- Karsta laikapstākļu procesi
- Karsta reljefa parādīšanai nepieciešamie faktori :
- Saimniecības iežu šķīšanas mehānismi :
- Karsta reljefu ģeomorfoloģija
- -Iekšējais karsts vai endokarstiskais atvieglojums
- Sausas alas
- Galerijas
- Stalaktīti, stalagmīti un kolonnas
- Lielgabali
- -Ārējs karsts, eksokarstisks vai epigēnisks reljefs
- Dolinas
- Vīnogas
- Poljés
- Karsta veidojumi kā dzīves zonas
- Fotiskās zonas karsta veidojumos
- Fauna un pielāgojumi fototiskajā zonā
- Citi ierobežojošie apstākļi karsta formējumos
- Endokarstisko zonu mikroorganismi
- Eksokarstisko zonu mikroorganismi
- Karstu veidojumu ainavas Spānijā
- Karstās formācijas ainavas Latīņamerikā
- Atsauces
Karsta , karsta vai karsta reljefs, ir forma topogrāfijas, kuru izcelsme ir saistīts ar atmosfēras procesus, izšķīdinot šķīstošās ieži Limestones, Dolomītalpiem un ģipsis. Šie atvieglojumi ir raksturīgi ar to, ka tiek izveidota pazemes kanalizācijas sistēma ar alām un notekām.
Vārds karsts ir cēlies no vācu karsta, vārdu lieto, lai apzīmētu Itālijas un Slovēnijas apgabalu Kārso, kur ir daudz karsta izmešu. Spānijas Karaliskā akadēmija apstiprināja abu vārdu "karsts" un "karsts" lietojumu ar līdzvērtīgu nozīmi.
1. attēls. Anagas kalni, Tenerife, Kanāriju salas, Spānija. Avots: Jan Kraus, izmantojot flickr.com/photos/johny
Kaļķakmens ieži ir nogulumieži, kurus galvenokārt veido:
- Kalcīts (kalcija karbonāts, CaCO 3 ).
- Magnezīts (magnija karbonāts, MgCO 3 ).
- Minerāli nelielos daudzumos, kas maina iežu krāsu un sablīvēšanās pakāpi, piemēram, māli (hidratēta alumīnija silikātu agregāti), hematīts (dzelzs oksīda minerāls Fe 2 O 3 ), kvarcs (silīcija oksīda minerāls SiO 2 ) un siderīts (dzelzs karbonāta minerāls FeCO 3 ).
Dolomīts ir nogulumieža, ko veido minerālais dolomīts, kas ir kalcija un magnija dubultā karbonāts CaMg (CO 3 ) 2 .
Ģipsis ir iezis, kas sastāv no hidratēta kalcija sulfāta ( CaSO 4. 2H 2 O), kas var saturēt nelielu daudzumu karbonātu, mālu, oksīdu, hlorīdu, silīcija dioksīda un anhidrīta (CaSO 4 ).
Karsta laikapstākļu procesi
Karsta veidošanās ķīmiskie procesi pamatā ietver šādas reakcijas:
- Oglekļa dioksīda (CO 2 ) izšķīšana ūdenī:
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
- Ogļskābes (H 2 CO 3 ) disociācija ūdenī:
H 2 CO 3 + H 2 O → HCO 3 - + H 3 O +
- Kalcija karbonāta (CaCO 3 ) izšķīšana ar skābes iedarbību:
CaCO 3 + H 3 O + → Ca 2+ + HCO 3 - + H 2 O
- Ar iegūto kopējo reakciju:
CO 2 + H 2 O + CaCO 3 → 2HCO 3 - + Ca 2+
- Viegli skābu gāzētu ūdeņu darbība, izraisot dolomīta disociāciju un turpmāko karbonātu ieguldījumu:
CaMg (CO 3 ) 2 + 2H 2 O + CO 2 → CaCO 3 + MgCO 3 + 2H 2 O + CO 2
Karsta reljefa parādīšanai nepieciešamie faktori :
- Kaļķakmens iežu matricas esamība.
