KRAS: VREMENSKI PROCESI IN POKRAJINE - OKOLJE - 2025

Kras , Kras ali Kras olajšanje, je oblika topografije, ki izvira zaradi vremenske procese z raztapljanjem topne kamnine apnencev, dolomitov in mavec. Za te reliefe je značilno, da predstavljajo podzemni drenažni sistem z jamami in odtoki.

Beseda kras izvira iz nemškega krasa, ki se uporablja za označevanje italijansko-slovenskega območja Carso, kjer je veliko kraških oblik. Kraljevska španska akademija je odobrila uporabo obeh besed "kras" in "krast" z enakovrednim pomenom.

Slika 1. Gore Anaga, Tenerife, Kanarski otoki, Španija. Vir: Jan Kraus prek flickr.com/photos/johny

Apneniške kamnine so sedimentne kamnine, ki jih v glavnem sestavljajo:

• Kalcit (kalcijev karbonat, CaCO ₃ ).
• Magnezit (magnezijev karbonat, MgCO ₃ ).
• Minerali v majhnih količinah, ki spreminjajo barvo in stopnjo stiskanja kamnine, kot so gline (agregati hidratiziranih aluminijevih silikatov), ​​hematit (mineral železovega oksida Fe ₂ O ₃ ), kremen (mineral silicijev oksid SiO ₂ ) in siderit (železov karbonatni mineral FeCO ₃ ).

Dolomit je sedimentna kamnina, sestavljena iz minerala dolomita, ki je dvojni karbonat kalcija in magnezija CaMg (CO ₃ ) ₂ .

Sadra je kamnina hidratiziranega kalcijevega sulfata ( caso ₄ .2H ₂ O), ki lahko vsebuje majhne količine karbonatov, glina, oksidov, kloridov, silicijevega dioksida in anhidrid (caso ₄ ).

Kraški vremenski procesi

Kemični procesi kraškega tvorjenja vključujejo naslednje reakcije:

• Raztapljanje ogljikovega dioksida (CO ₂ ) v vodi:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

• Disocijacija ogljikove kisline (H ₂ CO ₃ ) v vodi:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

• Raztapljanje kalcijevega karbonata (CaCO ₃ ) s kislinskim napadom:

CaCO ₃ + H ₃ O ⁺ → Ca ²⁺ + HCO ₃ ^- + H ₂ O

• S skupno reakcijo:

CO ₂ + H ₂ O + CaCO ₃ → 2HCO ₃ ^- + Ca ²⁺

• Delovanje rahlo kislih gaziranih voda, ki povzročajo disociacijo dolomita in kasnejši prispevek karbonatov:

CaMg (CO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + CO ₂ → CaCO ₃ + MgCO ₃ + 2H ₂ O + CO ₂

Dejavniki, potrebni za pojav kraškega reliefa:

• Obstoj apnenčaste skalne matrice.
• Obilna prisotnost vode.
• Občutna koncentracija CO ₂ v vodi; ta koncentracija narašča z visokimi tlaki in nizkimi temperaturami.
• Biogeni viri CO ₂ . Prisotnost mikroorganizmov, ki skozi dihanje proizvajajo CO ₂ .
• Dovolj časa za delovanje vode na skalo.

Mehanizmi za raztapljanje gostiteljske kamnine:

• Učinek vodnih raztopin žveplove kisline (H ₂ SO ₄ ).
• Vulkanizem, kjer lava teče tvori cevaste jame ali predore.
• Fizično erozijsko delovanje morske vode, ki ustvarja morske ali obalne jame, zaradi udarcev valov in podrivanja pečin.
• Obalne jame, nastale s kemičnim delovanjem morske vode, s stalno solubilizacijo gostiteljskih kamnin.

Geomorfologija kraških reliefov

Kraški relief se lahko tvori znotraj ali zunaj gostiteljske kamnine. V prvem primeru se imenuje notranji kraški, endokarstični ali hipogeni relief, v drugem primeru pa zunanji kraški, eksokarstni ali epigenični relief.

Slika 2. Kraški relief v Covadongi, Asturija, Španija. Vir: Mª Cristina Lima Bazán preko https://www.flickr.com/photos//27435235767

- Notranji kraški ali endokarstični relief

Podzemni vodni tokovi, ki krožijo znotraj strug ogljikovih kamnin, skopajo notranje struge znotraj velikih kamnin skozi postopke raztapljanja, ki smo jih omenili.

Glede na značilnosti drsenja nastajajo različne oblike notranjega kraškega reliefa.

Suhe jame

Suhe jame nastanejo, ko notranji tokovi vode zapustijo te kanale, ki so se vrezali skozi skale.

