Μετεωρολογικές διεργασίες του καρστικού και τοπία στην Ισπανία και τη Λατινική Αμερική

Το καρστ, καρστικού ή καρστικών ανακούφιση, είναι μια μορφή τοπογραφίας των οποίων η προέλευση οφείλεται στις καιρικές συνθήκες διεργασίες με διάλυση διαλυτού βράχους ασβεστόλιθοι, δολομίτες και γύψος. Αυτά τα ανάγλυφα χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός υπόγειου συστήματος αποστράγγισης με σπηλιές και αποχετεύσεις.

Η λέξη καρστος προέρχεται από τη γερμανική Karst, λεξιλόγιο με αυτό που ονομάζεται ιταλο-σλοβενική ζώνη Carso, όπου οι μορφές καρστικής ανακούφισης αφθονούν. Η Βασιλική Ισπανική Ακαδημία ενέκρινε τη χρήση των δύο λέξεων "karstic" και "karstic", με ισοδυναμία νοήματος.

Οι βράχοι ασβεστόλιθου είναι ιζηματογενείς βράχοι που αποτελούνται κυρίως από:

• Καλκίτης (ανθρακικό ασβέστιο, CaCO₃).
• Μαγνησίτης (ανθρακικό μαγνήσιο, MgCO₃).
• Ορυκτά σε μικρές ποσότητες που τροποποιούν το χρώμα και το βαθμό της συμπίεσης του βράχου, όπως άργιλοι (συναθροίζει ενυδατωμένα πυριτικά άλατα αργιλίου), αιματίτη (τρισθενούς σιδήρου μετάλλευμα οξειδίου Fe₂Ο₃), χαλαζία (ορυκτό οξείδιο του πυριτίου)₂) και siderite (FeCO ανθρακικό μετάλλευμα σιδήρου)₃).

Ο Dolomite είναι ένας ιζηματογενής βράχος που αποτελείται από μεταλλεύματα δολομίτη, το οποίο είναι διπλό ανθρακικό ασβέστιο και μαγνήσιο CaMg (CO₃)₂.

Ο γύψος είναι ένας βράχος που αποτελείται από ένυδρο θειικό ασβέστιο (CaSO)₄.2Η₂O), η οποία μπορεί να περιέχει μικρές ποσότητες ανθρακικών αλάτων, αργίλου, οξειδίων, χλωριδίων, πυριτίας και ανυδρίτη (CaSO)₄).

Ευρετήριο

• 1 Διαδικασίες αντοχής στον καρπό
• 2 Γεωμορφολογία των καρστικών αναγλύφων
  • 2.1-Εσωτερικό καρστικό ή ενδοκαρστικό
  • 2.2-Εξωτερική καρστική ανακούφιση, exocárstico ή epigénico
• 3 σχηματισμοί καρστ ως ζώνες ζωής
  • 3.1 Φωτικές περιοχές σε καρστικούς σχηματισμούς
  • 3.2 Πανίδα και προσαρμογές στη φωτοτική ζώνη
  • 3.3 Άλλες οριακές συνθήκες σε καρστικούς σχηματισμούς
  • 3.4 Μικροοργανισμοί των ζωνών ενδοκαρδίας
  • 3.5 Μικροοργανισμοί των εξωκαρδιακών ζωνών
• 4 Τοπία καρστικών σχηματισμών στην Ισπανία
• 5 Τοπία καρστικών σχηματισμών στη Λατινική Αμερική
• 6 Αναφορές

Διαδικασίες αντοχής στο κάρσιμο

Οι χημικές διεργασίες του καρστικού σχηματισμού βασικά περιλαμβάνουν τις ακόλουθες αντιδράσεις:

• Η διάλυση του διοξειδίου του άνθρακα (CO₂) σε νερό:

CO₂  + H₂O → H₂CO₃

• Η διάσπαση του ανθρακικού οξέος (Η₂CO₃) σε νερό:

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^- + H₃Ο⁺

• Το διάλυμα ανθρακικού ασβεστίου (CaCO)₃) με όξινη επίθεση:

CaCO₃  + H₃Ο⁺ → Ca²⁺ + HCO₃^- + H₂Ο

• Με αποτέλεσμα συνολική αντίδραση:

