תהליכי מטאוריזציה וקארסט בספרד ובאמריקה הלטינית

ה קארסט, הקארסט או קלה הקארסט, היא צורה של טופוגרפית שמקורה בשל תהליכי בליה על ידי המסת גיר סלעים מסיסים, הדולומיטים גבס. תבליטים אלה מאופיינים בהצגת מערכת ניקוז תת קרקעית עם מערות וניקוזים.

המילה קארסט באה מן הגרמני קארסט, אוצר המילים עם מה שנקרא האיטלקי סלובנית אזור Carso, שבו צורות של הקלה קארסטית בשפע. האקדמיה המלכותית הספרדית אישרה את השימוש בשתי המילים "karstic" ו "karstic", עם שקילות של משמעות.

סלעי אבן גיר הם סלעים משקעים המורכבים בעיקר על ידי:

• Calcite (סידן פחמתי, CaCO₃).
• מגנזיט (מגנזיום קרבונט, MgCO)₃).
• מינרלים בכמויות קטנות המשנות את הצבע ואת מידת הדחיסה של סלעים, כגון חימר (אגרגטים של silicates אלומיניום hydrated), hematite (Ferric Oxide Fe מינרל)₂הו₃), קוורץ (SiO תחמוצת סיליקון מינרליים)₂) ו siderite (FeCO ברזל פחמתי מינרליים)₃).

דולומיט הוא סלע משקע מורכב של עפרות דולומיט, שהוא פחמתי כפולה של סידן ומגנזיום CaMg (CO₃)₂.

גבס הוא סלע המורכב סולפט סידן hydrated (CaSO)₄.2H₂O), אשר עשויים להכיל כמויות קטנות של פחמתי, חימר, תחמוצות, כלורידים, סיליקה ו אנהידריט (CaSO)₄).

אינדקס

• 1 קרסט תהליכים בליה
• 2 גיאומורפולוגיה של תבליטי קארסט
  • 2.1-קרסטי פנימי או endocárstico
  • 2.2 - הקארסטי החיצוני הקלה, exocárstico או epigénico
• 3 תצורות קרסט כאזורי חיים
  • 3.1 שטחים פוטוניים בתצורות קרסטיות
  • 3.2 עולם החי והצומח באזור הצילום
  • 3.3 תנאי הגבלה אחרים בתצורות הקארסט
  • 3.4 מיקרואורגניזמים של אזורי endocársticas
  • 3.5 מיקרואורגניזמים של אזורי אקוזארדיה
• 4 נופים של תצורות קרסטיות בספרד
• 5 נופים של תצורות קרסטיות באמריקה הלטינית
• 6 הפניות

קרסט תהליכי בליה

תהליכים כימיים של היווצרות karstic בעצם כוללים את התגובות הבאות:

• פירוק פחמן דו חמצני (CO₂) במים:

CO₂  + ח₂O → H₂CO₃

• הניתוק של חומצה פחמנית (H₂CO₃) במים:

ח₂CO₃ + ח₂O → HCO₃^- + ח₃הו⁺

• הפתרון סידן פחמתי (CaCO)₃) על ידי התקפה חומצית:

CaCO₃  + ח₃הו⁺ → Ca²⁺ + HCO₃^- + ח₂הו

• עם תגובה כוללת וכתוצאה מכך:

CO₂  + ח₂O + CaCO₃ → 2HCO₃^- + Ca²⁺

• הפעולה של מים מוגזים מעט חומצי, הפקת ניתוק של דולומיט ואספקת פחמתי הבאים:

CaMg (CO₃)₂ + 2H₂O + CO₂ → CaCO₃ + MgCO₃ + 2H₂O + CO₂

גורמים הכרחיים עבור המראה של הקלה קארסטית:

• קיומו של מטריצת אבן גיר.
• נוכחות שופעת של מים.
• הריכוז של CO₂ ניכרת במים; ריכוז זה גדל עם לחצים גבוהים וטמפרטורות נמוכות.
• מקורות ביוגניים של CO₂. נוכחות של מיקרואורגניזמים, המייצרים CO₂ דרך תהליך הנשימה.
• מספיק זמן לפעולה של מים על הסלע.