- Bagātīga ūdens klātbūtne.
- Ievērojama CO 2 koncentrācija ūdenī; šī koncentrācija palielinās ar augstu spiedienu un zemu temperatūru.
- Biogēni CO 2 avoti . Mikroorganismu klātbūtne, kas elpošanas procesā rada CO 2 .
- Pietiekams laiks ūdens darbībai uz klints.
Saimniecības iežu šķīšanas mehānismi :
- Sērskābes (H 2 SO 4 ) ūdens šķīdumu darbība .
- Vulkānisms, kurā lava plūst, veido cauruļveida alas vai tuneļus.
- Jūras ūdens fiziska erozīva iedarbība, kas rada jūras vai piekrastes alas viļņu ietekmes un klinšu graušanas dēļ.
- Piekrastes alas, kas veidojas ar jūras ūdens ķīmisku iedarbību, ar pastāvīgu saimnieka iežu šķīdināšanu.
Karsta reljefu ģeomorfoloģija
Karsta reljefs var veidoties gan saimnieka klints iekšpusē, gan ārpus tā. Pirmajā gadījumā to sauc par iekšējo karstu, endokarstisko vai hipogēno reljefu, bet otrajā gadījumā par ārējo karstu, eksokarstisko vai epigēno reljefu.
2. attēls. Karsta reljefs Kovadongā, Astūrijā, Spānijā. Avots: Mª Cristina Lima Bazán, izmantojot https://www.flickr.com/photos//27435235767
-Iekšējais karsts vai endokarstiskais atvieglojums
Pazemes ūdens straumes, kas cirkulē oglekļa iežu gultnēs, izraida iekšējos kursus lielajos iežos, izmantojot mūsu pieminētos izšķīšanas procesus.
Atkarībā no mazgāšanas īpašībām rodas dažādi iekšējā karsta reljefa veidi.
Sausas alas
Sausas alas veidojas, kad iekšējās ūdens straumes atstāj šos kanālus, kas izcirsti cauri klintīm.
Galerijas
Vienkāršākais veids, kā ala tiek izrakts ar ūdeni, ir galerija. Galerijas var paplašināt, veidojot “velves”, vai arī tās var sašaurināt, veidojot “koridorus” un “tuneļus”. Var veidot arī “sazarotus tuneļus” un ūdens celšanos, ko sauc par “sifoniem”.
Stalaktīti, stalagmīti un kolonnas
Laika posmā, kad ūdens tikko ir izgājis no sava ceļa klints iekšienē, atlikušajās galerijās ir augsts mitruma līmenis, izdalot ūdens pilītes ar izšķīdušu kalcija karbonātu.
Kad ūdens iztvaiko, karbonāts izgulsnējas cietā stāvoklī un parādās veidojumi, kas aug no zemes un kurus sauc par “stalagmitiem”, un no alas griestiem karājas citi veidojumi, ko sauc par “stalaktītiem”.
Kad stalaktīts un stalagmīts satiekas vienā telpā, apvienojoties, alās veidojas “kolonna”.
Lielgabali
Kad alu jumts sabrūk un sabrūk, veidojas "kanjoni". Tādējādi parādās ļoti dziļi griezumi un vertikālas sienas, kur var plūst virszemes upes.
-Ārējs karsts, eksokarstisks vai epigēnisks reljefs
Kaļķakmens izšķīšana ūdenī var caurdurt iežu uz tās virsmas un veidot dažāda lieluma tukšumus vai dobumus. Šie dobumi var būt dažu milimetru diametrā, lieli dobumi vairāku metru diametrā vai cauruļveida kanāli, ko sauc par "lapiatēm".
Tā kā lapiazs pietiekami attīstās un rada depresiju, parādās citi karsta sauszemes veidojumi, kurus sauc par "grunts caurumiem", "uvalas" un "poljes".
Dolinas
Izlietne ir ieplaka ar apļveida vai eliptisku pamatni , kuras izmērs var sasniegt vairākus simtus metru.
