Procese și peisaje meteorologice carstice

carst, Relieful carstic sau carstic, este o formă de topografie a cărei origine se datorează proceselor de intemperii prin dizolvarea rocilor solubile precum calcarul, dolomitul și gipsul. Aceste reliefuri se caracterizează prin prezentarea unui sistem subteran de drenaj cu peșteri și drenuri.

Cuvântul carstic provine din germană Karst, Un cuvânt folosit pentru a se referi la zona italo-slovenă Carso, unde abundă formele de relief carstice. Academia Regală Spaniolă a aprobat utilizarea ambelor cuvinte „carst” și „carst”, cu semnificație echivalentă.

Rocile calcaroase sunt roci sedimentare compuse în principal din:

• Calcit (carbonat de calciu, CaCO₃).
• Magnezit (carbonat de magneziu, MgCO₃).
• Minerale în cantități mici care modifică culoarea și gradul de compactare a rocii, cum ar fi argile (agregate de silicați de aluminiu hidratate), hematit (oxid de fier mineral Fe_DouăSAU₃), cuarț (oxid de siliciu mineral SiO_Două) și siderit (carbonat de fier mineral FeCO₃).

Dolomita este o rocă sedimentară formată din dolomitul mineral, care este carbonat dublu de calciu și magneziu CaMg (CO₃)_Două.

Gipsul este o rocă compusă din sulfat de calciu hidratat (CaSO₄.2H_DouăO), care poate conține cantități mici de carbonați, argilă, oxizi, cloruri, silice și anhidrit (CaSO₄).

Indice articol

• 1 Procese meteorice carstice
• 2 Geomorfologia reliefurilor carstice
  • 2.1 -Relief carstic sau endocarstic intern
  • 2.2 -Relief carstic exterior, exocarstic sau epigenic
• 3 formațiuni carstice ca zone de viață
  • 3.1 Zone fotice în formațiuni carstice
  • 3.2 Faună și adaptări în zona fotică
  • 3.3 Alte condiții limitative în formațiunile carstice
  • 3.4 Microorganismele zonelor endocarstice
  • 3.5 Microorganisme ale zonelor exocarstice
• 4 Peisaje ale formațiunilor carstice din Spania
• 5 Peisaje ale formațiunilor carstice din America Latină
• 6 Referințe

Procese meteorologice carstice

Procesele chimice de formare carstică includ în principiu următoarele reacții:

• Dizolvarea dioxidului de carbon (CO_Două) in apa:

CO_Două  + H_DouăO → H_DouăCO₃

• Disocierea acidului carbonic (H_DouăCO₃) in apa:

H_DouăCO₃ + H_DouăO → HCO₃^- + H₃SAU⁺

• Dizolvarea carbonatului de calciu (CaCO₃) prin atac acid:

Hoţ₃  + H₃SAU⁺ → Ca^Două+ + HCO₃^- + H_DouăSAU

• Cu o reacție totală rezultată:

CO_Două  + H_DouăO + CaCO₃ → 2HCO₃^- + AC^Două+

• Acțiunea apelor carbonatate ușor acide, producând disocierea dolomitei și contribuția ulterioară a carbonaților:

CaMg (CO₃)_Două + 2H_DouăO + CO_Două → CaCO₃ + MgCO₃ + 2H_DouăO + CO_Două

Factorii necesari pentru apariția reliefului carstic:

• Existența unei matrice de roci calcaroase.
• Prezența abundentă a apei.
• Concentrația de CO_Două apreciat în apă; această concentrație crește cu presiuni ridicate și temperaturi scăzute.
• Surse biogene de CO_Două. Prezența microorganismelor care produc CO_Două prin procesul de respirație.
• Timp suficient pentru acțiunea apei asupra stâncii.

Mecanisme pentru dizolvarea rocii gazdă:

• Acțiunea soluțiilor apoase de acid sulfuric (H_DouăSW₄).
• Vulcanismul, unde fluxurile de lavă formează peșteri tubulare sau tuneluri.
• Acțiune fizică erozivă a apei de mare care produce peșteri marine sau de coastă, datorită impactului valurilor și subminării stâncilor.
• Peșteri de coastă formate prin acțiunea chimică a apei de mare, cu solubilizare constantă a rocilor gazdă.

Geomorfologia reliefurilor carstice

Relieful carstic se poate forma în interiorul sau în afara unei stânci gazdă. În primul caz se numește relief carstic intern, relief endocarstic sau hipogen, iar în al doilea caz relief carstic extern, exocarstic sau epigenic.