CO₂  + H₂Ο + CaCO₃ → 2HCO₃^- + Ca²⁺

• Η δράση ελαφρώς όξινων ανθρακούχων νερών, που παράγουν την αποσύνδεση του δολομίτη και την επακόλουθη παροχή ανθρακικού άλατος:

CaMg (CO₃)₂ + 2Η₂O + CO₂ → CaCO₃ + MgCO₃ + 2Η₂O + CO₂

Απαιτούμενοι παράγοντες για εμφάνιση καρστικής ανακούφισης:

• Η ύπαρξη ενός πίνακα ασβεστόλιθου.
• Η άφθονη παρουσία νερού.
• Η συγκέντρωση του CO₂ αισθητή στο νερό. Η συγκέντρωση αυτή αυξάνεται με υψηλές πιέσεις και χαμηλές θερμοκρασίες.
• Βιογενείς πηγές CO₂. Παρουσία μικροοργανισμών, οι οποίοι παράγουν CO₂ μέσω της διαδικασίας αναπνοής.
• Αρκετός χρόνος για τη δράση του νερού στο βράχο.

Μηχανισμοί για Διαλυτοποίηση του βράχου υποδοχής:

• Η δράση υδατικών διαλυμάτων θειικού οξέος (Η₂Έτσι₄).
• Βουλκανισμός, όπου η λάβα ρέει από σωληνωτά σπήλαια ή σήραγγες.
• Φυσική διαβρωτική δράση του θαλασσινού νερού που παράγει θαλάσσια ή παράκτια σπήλαια, από την επίδραση των κυμάτων και του υποβαθμισμένου βράχου.
• Παράκτιες σπηλιές που σχηματίζονται από τη χημική δράση του θαλασσινού νερού, με σταθερή διαλυτοποίηση των πετρωμάτων του ξενιστή.

Γεωμορφολογία των καρστικών αναγλύφων

Η καρστική ανακούφιση μπορεί να διαμορφωθεί μέσα σε ένα βράχο υποδοχής ή έξω από αυτό. Στην πρώτη περίπτωση ονομάζεται εσωτερική, endocárstico ή hypogenic καρστική ανακούφιση, και στη δεύτερη περίπτωση εξωτερικής, exocárstico ή epigenic καρστικών ανακούφιση.

-Εσωτερική καρστική ή ενδοκυστική ανακούφιση

Τα υπόγεια ρεύματα νερού που κυκλοφορούν μέσα στα κρεβάτια των ανθρακικών πετρωμάτων, σκάβουν εσωτερικά μαθήματα μέσα στους μεγάλους βράχους, μέσα από τις διαδικασίες διάλυσης που έχουμε αναφέρει.

Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά του αφρού, δημιουργούνται διάφορες μορφές εσωτερικής καρστικής ανακούφισης.

Ξηρά σπήλαια

Οι ξηρές σπηλιές σχηματίζονται όταν τα εσωτερικά ρεύματα νερού αφήνουν αυτά τα κανάλια που έχουν σκάψει μέσα από τα βράχια.

Γκαλερί

Ο ευκολότερος τρόπος σκαμμένα από το νερό μέσα σε μια σπηλιά είναι η γκαλερί. Οι στοές μπορεί να καμφθεί για να σχηματίσουν «θόλων» ή μπορεί να στενέψει και να «διαδρόμους» και «σήραγγες» .Επίσης μπορεί να σχηματιστεί «διακλαδισμένο σήραγγες» και την προώθηση του νερού που ονομάζεται «παγίδες».

Σταλακτίτες, σταλαγμίτες και στήλες

Κατά τη διάρκεια της περιόδου κατά την οποία το νερό έχει μόλις εγκαταλείψει την πορεία του μέσα σε ένα βράχο, οι εναπομείνασες στοές έχουν με υψηλό βαθμό υγρασίας, αποπνέοντας σταγονίδια νερού με διαλυμένο ανθρακικό ασβέστιο.

