Quá trình và cảnh quan thiên thạch Karst ở Tây Ban Nha và Mỹ Latinh



các karst, Phù điêu karst hay karstic, là một dạng địa hình có nguồn gốc là do quá trình phong hóa bằng cách hòa tan các loại đá hòa tan như đá vôi, dolomit và thạch cao. Những phù điêu này được đặc trưng bằng cách trình bày một hệ thống thoát nước ngầm với hang động và cống.

Từ karst xuất phát từ tiếng Đức Karst, từ vựng với cái được gọi là vùng Italo-tiếng Slovenia Carso, nơi các hình thức cứu trợ karstic rất nhiều. Học viện Hoàng gia Tây Ban Nha đã phê duyệt việc sử dụng cả hai từ "karstic" và "karstic", với ý nghĩa tương đương.

Đá vôi là đá trầm tích có thành phần chủ yếu là:

  • Canxit (canxi cacbonat, CaCO3).
  • Magnesit (magiê cacbonat, MgCO3).
  • Khoáng chất với số lượng nhỏ làm thay đổi màu sắc và mức độ nén đá, chẳng hạn như đất sét (cốt liệu của silicat nhôm ngậm nước), hematit (khoáng chất Ferric Oxide Fe)2Ôi3), thạch anh (SiO silic khoáng)2) và siderit (khoáng vật cacbonat sắt FeCO)3).

Dolomite là một loại đá trầm tích được tạo thành từ quặng dolomit, là cacbonat kép của canxi và magiê CaMg (CO3)2.

Thạch cao là một loại đá bao gồm canxi sunfat hydrat (CaSO)4.2 giờ2O), có thể chứa một lượng nhỏ cacbonat, đất sét, oxit, clorua, silica và anhydrite (CaSO)4).

Chỉ số

  • 1 quá trình phong hóa Karst
  • 2 địa mạo của phù điêu karst
    • 2.1-Karstic nội bộ hoặc endocárstico
    • 2.2-Cứu trợ karstic bên ngoài, exocárstico hoặc epigénico
  • 3 hình thành Karst như khu vực cuộc sống
    • 3.1 Khu vực photic trong thành tạo karstic
    • 3.2 Động vật và sự thích nghi trong vùng ánh sáng
    • 3.3 Các điều kiện giới hạn khác trong thành tạo karst
    • 3.4 Vi sinh vật của vùng endocársticas
    • 3.5 Vi sinh vật của vùng ngoại bào
  • 4 Phong cảnh của sự hình thành karstic ở Tây Ban Nha
  • 5 Phong cảnh của sự hình thành karstic ở Mỹ Latinh
  • 6 tài liệu tham khảo

Quá trình phong hóa Karst

Các quá trình hóa học của sự hình thành karstic về cơ bản bao gồm các phản ứng sau:

  • Sự hòa tan của carbon dioxide (CO2) trong nước:

CO2  + H2O → H2CO3

  • Sự phân ly của axit cacbonic (H2CO3) trong nước:

H2CO3 + H2O → HCO3- + H3Ôi+

  • Dung dịch canxi cacbonat (CaCO)3) bằng cách tấn công axit:

CaCO3  + H3Ôi+ → Ca2+ + HCO3- + H2Ôi

  • Với một phản ứng tổng số kết quả:

CO2  + H2O + CaCO3 → 2HCO3- + Ca2+

  • Hoạt động của nước có ga có tính axit nhẹ, tạo ra sự phân ly của dolomit và nguồn cung cấp cacbonat tiếp theo:

CaMg (CO3)2 + 2 giờ2O + CO2 → CaCO3 + MgCO3 + 2 giờ2O + CO2

Các yếu tố cần thiết cho sự xuất hiện của phù điêu karstic:

  • Sự tồn tại của ma trận đá vôi.
  • Sự hiện diện phong phú của nước.
  • Nồng độ CO2 đáng giá trong nước; Nồng độ này tăng với áp suất cao và nhiệt độ thấp.
  • Nguồn sinh học của CO2. Sự hiện diện của vi sinh vật, tạo ra CO2 thông qua quá trình thở.
  • Đủ thời gian cho hành động của nước trên đá.