-Relief carstic sau endocarstic intern

Curenții de apă subterane care circulă în paturile de roci carbonice, sapă cursuri interne în roci mari, prin procesele de dizolvare pe care le-am menționat..

În funcție de caracteristicile șurubului, își au originea diferite forme de relief carstic.

Peșteri uscate

Peșterile uscate se formează atunci când curenții interni de apă părăsesc aceste canale care au săpat prin roci..

Galerii

Cel mai simplu mod de a fi săpat de apă în interiorul unei peșteri este galeria. Galeriile pot fi lărgite pentru a forma "bolți" sau pot fi îngustate și pot forma "coridoare" și "tuneluri". De asemenea, pot forma "tuneluri ramificate" și urcări de apă numite "sifoane"..

Stalactite, stalagmite și coloane

În perioada în care apa tocmai și-a părăsit cursul în interiorul unei roci, galeriile rămase au un grad ridicat de umiditate, emanând picături de apă cu carbonat de calciu dizolvat..

Când apa se evaporă, carbonatul precipită într-o stare solidă și apar formațiuni care cresc din sol numite „stalagmite”, iar alte formațiuni cresc atârnate de tavanul peșterii, numite „stalactite”.

Când o stalactită și o stalagmită coincid în același spațiu, unindu-se, se formează o „coloană” în peșteri..

Tunuri

Când acoperișul peșterilor se prăbușește și se prăbușește, se formează „canioane”. Astfel, apar tăieturi foarte adânci și pereți verticali pe unde pot circula râurile de suprafață..

-Relief carstic extern, exocarstic sau epigenic

Dizolvarea calcarului de către apă poate străpunge roca pe suprafața sa și poate forma goluri sau cavități de diferite dimensiuni. Aceste cavități pot avea câțiva milimetri în diametru, cavități mari de câțiva metri în diametru sau canale tubulare numite „lapiaces”.

Pe măsură ce un lapiaz se dezvoltă suficient și generează o depresiune, apar alte forme de relief carstice numite „doline”, „uvalas” și „poljes”.

Dolinas

Dolina este o depresiune cu o bază circulară sau eliptică, a căror dimensiune poate ajunge la câteva sute de metri.

Frecvent, apa se acumulează în doline care, prin dizolvarea carbonaților, sapă o chiuvetă în formă de pâlnie.

Strugurii

Când mai multe doline cresc și se alătură într-o mare depresiune, se formează un „strugure”.

Poljés

Când se formează o depresiune mare cu fundul plat și dimensiunile în kilometri, se numește "poljé".

Un poljé este, în teorie, un strugure imens, iar în poljé există cele mai mici forme carstice: uvalas și doline..

În polii se formează o rețea de canale de apă cu o chiuvetă care se varsă în apele subterane.

Formațiile carstice ca zone de viață

În formațiunile carstice există spații intergranulare, pori, articulații, fracturi, fisuri și conducte, ale căror suprafețe pot fi colonizate de microorganisme.

Zone fotice în formațiuni carstice

Pe aceste suprafețe ale reliefurilor carstice se generează trei zone fotice în funcție de penetrarea și intensitatea luminii. Aceste zone sunt:

• Zona de intrare: această zonă este expusă la iradiere solară cu un ciclu zilnic de iluminare zi-noapte.
• zona Amurgului: zona fotică intermediară.
• Zona întunecată: zona în care lumina nu pătrunde.

Faună și adaptări în zona fotică

Diferitele forme de viață și mecanismele lor de adaptare sunt direct corelate cu condițiile acestor zone fotice.

Zonele de intrare și amurg au condiții tolerabile pentru o varietate de organisme, de la insecte la vertebrate..

Zona întunecată prezintă condiții mai stabile decât zonele superficiale. De exemplu, nu este afectat de turbulența vânturilor și menține o temperatură practic constantă pe tot parcursul anului, dar aceste condiții sunt mai extreme din cauza absenței luminii și a imposibilității fotosintezei..

Din aceste motive, zonele carstice adânci sunt considerate sărace în nutrienți (oligotrofi), deoarece nu au producători primari fotosintetici..

Alte condiții limitative în formațiunile carstice

Pe lângă absența luminii în mediile endocarstice, în formațiunile carstice există și alte condiții limitative pentru dezvoltarea formelor de viață.

Unele medii cu conexiuni hidrologice la suprafață pot suferi inundații; peșterile deșertului pot experimenta perioade lungi de secetă, iar sistemele tubulare vulcanice pot experimenta o activitate vulcanică reînnoită.

În cavernele interne sau formațiunile endogene, pot apărea, de asemenea, o varietate de condiții care pun viața în pericol, cum ar fi concentrațiile toxice ale compușilor anorganici; sulf, metale grele, aciditate sau alcalinitate extremă, gaze letale sau radioactivitate.