Όταν το νερό εξατμίζεται ιζήματος ανθρακικού και στερεών σχηματισμών αυξάνεται από τις κλήσεις ορόφου φαίνονται «σταλαγμίτες», και άλλους σχηματισμούς αναπτύσσονται κρέμονται από την οροφή του σπηλαίου, που ονομάζεται «σταλακτίτες».

Όταν ένας σταλακτίτης και ένα σταλαγμίτης συμπίπτουν στον ίδιο χώρο, ενώνονται μεταξύ τους, σχηματίζεται μια "στήλη" μέσα στις σπηλιές.

Κανόνια

Όταν η στέγη των σπηλαίων καταρρέει και καταρρέει, σχηματίζονται τα "κανόνια". Υπάρχουν πολύ βαθιές κοπές και κατακόρυφα τοιχώματα όπου τα ποτάμια μπορούν να κυκλοφορήσουν.

-Εξωτερική καρστική ανακούφιση, exocárstico ή epigénico

Η διάλυση του ασβεστολιθικού πετρίου με νερό μπορεί να διατρυπά το βράχο στην επιφάνεια του και να σχηματίζει κενά ή κοιλότητες διαφορετικών μεγεθών. Αυτές οι κοιλότητες μπορεί να έχουν διάμετρο λίγων χιλιοστών, μεγάλες κοιλότητες διαμέτρου αρκετών μέτρων ή σωληνοειδείς διαύλους που ονομάζονται "lapiaces".

Όταν αναπτύσσονται ικανοποιητικά ένα lapiaz και παράγουν μια κατάθλιψη, εμφανίζονται άλλες μορφές καρστικού αναγλύφου που ονομάζονται "δολίνες", "uvalas" και "poljes".

Dolinas

Η κοιλάδα είναι μια κοιλότητα με κυκλική ή ελλειπτική βάση, το μέγεθος των οποίων μπορεί να φτάσει αρκετές εκατοντάδες μέτρα.

Συχνά, το νερό συσσωρεύεται στις βυθιζόμενες κοιλότητες, οι οποίες, με τη διάλυση των ανθρακικών αλάτων, σκάβουν μια χοάνη σχήματος χοάνης.

Uvalas

Όταν μεγαλώνουν και συγκεντρώνονται πολλές δεξαμενές σε μια μεγάλη κατάθλιψη, σχηματίζεται ένα "uvala".

Πολέζ

Όταν σχηματίζει μια μεγάλη κατάθλιψη με ένα επίπεδο πάτο και διαστάσεις σε χιλιόμετρα, ονομάζεται "poljé".

Ένα polje είναι θεωρητικά μια τεράστια ποικιλία, και μέσα στο polje υπάρχουν οι μικρότερες καρστικές μορφές: uvalas και dolines.

Στα χωράφια σχηματίζεται δίκτυο καναλιών νερού με νεροχύτη που ρέει σε υπόγεια ύδατα.

Οι σχηματισμοί καρστ ως ζώνες ζωής

Στους καρστικούς σχηματισμούς υπάρχουν διακλαδικοί χώροι, πόροι, ενώσεις, κατάγματα, ρωγμές και αγωγοί, των οποίων οι επιφάνειες μπορούν να αποικιστούν από μικροοργανισμούς.

Φωτικές περιοχές σε καρστικούς σχηματισμούς

Σε αυτές τις επιφάνειες των καρστικών ανάγλυφων δημιουργούνται τρεις φωστικές ζώνες ως συνάρτηση της διείσδυσης και της έντασης του φωτός. Αυτές οι ζώνες είναι:

• Είσοδος: Η περιοχή αυτή εκτίθεται σε ηλιακή ακτινοβολία με καθημερινό κύκλο φωτισμού ημέρας-νύχτας.
• Ζώνη λυκόφωτος: ενδιάμεση φοθετική ζώνη.
• Σκοτεινή περιοχή: περιοχή όπου το φως δεν διεισδύει.

Πανίδα και προσαρμογές στη φωτοτική ζώνη

Οι διαφορετικές μορφές ζωής και οι μηχανισμοί προσαρμογής τους συσχετίζονται άμεσα με τις συνθήκες αυτών των φυτικών ζωνών.