Bieži izlietnēs uzkrājas ūdens, kas, izšķīdinot karbonātus, izrauj piltuves formas izlietni.
Vīnogas
Kad aug vairākas grimles un pievienojas lielai depresijai, veidojas "vīnoga".
Poljés
Kad veidojas liela ieplaka ar plakanu dibenu un izmēriem kilometros, to sauc par “poljé”.
Poljē teorētiski ir milzīga vīnoga, un poljē ir vismazākās karsta formas: uvalas un grunts caurumi.
Poljē ir izveidots ūdens kanālu tīkls ar izlietni, kas izplūst gruntsūdeņos.
3. attēls. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venecuēla. (Ievērojiet attēla kreisajā pusē esošos cilvēkus, lai iegūtu lieluma norādes). Avots: MatWr, no Wikimedia Commons
Karsta veidojumi kā dzīves zonas
Karsta veidojumos ir starpgaranulāras telpas, poras, savienojumi, lūzumi, plaisas un kanāli, kuru virsmas var kolonizēt mikroorganismi.
Fotiskās zonas karsta veidojumos
Šajās karsta reljefa virsmās atkarībā no gaismas iespiešanās un intensitātes tiek izveidotas trīs fotofotogrāfijas zonas. Šīs zonas ir:
- Ieejas zona: šo zonu pakļauj saules starojumam ar ikdienas dienas un nakts apgaismojuma ciklu.
- Krēslas zona: starpposma fototika.
- Tumšais laukums: zona, kurā gaisma neieplūst.
Fauna un pielāgojumi fototiskajā zonā
Dažādās dzīves formas un to adaptācijas mehānismi ir tieši saistīti ar šo fototransporta zonu apstākļiem.
Ieejas un krēslas zonās ir pieļaujami apstākļi dažādiem organismiem, sākot no kukaiņiem un beidzot ar mugurkaulniekiem.
Tumšā zona rada stabilākus apstākļus nekā virspusējās zonas. Piemēram, to neietekmē vēja turbulence un tā visu gadu uztur praktiski nemainīgu temperatūru, taču šie apstākļi ir ekstrēmāki gaismas trūkuma un fotosintēzes neiespējamības dēļ.
Šo iemeslu dēļ tiek uzskatīts, ka dziļi karstajos apgabalos ir maz uzturvielu (oligotrofiski), jo tajos trūkst fotosintēzes primāro ražotāju.
Citi ierobežojošie apstākļi karsta formējumos
Papildus tam, ka endokarstiskajā vidē nav gaismas, karsta veidojumos ir arī citi ierobežojoši apstākļi dzīvības formu attīstībai.
Dažās vidēs ar hidroloģiskiem savienojumiem ar virsmu var ciest plūdi; tuksneša alas var izjust ilgstošus sausuma periodus, un vulkāniskās cauruļveida sistēmas var izjust atjaunotu vulkānisko aktivitāti.
Iekšējos dobumos vai endogēnos veidojumos var rasties arī dažādi dzīvībai bīstami apstākļi, piemēram, neorganisko savienojumu toksiskas koncentrācijas; sērs, smagie metāli, ārkārtējs skābums vai sārmainība, nāvējošas gāzes vai radioaktivitāte.
Endokarstisko zonu mikroorganismi
Starp mikroorganismiem, kas apdzīvo endocarstic veidojumus, mēs varam minēt baktērijas, archaea, sēnītes, un ir arī vīrusi. Šīs mikroorganismu grupas neuzrāda dažādību, ko tie parāda virszemes biotopos.
Daudzi ģeoloģiskie procesi, piemēram, dzelzs un sēra oksidāciju, ammonification, nitrifikāciju, denitrifikāciju, anaerobās sēra oksidāciju, samazinot sulfāta (SO 4 2- ), metāna ciklizāciju (veidošanās no cikliska ogļūdeņraža savienojumiem no metāna CH 4 ), starp citi ir starpnieki ar mikroorganismiem.