Galerije

Najpreprostejši način izkopavanja vode v jami je galerija. Galerije se lahko razširijo v "trezorje" ali pa se zožijo in tvorijo "hodnike" in "predore". Lahko se oblikujejo tudi "razvejani predori" in dvigi vode, imenovani "sifoni".

Stalaktiti, stalagmiti in stebri

V obdobju, ko je voda pravkar zapustila svoj kamen znotraj skale, so ostale galerije z visoko stopnjo vlažnosti, ki izžarevajo kapljice vode z raztopljenim kalcijevim karbonatom.

Ko voda izhlapi, se karbonat obori v trdno stanje in pojavijo se tvorbe, ki rastejo iz tal, imenovane "stalagmiti", druge tvorbe pa rastejo s stropa jame, imenovane "stalaktiti".

Ko se stalaktit in stalagmit srečata v istem prostoru, ki se združita, se v jamah tvori "stolpec".

Topovi

Ko se streha jame zruši in zruši, nastanejo "kanjoni". Tako se pojavijo zelo globoki rezi in navpične stene, kjer lahko pritekajo površinske reke.

-Zunanji kraški, eksokarstni ali epigenični relief

Raztapljanje apnenca z vodo lahko prebije kamnino na njeni površini in tvori praznine ali votline različnih velikosti. Te votline so lahko v premeru nekaj milimetrov, velike votline v premeru nekaj metrov ali cevasti kanali, imenovani "lapiaces".

Ko se lapiaz dovolj razvije in ustvari depresijo, se pojavijo druge kraške oblike, imenovane "vrtače", "uvali" in "polja".

Dolinas

Vrtača je depresija s krožno ali eliptično osnovo , katere velikost lahko doseže nekaj sto metrov.

Pogosto se v vrtačah nabira voda, ki z raztapljanjem karbonatov izkoplje umivalnik v obliki lijaka.

Grozdje

Ko več vrtač raste in se pridruži veliki depresiji, nastane "grozdje".

Poljés

Ko nastane velika depresija z ravnim dnom in dimenzijami v kilometrih, se imenuje "poljé".

Poljé je v teoriji ogromno grozdja, znotraj poljéja pa so najmanjše kraške oblike: uvale in vrtače.

V Poljésu je mreža vodnih kanalov oblikovana s ponorom, ki se izliva v podzemno vodo.

Slika 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Za referenco velikosti opazujte ljudi na levi strani slike). Vir: MatWr, iz Wikimedia Commons

Kraške tvorbe kot življenjske cone

V kraških formacijah so intergranularni prostori, pore, sklepi, zlomi, razpoke in kanali, katerih površine lahko kolonizirajo mikroorganizmi.

Fotične cone v kraških formacijah

Na teh površinah kraških reliefov nastajajo tri fotične cone, odvisno od prodiranja in jakosti svetlobe. Te cone so:

• Vhodno območje: to območje je izpostavljeno sončnemu obsevanju z dnevnim in nočnim ciklom osvetlitve.
• Območje somraka : vmesna fotična cona.
• Temno območje: območje, kjer svetloba ne prodira.

Favna in prilagoditve v fotični coni

Različne oblike življenja in njihovi mehanizmi prilagajanja so neposredno povezane s pogoji teh fotičnih con.

Območja vstopa in somraka imajo pogoje za različne organizme, od žuželk do vretenčarjev.

Temna cona predstavlja bolj stabilne pogoje kot površinske cone. Na primer, nanjo ne vplivajo vetrne turbulence in vzdržuje praktično konstantno temperaturo skozi vse leto, vendar so ti pogoji zaradi odsotnosti svetlobe in nemogoče fotosinteze bolj ekstremni.

Zaradi tega se globoka kraška območja štejejo za pomanjkanje hranil (oligotrofnih), saj nimajo fotosintetskih primarnih proizvajalcev.

Drugi omejevalni pogoji v kraških formacijah

V kraških formacijah poleg pomanjkanja svetlobe v endokarstičnih okoljih obstajajo tudi drugi omejujoči pogoji za razvoj življenjskih oblik.

V nekaterih okoljih s hidrološkimi povezavami na površje lahko pride do poplav; puščavske jame lahko doživijo dolga obdobja suše in vulkanski cevasti sistemi lahko doživijo prenovljeno vulkansko aktivnost.

V notranjih kavernah ali endogenih formacijah se lahko pojavijo tudi različna življenjsko nevarna stanja, kot so strupene koncentracije anorganskih spojin; žveplo, težke kovine, izjemna kislost ali bazičnost, smrtonosni plini ali radioaktivnost.