Οι ζώνες εισόδου και πτώσης έχουν ανεκτές συνθήκες για ποικίλους οργανισμούς, από έντομα έως σπονδυλωτά.

Η σκοτεινή περιοχή παρουσιάζει πιο σταθερό από τις συνθήκες επιφανειακές περιοχές. Για παράδειγμα, δεν επηρεάζεται από την αναταραχή του ανέμου και διατηρεί μια αρκετά σταθερή θερμοκρασία όλο το χρόνο, αλλά αυτές οι συνθήκες είναι πιο ακραίες σε απουσία φωτός και της αδυναμίας της φωτοσύνθεσης.

Για τους λόγους αυτούς, οι βαθιές καρστικές περιοχές θεωρούνται φτωχές σε θρεπτικές ουσίες (ολιγοτροφικές), επειδή δεν διαθέτουν φωτοσυνθετικούς πρωτογενείς παραγωγούς.

Άλλες οριακές συνθήκες σε καρστικούς σχηματισμούς

Εκτός από την απουσία φωτός σε περιβάλλοντα endocársticos, στους καρστικούς σχηματισμούς υπάρχουν και άλλες περιοριστικές συνθήκες για την ανάπτυξη μορφών ζωής.

Ορισμένα περιβάλλοντα με υδρολογικές συνδέσεις στην επιφάνεια μπορεί να υποστούν πλημμύρες. τα σπήλαια ερήμων μπορούν να περάσουν από μεγάλες περιόδους ξηρασίας και τα σωληνωτά συστήματα ηφαιστειακής προέλευσης μπορούν να βιώσουν την ανανεωμένη ηφαιστειακή δραστηριότητα.

Σε εσωτερικές σπηλιές ή ενδογενείς σχηματισμούς, μπορεί επίσης να υπάρχουν διάφορες απειλητικές για τη ζωή καταστάσεις, όπως τοξικές συγκεντρώσεις ανόργανων ενώσεων. Θείο, βαρέα μέταλλα, ακραία οξύτητα ή αλκαλικότητα, θανατηφόρα αέρια ή ραδιενέργεια.

Μικροοργανισμοί των ζωνών ενδοκαρδίας

Μεταξύ των μικροοργανισμών που κατοικούν στους ενδοκαρπικούς σχηματισμούς μπορούν να αναφερθούν βακτηρίδια, αρχάδες, μύκητες και υπάρχουν επίσης ιούς. Αυτές οι ομάδες μικροοργανισμών δεν δείχνουν την ποικιλομορφία που εμφανίζουν στους επιφανειακούς οικοτόπους.

Πολλές γεωλογικές διεργασίες όπως η οξείδωση σιδήρου και θείου, η αμμωνιοποίηση, η νιτροποίηση, η απονίτρωση, η αναερόβια οξείδωση του θείου, η μείωση των θειικών αλάτων (SO)₄^2-), κυκλοποίηση μεθανίου (σχηματισμός κυκλικών ενώσεων υδρογονανθράκων από μεθάνιο CH₄), μεταξύ άλλων, προκαλούνται από μικροοργανισμούς.

Ως παραδείγματα αυτών των μικροοργανισμών μπορούμε να αναφέρουμε:

• Leptothrix sp., που επιφέρει την καθίζηση του σιδήρου στις σπηλιές Borra (Ινδία).
• Bacillus pumilis που απομονώνονται από τις σπηλιές Sahastradhara (Ινδία), οι οποίες μεσολαβούν στην καταβύθιση του ανθρακικού ασβεστίου και στο σχηματισμό κρυστάλλων ασβεστίου.
• Ορυκτά βακτήρια οξειδώσεως του θείου Thiothrix sp., που βρέθηκαν στο σπήλαιο Lower Kane, Wyomming (ΗΠΑ).

Μικροοργανισμοί εξωκαρδιακών ζωνών

Περιέχουν ορισμένοι εξωσάρχικοί σχηματισμοί deltaproteobacteria spp., τα όξινα βακτήρια spp., Nitrospira spp. και προστατοβακτήρια spp.

Στους υπογονικούς ή ενδοκαρδικούς σχηματισμούς μπορεί να βρεθούν είδη των ειδών: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium και Επιχειρήσεις, μεταξύ άλλων.

