Rozdział 11. Zjawiska i formy krasowe

PDF:

Proces krasowy

• Polega na rozpuszczaniu przez wodę skał węglanowych i gipsowo-solnych.

• Uzależniony jest od temperatury, przepływu wody i zawartości dwutlenku węgla w wodzie.

• Woda (H₂O) zawierająca dwutlenek węgla (CO₂) tworzy słaby kwas węglowy (H₂CO₃), który oddziałując na węglan wapnia (CaCO₃) przekształca go w rozpuszczalny wodorowęglan wapnia (Ca(HCO₃)₂) usuwany wraz z wodą.

• Procesy krasowienia mogą być również wywoływane przez kwaśne deszcze.

• Temperatura.

1. Rozpuszczone pod wpływem skały:

- pierwotna skała w postaci jonowej

- zwietrzelina- składniki skały trudno lub w ogóle nie rozpuszczalne

Podatne na rozpuszczanie są:

- chlorki

- siarczany

- węglany, zwłaszcza węglan wapnia

Skały podatne:

- wapienie

- gipsy

- skały solne tabela!

Formy po rozpuszczeniu skał:

- obniżenia bezodpływowe

- żłobki

- rynny

- jaskinie

- próżnie

- znikające pod ziemią rzeki i potoki

KRAS- zjawisko wywołane rozpuszczeniem skał, czyli charakterystycznych form terenu

(Zjawiska krasowe) czynnik morfogenetyczny

Wikipedia: Kras (procesy krasowe, krasowienie) - procesy rozpuszczania skał przez wody powierzchniowe i podziemne, jeden z rodzajów wietrzenia chemicznego. Krasowieniu podlegają skały krasowiejące: przede wszystkim wapienie, a także dolomity, margle, gips, anhydryt, halit (potocznie sól kamienna).

Mianem krasu określa się również formy powierzchni Ziemi powstałe w wyniku powyższych procesów, a także obszar, na jakim te procesy i formy występują. Szczegółowo zjawiskiem krasu zajmuje się krasologia.

Nazwa "kras" pochodzi od chorwackiego słowa "krš", które po polsku znaczy: kamień lub skała. Do popularyzacji i przyjęcia przez naukowców tego terminu, przyczynił się wygląd od płaskowyżu Kras w Słowenii, zbudowanej z silnie spękanych, białych wapieni, na których w klasycznej postaci rozwinęły się zjawiska i formy krasowe

KRASOWIENIE- termin odnosi się do procesu rozpuszczania i jego skutków.

Wikipedia: Krasowienie, proces polegający na rozpuszczaniu i wymywaniu skał węglanowych przez wody zawierające dwutlenek węgla, poszerzaniu szczelin i spękań w skale oraz wytrącaniu węglanów wapnia (aragonitu i kalcytu) i osadzaniu ich na powierzchni skały w postaci nacieków.

2. Rozkład węglanów, także gipsów i innych skał krasowiejących, odbywa się za pośrednictwem licznych i różnorodnych reakcji chemicznych.

Wzór:

Dla węglanów to głównie jest rozkład.

KARBONATYZACJI- rozkład pod wpływem dwutlenku węgla.

Wikipedia: Karbonatyzacja (uwęglanowienie) - reakcja chemiczna między kwasem węglowym a minerałami.

Jest to jeden z najbardziej rozpowszechnionych procesów wietrzenia chemicznego ze względu na wszechobecność dwutlenku węgla rozpuszczonego w wodach, mających kontakt z powietrzem. Dwutlenek węgla w wodzie tworzy kwas węglowy, co powoduje, że świeża woda deszczowa ma zawsze odczyn lekko kwaśny.

Pod wpływem kwasu węglowego minerały całkowicie lub częściowo się rozpuszczają, a zawarte w ich składzie metale przechodzą do roztworu jako wodorowęglany. Proces karbonatyzacji powoduje również szybki rozkład minerałów krzemianowych, które zmieniają się w nierozpuszczalny kwas ortokrzemowy oraz węglany metali.

O charakterze i intensywności rozkładu węglanów decydują:

• stan równowagi chemicznej systemu H2O - CO2 - CaCO3(węglan wapnia), od którego zależy, jaką objętość skały może ulec rozpuszczeniu;

• kinetyka poszczególnych reakcji, od której zależy, jak szybko ta objętość skały przejdzie do roztworu.