מנגנונים עבור פירוק הסלע המארח:

• הפעולה של פתרונות מימיים של חומצה גופרתית (H₂לכן₄).
• וולקניזם, שבו זורם לבה מערות צינורי או מנהרות.
• פעולה פיזית של מי-ים המייצרת מערות ימיות או חוףיות, על-ידי השפעת גלים והתערערות צוקים.
• מערות החוף שנוצרו על ידי פעולה כימית של מי ים, עם solubilization קבוע של סלעים המארח.

גיאומורפולוגיה של תבליטי קארסט

הקלה קארסט יכול להיווצר בתוך סלע מארח או מחוצה לו. במקרה הראשון נקרא פנימי, endocárstico או הקלה קרסטית hypogenic, ובמקרה השני חיצוניים, exocárstico או הקלה קרסטית epigenic.

-קרסטי פנימי או הקלה endocárstico

זרמי מים תת קרקעיים המחזוריים בתוך המיטות של סלעים קרבונט, חופרי קורסים פנימיים בתוך סלעים גדולים באמצעות תהליכי פתרון הזכיר.

בהתאם למאפיינים של scour, צורות שונות של הקלה פנימית karstic מקורם.

מערות יבשות

מערות יבשות נוצרות כאשר זרמי המים הפנימיים עוזבים את הערוצים שחפרו בסלעים.

גלריות

הדרך הפשוטה ביותר לחפור מים בתוך מערה היא הגלריה. ניתן להרחיב את הגלריות ולהרכיב "קמרונות" או להצטמצם ולהוות "מסדרונות" ו"מנהרות ", כמו כן ניתן ליצור" מנהרות מסועפות "ומעליות מים הנקראות" סיפות ".

נטיפים, סטלגמיטים ועמודים

בתקופה שבה המים רק הותירו את מסלולו בתוך סלע, ​​הגלריות הנותרות הן לחות גבוהה, טיפות של מים שופעים עם סידן פחם מומס.

כאשר המים מתאדים, קרבונט משקע למצב מוצק ותצורות שצומחות מהקרקע מופיעות בשם "stalagmites", ותצורות אחרות לגדול תלוי על התקרה של המערה, המכונה "נטיפים".

כאשר נטיף ו stalagmite חופפים באותו חלל, שהצטרף יחד, "טור" נוצר בתוך המערות.

תותחים

כאשר הגג של המערות מתמוטט ומתמוטט, "תותחים" נוצרים. מופיעות חתכים עמוקים מאוד וקירות אנכיים שבהם נהרות פני השטח יכולים להסתובב.

-הקארסטי החיצוני הקלה, exocárstico או epigénico

הפירוק של סלע הגיר על ידי מים יכול לנקב את הסלע על פני השטח שלה ליצור פערים או חללים בגדלים שונים. חללים אלה יכולים להיות כמה מילימטרים בקוטר, חללים גדולים של כמה מטרים בקוטר או צינורות צינוריים בשם "lapiaces".

כאשר פיתח מספיק lapiaz וליצור דיכאון, צורות אחרות של הקלה karst בשם "dolinas", "uvalas" ו "poljes" מופיעים.

דולינאס

הדולינה היא דיכאון עם בסיס עגול או אליפטי, שגודלה יכול להגיע לכמה מאות מטרים.

לעתים קרובות, מים מצטבר בתוך הבורות, אשר, על ידי המסת פחמתי, חופר משפך בצורת שפך.

Uvalas

כאשר כמה sinkholes לגדול ולהתאחד בדיכאון גדול, "uvala" צורות.

פולג'ים

כאשר יוצרים דיכאון גדול עם תחתית שטוחה וממדים בקילומטרים, זה נקרא "poljé".