Τοπία των καρστικών σχηματισμών στην Ισπανία

• Το Las Loras Park, που ονομάζεται Παγκόσμιο Γεωπάρκο της UNESCO, βρίσκεται στο βόρειο τμήμα της Καστίγια και Λεόν.
• Σπήλαιο Παπελόνων, Βαρκελώνη.
• Σπήλαιο Ardales, Μάλαγα.
• Σπήλαιο Santimamiñe, χώρα Vazco.
• Σπήλαιο Κοβαλάνες, Κανταβρία.
• Σπήλαια Λα Χάζα, Κανταβρία.
• Valle del Miera, Κανταβρία.
• Sierra de Grazalema, Cádiz.
• Σπήλαιο Tito Bustillo, Ribadesella, Αστούριας.
• Torcal de Antequera, Μάλαγα.
• Cerro del Hierro, Σεβίλλη.
• Στερεά από Cabra, Subbética cordobesa.
• Φυσικό Πάρκο της Σιέρα ντε Cazorla, Jaén.
• Βουνά της Anaga, Τενερίφη.
• Macizo de Larra, Ναβάρα.
• Κοιλάδα του Rudrón, Μπούργκος.
• Εθνικό Πάρκο της Ordesa, Huesca.
• Sierra de Tramontana, Μαγιόρκα.
• Monasterio de Piedra, Σαραγόσα.
• Enchanted City, Κουένκα.

Τοπία των καρστικών σχηματισμών στη Λατινική Αμερική

• Lagos de Montebello, Chiapas, Μεξικό.
• El Zacatón, Μεξικό.
• Dolinas of Chiapas, Μεξικό.
• Cenotes της Quintana Roo, Μεξικό.
• Grutas de Cacahuamilpa, Μεξικό.
• Tempisque, Κόστα Ρίκα.
• Σπήλαιο Roraima Sur, Βενεζουέλα.
• Σπήλαιο Charles Brewer, Chimantá, Βενεζουέλα.
• Σύστημα της La Danta, Κολομβία.
• Gruta da Caridade της Βραζιλίας.
• Cueva de los Tayos, Εκουαδόρ.
• Σύστημα Cuchillo Curá, Αργεντινή.
• Νησί Madre de Dios, Χιλή.
• Σχηματισμός του El Loa, Χιλή.
• Παράκτια περιοχή της Cordillera de Tarapacá, Χιλή.
• Σχηματισμός του Cutervo, Περού.
• Σχηματισμός της Pucará, Περού.
• Σπήλαιο της Umajalanta, Βολιβία.
• Εκπαίδευση Polanco, Ουρουγουάη.
• Vallemi, Παραγουάη.

Αναφορές

1. Barton, Η.Α. και Northup, D.E. (2007). Γεωμικροβιολογία σε περιβάλλον σπηλαίων: προηγούμενες, τρέχουσες και μελλοντικές προοπτικές. Περιοδικό Σπηλαίων και Καρστ. 67: 27-38.
2. Culver, D.C. και Pipan, Τ. (2009). Η βιολογία των σπηλαίων και άλλων υπόγειων οικοτόπων. Oxford, UK: Oxford University Press.
3. Engel, A.S. (2007). Σχετικά με τη βιοποικιλότητα των σουλφιδικών καρστικών ενδιαιτημάτων. Περιοδικό Σπηλαίων και Καρστ. 69: 187-206.
4. Krajic, Κ. (2004). Οι βιολόγοι σπηλαίων ξεθάβουν τον θαμμένο θησαυρό. Επιστήμη 293: 2,378-2,381.
5. Li, D., Liu, J., Chen, Η., Zheng, L. and Wang, k. (2018). Αντιδράσεις της μικροβιακής κοινότητας του εδάφους στην καλλιέργεια χόρτων για φύτευση σε υποβαθμισμένα εδάφη καρστικού. Καταστροφή και ανάπτυξη γης. 29: 4,262-4,270.
6. doi: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, D.E. και Lavoie, Κ. (2001). Γεωμικροβιολογία σπηλαίων: Μια ανασκόπηση. Journal of Geomicrobiology. 18: 199-222.