Rozkład węglanów przy udziale CO2. Etapy:

• rozpuszczanie CO2 w wodzie, czego efektem jest powstanie łatwo rozpuszczalnego kwasu węglowego, a następnie wolnych jonów wodorowych i wodorowęglanowych:

a następnie

• reakcję węglanu wapnia z wolnymi jonami wodorowymi, czego efektem jest powstanie wolnych jonów wapniowych i wodorowęglanowych:

• reakcję węglanu wapnia z kwasem węglowym:

Reakcje te będą zachodzić tak długo, aż zostanie osiągnięty stan nasycenia roztworu, który każdorazowo zależy od ciśnienia parcjalnego CO2, temperatury i pH roztworu. Im wyższe ciśnienie, niższe pH i niższa temperatura, tym więcej węglanu wapnia może ulec rozpuszczeniu. Więcej rozpuszczalnego CO2 w wodzie w niskich temperaturach.

CO2, które wpływa na krasowienie znajduje się w pokrywie glebowej. Intensywność krasowienia będzie znacznie wyższa w klimacie ciepłym niż chłodnym (10% CO2 w pokrywie glebowej).

3. Wikipedia: Żłobek krasowy - forma krasu powierzchniowego, rodzaj podłużnej bruzdy o głębokości do 1m, szerokości do kilkudziesięciu centymetrów i długości do kilkunastu metrów. Żłobki krasowe powstają na pochyłych powierzchniach skał krasowiejących w wyniku rozpuszczającej działalności wód pochodzących z opadów lub topnienia śniegu, ułożone są zgodnie z kierunkiem spływu wody. Występują zazwyczaj seryjnie - sąsiednie żłobki odgradza żebro krasowe.

U- kształtne, na ścianach skalnych- powoduje deszcz, powierzchnie nachylone- droga odpływu wody, (Wapienna część Tatr).

Żłobki szczelinowe- występują na liniach spękań masywu skalnego, powodują fragmentacje płyty skalnej na sieć czworoboków rozdzielonych głębokimi obniżeniami „chodniki wapienne” (góry pienińskie w Anglii, płaskowyż Burren w Irlandii).

Internet: Żebra krasowe- to podłużne, ostre lub zaokrąglone formy występujące między żłobkami krasowymi.

W zaawansowanym etapie rozwoju żłobków.

• Pola żłobków i rozdzielających je żeber mogą tworzyć się na:

• Powierzchni terenu woda opadowa lub z płatów śnieżnych i lodowych

• Pod pokrywą: zwietrzelinową woda opadowa lub z płatów śnieżnych i lodowych

roślinną i procesy biochemiczne pod wpływem związków org.

Organy geologiczne - przejawy głębokiego rozpuszczana pod powierzchnią, wyeksponowane na ścianach kamieniołomów, przekopów drogowych lub na naturalnych ścianach skalnych

Ospa krasowa - zagłębienia krasowe

Kamenice - większe zagłębienia w skałach niekrasowych

Lapieze - kras wysokogórski Np. Tatry - Czerwone Wierchy.

Rozległe odsłonięte powierzchnie wapienne, z bogactwem mikroform o różnym wyglądzie i rozmiarach.

4.

Wikipedia: Lej krasowy- zwykle naturalna forma ukształtowania powierzchni ziemi: okrągłe lub eliptyczne zagłębienie terenu, o głębokości zazwyczaj mniejszej niż średnica, często z podziemnym odwodnieniem. Ich średnica może się wahać od kilkudziesięciu centymetrów do kilkuset metrów. Mogą się formować stopniowo bądź pojawiać się nagle, występują na całym świecie.

Powstanie: Leje krasowe powstają na skutek:

-stopniowego usuwania słabo związanego podłoża skalnego (takiego jak wapień) przez płynącą wodę,

- zapadnięcie się stropu jaskiń,

- czy też obniżenie się lustra wody.

Czasem lejem krasowym może być także wejście do położonej głębiej jaskini. Są one powszechne wszędzie tam, gdzie dominującymi skałami są wapień, halit albo inne skały które stosunkowo łatwo ulegają rozpuszczeniu przez wodę. Kiedy skały zostają rozpuszczone, w ich miejscu powstają puste przestrzenie oraz groty. W wyniku takiego procesu mogą wystąpić nagłe zapadnięcia się gruntu.

• Leje z rozpuszczenia- powstają w miejscach wnikania wód powierzchniowych w głąb masywu skalnego. Wraz z upływem czasu kolejne partie ulegają rozpuszczaniu, lej pogłębia się i rozrasta na boki. Może być zalesiony, trawiasty, o niewielkim nachyleniu. Głębokość od kilku do kilkunastu metrów. Na dnie większy, nie rozpuszczony materiał skalny, który może zatkać drogi odwodnienia i może powstać okresowe lub stałe jeziorko. Najczęściej leje te występują gromadnie i mogą tworzyć uwały tzn. połączone ze sobą większe obniżenia.