Mikroorganizmi endokarstičnih območij

Med mikroorganizmi, ki naseljujejo endokarstične tvorbe, lahko omenimo bakterije, arheje, glive in obstajajo tudi virusi. Te skupine mikroorganizmov ne predstavljajo raznolikosti, ki jo kažejo v površinskih habitatih.

Številni geološki procesi, kot so oksidacija železa in žvepla, amonifikacija, nitrifikacija, denitrifikacija, anaerobna oksidacija žvepla, redukcija sulfata (SO ₄ ^2- ), ciklizacija metana (tvorba cikličnih ogljikovodikovih spojin iz metana CH ₄ ), med drugi posredujejo mikroorganizmi.

Kot primere teh mikroorganizmov lahko navedemo:

• Leptothrix sp., Ki vpliva na oborine železa v jamah Borra (Indija).
• Bacillus pumilis, izoliran iz jam Sahastradhara (Indija), je posredoval oborine kalcijevega karbonata in nastanek kalcitnega kristala.
• Nitaste bakterije, oksidirajoče žveplo, Thiothrix sp., Ki jih najdemo v jami Splošni Kane, Wyomming (ZDA).

Mikroorganizmi eksokarstnih con

Nekatere eksokarstne tvorbe vsebujejo deltaproteobacteria spp. , Acidobacteria spp., Nitrospira spp. in proteobacteria spp.

Vrste rodov: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium in Firmicutes, med drugimi najdemo v hipogenih ali endokarstnih formacijah.

Krajine kraških tvorb v Španiji

• Park Las Loras, ki ga je Unesco označil za svetovni geopark, se nahaja v severnem delu Castille y León.
• Jama Papellona, ​​Barcelona.
• Ardalesova jama, Malaga.
• Jama Santimamiñe, prazna država.
• Jama Covalanas, Cantabria.
• Jame La Haza, Cantabria.
• Dolina Miera, Kantabrija.
• Sierra de Grazalema, Cádiz.
• Jama Tito Bustillo, Ribadesella, Asturija.
• Torcal de Antequera, Malaga.
• Cerro del Hierro, Sevilja.
• Masiv de Cabra, Subbética Cordobesa.
• Naravni park Sierra de Cazorla, Jaén.
• Gore Anaga, Tenerife.
• Masiv Larre, Navarra.
• Dolina Rudrón, Burgos.
• Nacionalni park Ordesa, Huesca.
• Sierra de Tramontana, Majorka.
• Samostan Piedre, Saragosa.
• Očarano mesto, Cuenca.

Krajine kraških tvorb v Latinski Ameriki

• Jezera Montebello, Chiapas, Mehika.
• El Zacatón, Mehika.
• Dolinas de Chiapas, Mehika.
• Cenotes iz Quintana Roo, Mehika.
• Cacahuamilpa Grottoes, Mehika.
• Tempisque, Kostarika.
• Jama Roraima Sur, Venezuela.
• Jama Charlesa Brewerja, Chimantá, Venezuela.
• La Danta System, Kolumbija.
• Gruta da Caridade, Brazilija.
• Cueva de los Tayos, Ekvador.
• Cura Knife System, Argentina.
• Otok Madre de Dios, Čile.
• Nastanek El Loa, Čile.
• Obalno območje Cordillera de Tarapacá, Čile.
• Cutervo formacija, Peru.
• Pucará formacija, Peru.
• Jama Umajalanta, Bolivija.
• Polanco formacija, Urugvaj.
• Vallemí, Paragvaj.

Reference

1. Barton, HA in Northup, DE (2007). Geomikrobiologija v jamskih okoljih: pretekle, sedanje in prihodnje perspektive. Časopis za jamske in kraške študije. 67: 27-38.
2. Culver, DC in Pipan, T. (2009). Biologija jam in drugih podzemeljskih habitatov. Oxford, Velika Britanija: Oxford University Press.
3. Engel, AS (2007). O biotski raznovrstnosti sulfidnih kraških habitatov. Časopis za jamske in kraške študije. 69: 187-206.
4. Krajic, K. (2004). Jamski biologi odkrivajo zakopani zaklad. Znanost. 293: 2,378-2,381.
5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. in Wang, k. (2018). Odzivi talne mikrobiote na gojenje travne krme na degradiranih kraških tleh. Degradacija in razvoj zemljišč. 29: 4.262-4.270.
6. doi: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, DE in Lavoie, K. (2001). Geomikrobiologija jam: Pregled. Geomicrobiology Journal. 18: 199–222.