Polje הוא בתיאוריה מגוון עצום, ובתוך polje צורות karstic קטנים קיימים: uvalas ו dolines.

ב poljes רשת של ערוצי מים נוצר עם כיור זורם לתוך מי תהום.

תצורות קרסט כאזורי חיים

בתצורות הקארסטיות יש חללים בין-גרביים, נקבוביות, איגודים, שברים, סדקים וצינורות, שאת משטחם ניתן ליישב באמצעות מיקרואורגניזמים.

שטחים פוטוניים בתצורות קרסטיות

במשטחים אלה של תבליטי הקארסט שלושה אזורי צילום נוצרים כפונקציה של החדירה ועוצמת האור. אזורים אלה הם:

• אזור כניסה: אזור זה נחשף לקרינה סולארית עם מחזור יום יומי של תאורה.
• אזור הדמדומיםאזור ביניים.
• אזור כהה: מקום שבו האור אינו חודר.

פאונה והתאמות באזור הצילום

צורות החיים השונות ומנגנוני ההסתגלות שלהן מתואמים באופן ישיר עם תנאי האזורים הפיטיים הללו.

כניסה ו panumbra אזורי יש תנאים נסבל עבור מגוון רחב של אורגניזמים, מ חרקים כדי חוליות.

באזור הכהה יש תנאים יציבים יותר מאשר פני השטח. לדוגמה, היא אינה מושפעת ממערבולת הרוחות ושומרת על טמפרטורה קבועה כמעט לאורך כל השנה, אך תנאים אלה קיצוניים יותר בשל היעדר אור וחוסר אפשרות לבצע פוטוסינתזה..

מסיבות אלה, אזורים עמוקים karst נחשבים עניים בחומרים מזינים (אוליגוטרופית), שכן הם חסרי הפוטוסינתטית המפיקים העיקריים.

תנאים מגבילים אחרים בתצורות הקארסטיות

בנוסף להיעדר האור בסביבות endocársticos, בתצורות הקארסטיות יש תנאים מגבילים אחרים לפיתוח צורות חיים.

כמה סביבות עם חיבורים הידרולוגיים אל פני השטח, עלול לסבול הצפה; מערות המדבריות יכולות לעבור תקופות ארוכות של בצורת, והמערכות הצינריות של מוצא וולקני יכולות לחוות פעילות וולקנית מחודשת.

במערות פנימיות או בתצורות אנדוגניות, קיים גם מגוון של מצבים מסכני חיים, כגון ריכוזים רעילים של תרכובות אנאורגניות; גופרית, מתכות כבדות, חומציות קיצונית או אלקליות, גזים קטלניים או רדיואקטיביות.

מיקרואורגניזמים של אזורי endocársticas

בין מיקרואורגניזמים המאכלסים את תצורות endocársticas ניתן להזכיר חיידקים, ארכאה, פטריות ויש גם וירוסים. אלה קבוצות של מיקרואורגניזמים לא מראים את המגוון שהם מראים על פני השטח.

רבים תהליכים גיאולוגיים כגון חמצון של ברזל וגופרית, ammonification, ניטריפיקציה, דניטריפיקציה, חמצון גופרית אנאירובי, סולפט הפחתה (SO₄^2-), cyclization מתאן (היווצרות של פחמימנים פחמימנים מתאן CH₄), בין היתר, מתווכות על ידי מיקרואורגניזמים.

כדוגמאות של מיקרואורגניזמים אלה אנו יכולים להזכיר:

• Leptothrix sp., אשר משפיע על משקעים בברזל במערות בורה (הודו).
• Bacillus pumilis מבודד ממערות Sahastradhara (הודו), אשר מתווך משקעים של סידן פחמתי ואת היווצרות של גבישים calcite.
• חימצון גופרתי חיידקים Thiothrix sp., נמצא במערה תחתית קין, ויומינג (ארה"ב).