Cơ chế cho Giải thể đá chủ:

  • Tác dụng của dung dịch nước axit sunfuric (H2VẬY4).
  • Lưu hóa, nơi dòng dung nham hình thành hang động hình ống hoặc đường hầm.
  • Hành động ăn mòn vật lý của nước biển tạo ra các hang động biển hoặc ven biển, do tác động của sóng và vách đá làm suy yếu.
  • Các hang động ven biển được hình thành do tác động hóa học của nước biển, với sự hòa tan liên tục của đá chủ.

Địa mạo của phù điêu karst

Bức phù điêu karst có thể được hình thành bên trong một tảng đá chủ hoặc bên ngoài nó. Trong trường hợp đầu tiên, nó được gọi là cứu trợ karstic nội bộ, endocárstico hoặc hypogen, và trong trường hợp thứ hai karstic bên ngoài, exocárstico hoặc epigénico.

-Karstic nội bộ hoặc cứu trợ nội tiết

Các dòng nước ngầm lưu thông bên trong các lớp đá cacbonat, đang đào các lớp bên trong bên trong các tảng đá lớn, thông qua các quá trình hòa tan mà chúng ta đã đề cập.

Tùy thuộc vào đặc điểm của scour, các hình thức cứu trợ karstic nội bộ khác nhau được bắt nguồn.

Hang khô

Các hang khô được hình thành khi dòng nước bên trong rời khỏi các kênh đã đào qua đá.

Phòng trưng bày

Cách đơn giản nhất để đào qua nước bên trong hang là phòng trưng bày. Các phòng trưng bày có thể được mở rộng tạo thành "hầm" hoặc chúng có thể thu hẹp và tạo thành "hành lang" và "đường hầm". Bạn cũng có thể tạo thành "đường hầm phân nhánh" và nước dâng lên được gọi là "ống hút".

Thạch nhũ, măng đá và cột

Trong thời kỳ nước vừa rời khỏi đá, các phòng trưng bày còn lại có độ ẩm cao, chảy ra những giọt nước với canxi cacbonat hòa tan.

Khi nước bay hơi, cacbonat kết tủa ở trạng thái rắn và các thành tạo mọc lên từ mặt đất xuất hiện gọi là "măng đá", và các thành tạo khác mọc lơ lửng trên trần hang, được gọi là "nhũ đá".

Khi một nhũ đá và một măng đá trùng khớp trong cùng một không gian, kết hợp với nhau, một "cột" được hình thành bên trong các hang động.

Đại bác

Khi mái của các hang động sụp đổ và sụp đổ, "đại bác" được hình thành. Xuất hiện những vết cắt rất sâu và những bức tường thẳng đứng, nơi những con sông bề mặt có thể lưu thông.

-Cứu trợ karstic bên ngoài, exocárstico hoặc epigénico

Sự hòa tan của đá vôi bằng nước có thể đục thủng đá trên bề mặt của nó và tạo thành những khoảng trống hoặc khoang có kích thước khác nhau. Các hốc này có thể có đường kính vài mm, các hốc lớn có đường kính vài mét hoặc các kênh hình ống gọi là "lapiaces".

Khi đủ phát triển một lapiaz và tạo ra trầm cảm, các hình thức cứu trợ karst khác gọi là "dolinas", "uvalas" và "poljes" xuất hiện.

Cá heo

Dolina là một trầm cảm với một cơ sở hình tròn hoặc elip, có kích thước có thể đạt tới vài trăm mét.

Thông thường, nước tích tụ trong các hố sụt, bằng cách hòa tan các cacbonat, đào một hố hình phễu.

Uvalas

Khi một số hố sụt phát triển và hợp nhất trong một cơn trầm cảm lớn, một "uvala" hình thành.

Poljes

Khi hình thành một vùng trũng lớn với đáy phẳng và kích thước tính bằng km, nó được gọi là "poljé".