• Leje zapadliskowe- powstają przez zapadnięcie się stropu jaskiń położonych płytko. Są strome, nawet pionowe, ściany z ostrymi krawędziami. W dolnych partiach odsłonięte otwory prowadzące do korytarzy jaskiniowych. Na dnie rumowisko bloków skalnych (obrywowych). Powszechne dla gipsów.

• Cenowe- typ leja zapadliskowego w wapiennych częściach ameryki środkowej Np. Meksyk, Kuba. To koliste obniżenia, pionowe ściany, wypełnione wodą z lustrem znajdującym się w poziomie zwierciadła wód podziemnych.

• Lej krasowy powstały w wyniku osiadania warstwy powierzchniowej- tworzy się głównie w krasie solnym, gdzie sól ulega deformacją ciągłym.

• Lej reprodukowany- mogą mieć charakter zapadliskowy ale są wynikiem głównie osiadania w kanałach krasowych, osadów (nie krasowiejących) Np. zwietrzelinowych lub rzecznych.

• Wertepy- nazwa pochodzi z wschodniej Polski, Polesia i Wyżyny Lubelskiej, to leje występujące w kredzie piszącej, płytkie i szerokie. Również termin stosowany dla form lejkowatych w krasie gipsowym w Niecce Nidziańskiej.

• Wszystkie mogą zostać potem wypełnione osadami.

5.

Wtórna akumulacja węglanu wapnia- węglan wapnia wytrącany jest z wód płynących, w których był on uprzednio rozpuszczony (przesycenie roztworu).

Depozycja zachodzi najczęściej:

- w okolicach źródeł krasowych- termalnych

- w okolicach gejzerów

- na progach skalnych

- w korytach rzecznych

- na roślinach

Trawertyn - utwór powstający z wytrącenia węglany wapnia, lekki, silnie porowaty, zawierający obumarłe szczątki roślinne.

Formy:

• Kopuła trawertynowa przy źródłach

• kaskady trawertynowe na stokach skalnych

• Groble przegradzające koryto w dolinach rzecznych

• Wodospady wysokie progi skalne, migracja progu w dół

Wikipedia: trawertyn - porowata skała osadowa składająca się głównie z kalcytu i aragonitu. Odmiana martwicy wapiennej.

6. Ostańce krasowe- skały mocniejsze, nie poddające się krasowi. Np. Kopuły, na których znajdują się ostańcowi skałki.

Mogot (ostaniec krasowy) - forma krasu powierzchniowego będąca kopiastym, stromościennym pagórem, zbudowana ze skał wapiennych, które nie uległy rozpuszczeniu przez wodę. Występuje w klimacie ciepłym i wilgotnym. Typ wieżowy obręby kotlin krasowych -> Mogoty często są formami krasu wieżowego. Występują na równinach Jamajki, Kuby, Chin, Chorwacji.

7.

Polja - to zamknięte kotliny o dużych rozmiarach, od poniżej 1 do ponad 500km2. Mają rozległe płaskie dno, z którego miejscami mogą wyrastać ostańcowi skaliste wzniesienia. Płaskie dno ma związek z okresową lub stałą korozyjną działalnością przepływających rzek i nanoszonym przez nie materiałem osadowym. Odwodnienie odbywa się podpowierzchniowo, przez systemy jaskiniowe rozpoczynające się ponorami o dużej chłonności. Charakterystyczne dla obniżonych bloków tektonicznych.

8.

Formy dolinne, formy fluwiokrasowe.

• Przez erozję rzek- > fluwiokras

• Doliny ślepe - w pewnym miejscu przestaje się kontynuować na powierzchni, rzeka lub potok zanika pod powierzchnią ponorem. Zanik z nachylonego terenu lub ściany skalnej. Typowe dla potoków wpływających w obszar krasowy z obszaru występowania skał nie krasowiejących. Ponor poszerza się (szczeliny skalne).

Wikipedia: Ponor (z języka serbskiego) - wchłon, na obszarach krasowych, miejsce gdzie wody strumieni, potoków czy rzek wpływają pod powierzchnię terenu.

Forma terenu właściwa obszarom krasowym, mająca postać otworu lub korytarza wydrążonego przez wodę. Miejsce wpływu wód krasowych w podziemne korytarze.

• Doliny półślepe - poniżej miejsca wnikania wód pod ziemię, kontynuuje się linijne obniżenie terenu o charakterze dolinnym. Suche z wyjątkami.

• Źródliskowe odcinki dolin krasowych z wywierzyskami.