מיקרואורגניזמים של אזורי אקוזארדיה

כמה תצורות exokarstic מכילים דלטפרוטאובקטריה spp., חומצה spp., ניטרוספירה spp. ו proteobacteria spp.

ב hypogenic או endokársticas תצורות ניתן למצוא מינים של מיני: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium ו פירמות, בין היתר.

נופים של תצורות קרסטיות בספרד

• לאס לוראס פארק, המיועד גיאופארק העולם על ידי אונסק"ו, הממוקם בחלק הצפוני של קסטילה y ליאון.
• מערת פאפלונה, ברצלונה.
• מערת ארדאלס, מאלגה.
• מערת Santimamiñe, ארץ Vazco.
• מערת קובלאנה, קנטבריה.
• מערות לה חזה, קנטבריה.
• ואלה דל מיירה, קנטבריה.
• סיירה דה גראזלמה, קדיז.
• מערת טיטו בוסטיו, ריבאדסלה, אסטוריאס.
• טורקל דה אנטקורה, מאלגה.
• סרו דל הירו, סביליה.
• מוצק של Cabra, Subbética cordobesa.
• הפארק הטבעי של סיירה דה Cazorla, Jaén.
• הרי אנגה, טנריף.
• מאקיזו דה לארה, נבארה.
• עמק הרודרון, בורגוס.
• הפארק הלאומי של אורדסה, Huesca.
• סיירה דה טרמונטנה, מיורקה.
• מונסטריו דה פידרה, סרגוסה.
• עיר קסומה, קואנקה.

נופים של תצורות קרסטיות באמריקה הלטינית

• לאגוס דה מונטבלו, צ'יאפס, מקסיקו.
• אל זאקאטון, מקסיקו.
• דולינאס של צ'יאפאס, מקסיקו.
• Cenotes של קווינטנה רו, מקסיקו.
• Grutas de Cacahuamilpa, מקסיקו.
• טמפיסק, קוסטה ריקה.
• Cave Roraima Sur, ונצואלה.
• צ'ארלס ברואר, צ'ימנטה, ונצואלה.
• מערכת לה דנטה, קולומביה.
• גרוטא דה קארידאדה, ברזיל.
• Cueva דה לוס טיוס, אקוודור.
• Cuchillo Curá מערכת, ארגנטינה.
• האי מאדרה דה דיוס, צ'ילה.
• גיבוש אל-לואה, צ'ילה.
• אזור החוף של Cordillera de Tarapacá, צ'ילה.
• גיבוש קאטרוו, פרו.
• גיבוש של Pucará, פרו.
• מערת אומג'לנטה, בוליביה.
• פולנקו הדרכה, אורוגוואי.
• ולמי, פרגוואי.

הפניות

1. ברטון, ח. ו Northop, D.E. (2007). גיאומיקרוביולוגיה בסביבות מערות: פרספקטיבות עבר, עכשוויות ועתידיות. יומן של מערות וקרסט מחקרים. 67: 27-38.
2. Culver, D.C. ו Pipan, T. (2009). הביולוגיה של מערות ובתי גידול תת-קרקעיים אחרים. אוקספורד, בריטניה: הוצאת אוניברסיטת אוקספורד.
3. Engel, A.S. (2007). על המגוון הביולוגי של בתי גידול Karst Sulphidic. יומן של מערות וקרסט מחקרים. 69: 187-206.
4. Krajic, K. (2004). ביולוגים מערת לחשוף אוצר קבור. מדע 293: 2,378-2,381.
5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zhheng, L. and Wang, k. (2018). תגובות בקהילה חיידקים הקרקע לעיבוד מספוא דשא בקרקעות השפלה. ארץ השפלה ופיתוח. 29: 4,262-4,270.
6. doi: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, D.E. ו - Lavoie, K. (2001). Geomicrobiology של מערות: סקירה. גיאומיקרוביולוגיה. 18: 199-222.