Về mặt lý thuyết, một polje là một sự đa dạng to lớn, và trong polje, các dạng karstic nhỏ hơn tồn tại: uvalas và cá heo.

Trong các mạng lưới, một mạng lưới các kênh nước được hình thành với một dòng chảy vào nước ngầm.

Karst hình thành như khu vực cuộc sống

Trong các thành tạo karstic có không gian giữa các tế bào, lỗ chân lông, đoàn thể, gãy xương, khe nứt và ống dẫn, có bề mặt có thể bị vi sinh vật xâm chiếm.

Khu vực photic trong hình thành karstic

Trong các bề mặt của phù điêu karst, ba vùng ánh sáng được tạo ra như là một chức năng của sự thâm nhập và cường độ của ánh sáng. Những khu vực này là:

  • Khu vực lối vào: khu vực này tiếp xúc với bức xạ mặt trời với chu kỳ chiếu sáng hàng ngày vào ban đêm.
  • Khu vực hoàng hôn: vùng trung gian.
  • Vùng tối: khu vực nơi ánh sáng không xuyên qua.

Động vật và thích nghi trong khu vực ảo ảnh

Các dạng sống khác nhau và cơ chế thích nghi của chúng tương quan trực tiếp với các điều kiện của các vùng tế bào này.

Khu vực nhập cảnh và bán đảo có điều kiện chấp nhận được đối với nhiều loại sinh vật, từ côn trùng đến động vật có xương sống.

Vùng tối có điều kiện ổn định hơn so với diện tích bề mặt. Ví dụ, nó không bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu loạn của gió và duy trì nhiệt độ thực tế không đổi trong suốt cả năm, nhưng những điều kiện này cực đoan hơn do không có ánh sáng và không thể thực hiện quang hợp..

Vì những lý do này, các khu vực karst sâu được coi là nghèo chất dinh dưỡng (oligotrophic), vì chúng thiếu các nhà sản xuất chính quang hợp.

Điều kiện hạn chế khác trong sự hình thành karstic

Ngoài việc không có ánh sáng trong môi trường endocársticos, trong các thành tạo karstic còn có các điều kiện hạn chế khác để phát triển các dạng sống.

Một số môi trường có kết nối thủy văn với bề mặt, có thể bị ngập lụt; các hang động của sa mạc có thể trải qua thời kỳ hạn hán kéo dài và hệ thống hình ống có nguồn gốc núi lửa có thể trải nghiệm hoạt động núi lửa được làm mới.

Trong hang động bên trong hoặc hình thành nội sinh, một loạt các điều kiện đe dọa tính mạng cũng có thể có mặt, chẳng hạn như nồng độ độc hại của các hợp chất vô cơ; Lưu huỳnh, kim loại nặng, độ axit hoặc độ kiềm cực cao, khí gây chết người hoặc phóng xạ.

Vi sinh vật của vùng endocársticas

Trong số các vi sinh vật sống trong sự hình thành endocársticas có thể kể đến vi khuẩn, vi khuẩn cổ, nấm và cũng có virus. Những nhóm vi sinh vật này không cho thấy sự đa dạng mà chúng thể hiện trong môi trường sống bề mặt.

Nhiều quá trình địa chất như oxy hóa sắt và lưu huỳnh, amoni hóa, nitrat hóa, khử nitrat, oxy hóa kỵ khí của lưu huỳnh, khử sunfat (SO)42-), chu trình metan (hình thành các hợp chất hydrocarbon tuần hoàn từ metan CH4), trong số những người khác, được trung gian bởi các vi sinh vật.

Như ví dụ về các vi sinh vật này, chúng tôi có thể đề cập:

  • Leptothrix sp., có tác dụng kết tủa sắt trong hang Borra (Ấn Độ).
  • Bacillus pumilis phân lập từ các hang động Sahastradhara (Ấn Độ), là trung gian của sự kết tủa canxi cacbonat và sự hình thành các tinh thể canxit.
  • Vi khuẩn dạng sợi lưu huỳnh oxy hóa Thiothrix sp., được tìm thấy trong hang động Lower Kane, Wyomming (Hoa Kỳ).

