Πώς σχηματίζονται τα υπόγεια ύδατα να σχηματίσουν σπηλιές;
1. Ελαφρώς όξινο υπόγεια ύδατα:
- Το βρόχινο νερό απορροφά φυσικά το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα καθώς πέφτει.
- Αυτό κάνει το νερό της βροχής ελαφρώς όξινο, σχηματίζοντας ένα αδύναμο ανθρακικό οξύ (H2CO3).
- Καθώς αυτό το νερό εισέρχεται στο έδαφος, συνεχίζει να απορροφά περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από την αποσύνθεση της οργανικής ύλης στο έδαφος.
2. Διάλυση του βράχου:
- Όταν αυτό το ελαφρώς όξινο υπόγεια ύδατα συναντά διαλυτά πετρώματα όπως ασβεστόλιθο (ανθρακικό ασβέστιο), αρχίζει να τα διαλύει.
- Η χημική αντίδραση είναι:
- CACO3 (ασβεστόλιθος) + H2CO3 (καρβονικό οξύ) → CA (HCO3) 2 (διττανθρακικό ασβέστιο) + H2O (νερό)
- Το διττανθρακικό ασβέστιο διαλύεται στο νερό και απομακρύνεται.
3. Σχηματισμός σπηλαίων:
- Σε μεγάλες χρονικές περιόδους, αυτή η διαδικασία διάλυσης σταδιακά διευρύνει τις ρωγμές και τα κατάγματα στο βράχο, σχηματίζοντας κοιλότητες.
- Καθώς οι κοιλότητες μεγαλώνουν, τελικά γίνονται αρκετά μεγάλες για να θεωρηθούν σπηλιές.
- Το μέγεθος και το σχήμα της σπηλιάς εξαρτώνται από παράγοντες όπως ο τύπος του βράχου, η οξύτητα του νερού και ο χρόνος που το νερό ρέει μέσα από το βράχο.
Πρόσθετοι παράγοντες:
- κατάγματα και αρθρώσεις: Τα προϋπάρχοντα κατάγματα και οι αρθρώσεις στο βράχο παρέχουν μονοπάτια για τα υπόγεια ύδατα να ρέουν και να επιταχύνουν τη διαδικασία διάλυσης.
- διακυμάνσεις του τραπεζιού νερού: Οι αλλαγές στο επίπεδο του τραπεζιού μπορούν να εκθέσουν νέες περιοχές του βράχου σε όξινα υπόγεια ύδατα, οδηγώντας σε περαιτέρω διάλυση.
- Χημική σύνθεση: Η χημική σύνθεση των υπόγειων υδάτων μπορεί επίσης να επηρεάσει την ικανότητά του να διαλύει το βράχο. Για παράδειγμα, το νερό πλούσιο σε οργανικά οξέα μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικό στη διάλυση του ασβεστόλιθου από το νερό με μόνο ανθρακικό οξύ.
Συνοπτικά:
Η ελαφρώς όξινη φύση του υπόγειου νερού του επιτρέπει να διαλύει διαλυτά βράχια όπως ασβεστόλιθο, οδηγώντας στο σχηματισμό σπηλαίων για εκατομμύρια χρόνια. Αυτή η διαδικασία επηρεάζεται από παράγοντες όπως ο τύπος βράχου, η οξύτητα του νερού και οι διακυμάνσεις του τραπεζιού του νερού.
