.
  • Vallemí, Paraguay.

Referenser

  1. Barton, H.A. och Northup, D.E. (2007). Geomikrobiologi i grottmiljöer: tidigare, nuvarande och framtidsperspektiv. Journal of Cave and Karst Studies. 67: 27-38.
  2. Culver, D.C. och Pipan, T. (2009). Grottornas biologi och andra underjordiska livsmiljöer. Oxford, Storbritannien: Oxford University Press.
  3. Engel, A.S. (2007). Om den biologiska mångfalden av sulfidiska karst-livsmiljöer. Journal of Cave and Karst Studies. 69: 187-206.
  4. Krajic, K. (2004). Grottbiologer gräver begravd skatt. Vetenskap. 293: 2 378-2 381.
  5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. och Wang, k. (2018). Jordmikrobiella samhällsresponser på odling av fodergräs i förstörda karstjordar. Marknedbrytning och utveckling. 29: 4.262-4.270.
  6. doi: 10.1002 / ldr.3188
  7. Northup, D.E. och Lavoie, K. (2001). Grottors geomikrobiologi: En recension. Geomicrobiology Journal. 18: 199-222.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.