Vi sinh vật của vùng ngoại bào

Một số hình thành exokarstic có chứa vi khuẩn deltaproteobacteria spp., vi khuẩn axit spp., Nitrospira spp. và vi khuẩn spp.

Trong các thành tạo hypogen hoặc endokársticas có thể được tìm thấy các loại: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium và Công ty, trong số những người khác.

Phong cảnh của sự hình thành karstic ở Tây Ban Nha

  • Công viên Las Loras, được chỉ định là Công viên địa chất thế giới của UNESCO, nằm ở phía bắc của Castilla y León.
  • Hang Papellona, ​​Barcelona.
  • Hang Ardales, Málaga.
  • Hang Santimamiñe, Vazco Country.
  • Hang Covalanas, Cantabria.
  • Hang động La Haza, Cantabria.
  • Valle del Miera, Cantabria.
  • Sierra de Grazalema, Cádiz.
  • Hang Tito Bustillo, Ribadesella, Asturias.
  • Torcal de Antequera, Málaga.
  • Cerro del Hierro, Seville.
  • Chất rắn của Cabra, Subbética cordobesa.
  • Công viên tự nhiên Sierra de Cazorla, Jaén.
  • Dãy núi Anaga, Tenerife.
  • Macizo de Larra, Navarra.
  • Thung lũng Rudrón, Burgos.
  • Công viên quốc gia Ordesa, Huesca.
  • Sierra de Tramontana, Mallorca.
  • Monasterio de Pira, Zaragoza.
  • Thành phố mê hoặc, Cuenca.

Phong cảnh của sự hình thành karstic ở Mỹ Latinh

  • Lagos de Montebello, Chiapas, Mexico.
  • El Zacatón, Mexico.
  • Dolina of Chiapas, Mexico.
  • Cenote của Quintana Roo, Mexico.
  • Grutas de Cacahuamilpa, Mexico.
  • Tempisque, Costa Rica.
  • Hang động Roraima Sur, Venezuela.
  • Hang động Charles Brewer, Chimantá, Venezuela.
  • Hệ thống La Danta, Colombia.
  • Gruta da Caridade, Brazil.
  • Cueva de los Tayos, Ecuador.
  • Hệ thống Cuchillo Curá, Argentina.
  • Đảo Madre de Dios, Chile.
  • Thành lập El Loa, Chile.
  • Khu vực ven biển của Cordillera de Tarapacá, Chile.
  • Thành lập Cutervo, Peru.
  • Thành lập Pucará, Peru.
  • Hang động Umajalanta, Bôlivia.
  • Đào tạo Polanco, Uruguay.
  • Vallemí, Paraguay.

Tài liệu tham khảo

  1. Barton, H.A. và Northup, D.E. (2007). Địa sinh học trong môi trường hang động: viễn cảnh quá khứ, hiện tại và tương lai. Tạp chí Nghiên cứu Cave và Karst. 67: 27-38.
  2. Người nấu ăn, D.C. và Pipan, T. (2009). Sinh học của hang động và môi trường sống dưới mặt đất khác. Oxford, Vương quốc Anh: Nhà xuất bản Đại học Oxford.
  3. Tiếng Anh, A.S. (2007). Về đa dạng sinh học của môi trường karst sulfidic. Tạp chí Nghiên cứu Cave và Karst. 69: 187-206.
  4. Krajic, K. (2004). Các nhà sinh vật học khai quật kho báu chôn cất. Khoa học 293: 2.378-2.381.
  5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Trịnh, L. và Wang, k. (2018). Phản ứng của cộng đồng vi sinh vật đất đối với canh tác cỏ cỏ trong đất karst bị suy thoái. Suy thoái và phát triển đất đai. 29: 4.262-4.270.
  6. doi: 10.1002 / ldr.3188
  7. Northup, D.E. và Lavoie, K. (2001). Địa chất học của hang động: Một đánh giá. Tạp chí địa sinh học. 18: 199-222.