Microorganisme ale zonelor endocarstice

Printre microorganismele care locuiesc în formațiunile endocarstice pot fi menționate bacteriile, archaea, ciupercile și există și viruși. Aceste grupuri de microorganisme nu prezintă diversitatea pe care o prezintă în habitatele de suprafață.

Multe procese geologice, cum ar fi oxidarea fierului și a sulfului, amonificarea, nitrificarea, denitrificarea, oxidarea anaerobă a sulfului, reducerea sulfatului (SO₄^Două-), ciclizarea metanului (formarea compușilor hidrocarburi ciclice din metan CH₄), printre altele, sunt mediate de microorganisme.

Ca exemple ale acestor microorganisme putem cita:

• Leptothrix sp., care afectează precipitațiile de fier în peșterile Borra (India).
• Bacillus pumilis izolat din peșterile Sahastradhara (India), mediază precipitarea carbonatului de calciu și formarea cristalelor de calcit.
• Bacterii filamentoase oxidante cu sulf Thiothrix sp., găsit în peștera Lower Kane, Wyomming (SUA).

Microorganismele zonelor exocarstice

Unele formațiuni exokarstice conțin deltaproteobacterii spp., acidobacterii spp., Nitrospira spp. Da proteobacterii spp.

În formațiunile hipogene sau endokarstice se pot găsi specii din genuri: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium Da Firmicute, printre alții.

Peisaje ale formațiunilor carstice din Spania

• Parcul Las Loras, desemnat Geoparc Mondial UNESCO, situat în partea de nord a Castilei și León.
• Peștera Papellona, ​​Barcelona.
• Peștera Ardales, Malaga.
• Peștera Santimamiñe, Țara goală.
• Peștera Covalanas, Cantabria.
• Peșterile din La Haza, Cantabria.
• Valea Miera, Cantabria.
• Sierra de Grazalema, Cádiz.
• Peștera Tito Bustillo, Ribadesella, Asturias.
• Torcal de Antequera, Malaga.
• Cerro del Hierro, Sevilla.
• Macizo de Cabra, Subbética Cordobesa.
• Parcul Natural Sierra de Cazorla, Jaén.
• Munții Anaga, Tenerife.
• Masivul Larra, Navarra.
• Valea Rudrón, Burgos.
• Parcul Național Ordesa, Huesca.
• Sierra de Tramontana, Mallorca.
• Mănăstirea de piatră, Zaragoza.
• Oraș fermecat, Cuenca.

Peisaje ale formațiunilor carstice din America Latină

• Lacurile Montebello, Chiapas, Mexic.
• El Zacatón, Mexic.
• Dolinas din Chiapas, Mexic.
• Cenote din Quintana Roo, Mexic.
• Peșterile Cacahuamilpa, Mexic.
• Tempisque, Costa Rica.
• Peștera Roraima Sur, Venezuela.
• Peștera Charles Brewer, Chimantá, Venezuela.
• La Danta System, Columbia.
• Gruta da Caridade, Brazilia.
• Cueva de los Tayos, Ecuador.
• Cura Knife System, Argentina.
• Insula Maicii Domnului, Chile.
• Formarea El Loa, Chile.
• Zona de coastă a Cordillera de Tarapacá, Chile.
• Formația Cutervo, Peru.
• Formația Pucará, Peru.
• Peștera Umajalanta, Bolivia.
• Formația Polanco, Uruguay.
• Vallemí, Paraguay.

Referințe

1. Barton, H.A. și Northup, D.E. (2007). Geomicrobiologia în mediul peșterii: perspective trecute, actuale și viitoare. Journal of Cave and Karst Studies. 67: 27-38.
2. Culver, D.C. și Pipan, T. (2009). Biologia peșterilor și a altor habitate subterane. Oxford, Marea Britanie: Oxford University Press.
3. Engel, A.S. (2007). Despre biodiversitatea habitatelor carstice sulfidice. Journal of Cave and Karst Studies. 69: 187-206.
4. Krajic, K. (2004). Biologii de peșteră descoperă comoara îngropată. Ştiinţă. 293: 2.378-2.381.
5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. și Wang, k. (2018). Răspunsurile comunității microbiene ale solului la cultivarea ierburilor furajere în solurile carstice degradate. Degradarea și dezvoltarea terenului. 29: 4.262-4.270.
6. doi: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, D.E. și Lavoie, K. (2001). Geomicrobiologia peșterilor: o recenzie. Jurnalul de Geomicrobiologie. 18: 199-222.