Kā šo mikroorganismu piemērus varam minēt:
- Leptothrix sp., Kas ietekmē dzelzs nokrišņus Borras alās (Indija).
- Bacillus pumilis, kas izolēts no Sahastradhara alām (Indija), veic kalcija karbonāta nokrišņu veidošanos un kalcīta kristālu veidošanos.
- Filamenta sēra oksidējošās baktērijas Thiothrix sp., Kas atrodamas Lower Kane alā, Vaiomingā (ASV).
Eksokarstisko zonu mikroorganismi
Daži eksokarstas veidojumi satur deltaproteobacteria spp. , Acidobacteria spp., Nitrospira spp. un proteobaktēriju spp.
Ģints sugas: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium un Firmicutes, cita starpā, var atrast hipogēnos vai endokrātiskos veidojumos.
Karstu veidojumu ainavas Spānijā
- Las Loras parks, kuru UNESCO ir nosaukusi par pasaules ģeoparku, kas atrodas Kastīlijas un Leonas ziemeļu daļā.
- Papellonas ala, Barselona.
- Ardales ala, Malaga.
- Santimamiñe ala, tukša valsts.
- Kovalanas ala, Kantabrija.
- La Haza alas, Kantabrija.
- Miera ieleja, Kantabrija.
- Sierra de Grazalema, Kadiza.
- Tito Bustillo ala, Ribadesella, Astūrija.
- Torcal de Antequera, Malaga.
- Cerro del Hierro, Sevilja.
- Cabif masīvs, Kordobesas Subbética.
- Sierra de Cazorla dabas parks, Haene.
- Anaga kalni, Tenerife.
- Larras masīvs, Navarra.
- Rūdonas ieleja, Burgosa.
- Ordesas nacionālais parks, Huesca.
- Sierra de Tramontana, Maljorka.
- Plāras klosteris, Saragosa.
- Apburtā pilsēta, Kuenka.
Karstās formācijas ainavas Latīņamerikā
- Montebello ezeri, Čiapas, Meksika.
- El Zacatón, Meksika.
- Dolinas de Čiapas, Meksika.
- Cenotes of Quintana Roo, Meksika.
- Cacahuamilpa grotas, Meksika.
- Tempisque, Kostarika.
- Roraima Sur ala, Venecuēla.
- Kārļa Brūvera ala, Chimantá, Venecuēla.
- La Danta System, Kolumbija.
- Gruta da Caridade, Brazīlija.
- Cueva de los Tayos, Ekvadora.
- Cura nažu sistēma, Argentīna.
- Madre de Dios sala, Čīle.
- El Loa veidošanās, Čīle.
- Kordillera de Tarapacá piekrastes zona, Čīle.
- Cutervo formācija, Peru.
- Pucará formācija, Peru.
- Umajalanta ala, Bolīvija.
- Polanco formācija, Urugvaja.
- Vallemí, Paragvaja.
Atsauces
- Bārtons, HA un Northup, DE (2007). Ģeomikrobioloģija alu vidē: pagātnes, pašreizējās un nākotnes perspektīvas. Alu un karsta pētījumu žurnāls. 67: 27-38.
- Culver, DC un Pipan, T. (2009). Alu un citu zemes dzīļu bioloģija. Oksforda, Lielbritānija: Oxford University Press.
- Engel, AS (2007). Par sulfidisko karsta biotopu bioloģisko daudzveidību. Alu un karsta pētījumu žurnāls. 69: 187-206.
- Krajičs, K. (2004). Alu biologi atklāj apglabātu dārgumu. Zinātne. 293: 2,378-2,381.
- Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. un Wang, k. (2018). Augsnes mikrobu sabiedrības reakcija uz lopbarības zāles audzēšanu degradētās karsta augsnēs. Zemes degradācija un attīstība. 29: 4,262-4,270.
- doi: 10.1002 / ldr.3188
- Northup, DE un Lavoie, K. (2001). Alu ģeomikrobioloģija: pārskats. Ģeomikrobioloģijas žurnāls. 18: 199–222.