• Doliny stałych rzek - jary i kaniony (towarzyszą rowom tektonicznym) w krasie gipsowym w klimacie suchym i półsuchym, inne głównie wapienny

• Suche obniżenia dolinne, pozbawione stałego przepływu.

9. Korozyjne działanie mają wody podziemne.

- pochodzenia atmosferycznego

- pochodzenia hydro termalnego

Formy korozji:

• Jaskinie- powstają przez powiększanie wielkich kanałów inicjalnych, gdzie odbywał się turbulentny przepływ wody.

• Paleokras- stare jaskinie, również powierzchniowe o niezmienionej formie od dziesiątków milionów lat, często wypełnione osadami.

• Na rozwój jaskiń mają również wpływ erozja mechaniczna podziemnych strumieni, depozycja fluwialna, obrywy ze stropów i ścian korytarzy jaskiniowych(rumowiska) i w przyotworowych partiach wietrzenie mechaniczne; strefy podręcznik

• Strefa epikrasowa

• Strefa wadyczna - korytarze powstają w skutek korozyjnego działania wód spływających grawitacyjnie i nigdy nie są na stałe wypełnione wodą, głębokość ponad 100m.

• Strefa przejściowa - tylko okresowo w całości zapełnione wodą,

• Strefa freatyczna - charakter syfonalny, stale i w całości zapełnione wodą

10. Nacieki w jaskiniach wapiennych powstają wskutek wytrącania się węglany wapnia z wody zawierającej go w postaci rozpuszczonej. Do wytrącenia dochodzi najczęściej, gdy woda infiltrująca przez masyw skalny dostaje się do obszernej próżni podziemnej. Może też być też dla wód stojących oraz płynących w korytarzach. Następuje dyfuzja CO2 do atmosfery jaskiniowej, a także przejście części wody ze stanu stałego w gazowy, co zmienia stan równowagi roztworu i wymusza depozycję. Występuje dla krasu wapiennego, gipsowego i solnego.

Nacieki:

• Stalaktyty zwykłe- wydłużone formy zwisające

• Struktury rurkowe tzw. makarony

• Heliktyty - formy o nieregularnym kształcie

• Stalagmity

• Stalagnaty kolumny naciekowe z stalagmitu i stalaktytu

• Progi i groble otaczające misy martwicowe

• Perły jaskiniowe

11. Osady klastyczne - namuliska.

Mogą wypełniać komory i korytarze jaskiniowe aż do stropu i tworzyć kompleksy osadowe. Często w ich skład wchodzą cząstki kostne (ludzi także, artefakty) oraz odchody zwierząt Np. nietoperzy oraz fragmenty nacieków.

Dzielą się na:

- autochtoniczne - tworzące się na miejscu

- alochtoniczne - przed złożeniem podlegały transportowi Np. przez potoki

Osady to najczęściej: piaski, mułki, utwory gliniaste, kruchy skalne

Brekcje- osad środowiska jaskiniowego, wymieszane odłamki skalne, powstają na skutek obrywów i odpadania ze stropów, ale także wtórnego przemieszczania osadów przez powolne spływy i zsuwy.

12. Krajobrazy krasowe.

• Kotliny śródgórskie- płaskodenne, poljie. Mogą rozdzielać grzbiety i masywy górskie. Mają urozmaiconą rzeźbę z mniejszymi wzniesieniami o charakterze ostańcowym. (Np. Góry Dynarskie)

• Kras wieżowy

• Kras kopiasty

• Kras spiczasty

• Megaleje krasowe

• Megalapiez

• Płaskowyże krasowe

• Opisy podr

Na kras wpływa:

Litologiczno-strukturalne: Skład skał (krasowiejące lub niekrasowiejące składniki), wielkość powierzchni krasowiejącej, stopień spękania skał, porowatość skał, wytrzymałość mechaniczna skał, powierzchnie nieciągłości, regionalna struktura geologiczna.

Klimatyczne(tempo chemiczne określają): ilość wody (klimat wilgotny), ilość CO2 (klimat chłodny, rozpuszczanie CO2 w niższej temp.), klimat ciepły i wilgotny - dużo biomasy produkującej CO2, korozja biochemiczna (zw. Org. -> prod. W klimacie ciepłym i wilgotnym).

Wniosek: klimat gorący i wilgotny największe krasowienie następnie klimat umiarkowany, chłodny ale wilgotny, najmniejsze w suchym.

13. Pseudokras.

To formy rzeźby powierzchniowej i podziemnej, które przypominają typowe formy krasowe, ale powstały wskutek działania procesów innych niż rozpuszczanie. Przykłady podr

---