กระบวนการอุตุนิยมวิทยา Karst และภูมิทัศน์ในสเปนและละตินอเมริกา

Karst, Karst หรือ karstic โล่งอกเป็นรูปแบบหนึ่งของภูมิประเทศที่มีต้นกำเนิดมาจากกระบวนการผุกร่อนโดยการละลายหินที่ละลายน้ำได้เช่นหินปูนหินโดโลไมต์และยิปซั่ม ภาพนูนต่ำนูนสูงเหล่านี้มีลักษณะโดยนำเสนอระบบระบายน้ำใต้ดินที่มีถ้ำและท่อระบายน้ำ.

คำ Karst มาจากภาษาเยอรมัน Karst, คำศัพท์กับสิ่งที่เรียกว่าเขตอิตาโล - สโลวีเนีย Carso ซึ่งรูปแบบของการบรรเทา karstic มาก Royal Spanish Academy อนุมัติให้ใช้ทั้งคำว่า "karstic" และ "karstic" โดยมีความหมายเท่าเทียมกัน.

หินปูนเป็นหินตะกอนประกอบด้วย:

• แคลเซียม (แคลเซียมคาร์บอเนต, CaCO)₃).
• Magnesite (แมกนีเซียมคาร์บอเนต MgCO₃).
• แร่ในปริมาณเล็กน้อยที่ปรับเปลี่ยนสีและระดับของการบดอัดหินเช่นดินเหนียว (มวลรวมของอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮเดรต), ออกไซด์ (แร่เฟอริกออกไซด์)₂O₃) ควอตซ์ (แร่ SiO ซิลิกอนออกไซด์)₂) และ siderite (แร่เหล็กคาร์บอเนต FeCO)₃).

โดโลไมต์เป็นหินตะกอนที่สร้างขึ้นจากแร่โดโลไมต์ซึ่งเป็นคาร์บอเนตคู่ของแคลเซียมและแมกนีเซียม CaMg (CO₃)₂.

ยิปซั่มเป็นหินที่ประกอบด้วยแคลเซียมซัลเฟต (CaSO)₄.2H₂O) ซึ่งอาจประกอบด้วยคาร์บอเนตจำนวนเล็กน้อยดินออกไซด์ออกไซด์คลอไรด์ซิลิกาและแอนไฮไดรต์ (CaSO)₄).

ดัชนี

• 1 กระบวนการผุกร่อน Karst
• 2 Geomorphology ของ karst reliefs
  • 2.1- ภายใน karstic หรือendocárstico
  • 2.2- การบรรเทา karstic ภายนอกexocársticoหรือepigénico
• 3 Karst formations เป็นโซนชีวิต
  • 3.1 พื้นที่ถ่ายภาพในการก่อตัวของ karstic
  • 3.2 สัตว์และการดัดแปลงในเขตภาพถ่าย
  • 3.3 เงื่อนไขการ จำกัด อื่น ๆ ในการก่อ karst
  • 3.4 จุลินทรีย์ในโซนเอนโดคารัส
  • 3.5 จุลินทรีย์ในเขต exocardic
• 4 ภูมิประเทศของการก่อตัวของ Karstic ในสเปน
• 5 ภูมิทัศน์ของการก่อตัวของ Karstic ในละตินอเมริกา
• 6 อ้างอิง

กระบวนการผุกร่อนของ Karst

กระบวนการทางเคมีของการก่อ karstic โดยทั่วไปรวมถึงปฏิกิริยาต่อไปนี้:

• การสลายตัวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ในน้ำ:

CO₂  + H₂O → H₂CO₃

• การแยกตัวของกรดคาร์บอนิก (H₂CO₃) ในน้ำ:

H₂CO₃ + H₂O → HCO₃^- + H₃O⁺

• สารละลายแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO)₃) จากการโจมตีของกรด:

แคลเซียมคาร์บอเนต₃  + H₃O⁺ →แคลิฟอร์เนีย²⁺ + HCO₃^- + H₂O

• ด้วยปฏิกิริยาทั้งหมดที่เกิดขึ้น:

CO₂  + H₂O + CaCO₃ → 2HCO₃^- + Ca²⁺

• การกระทำของน้ำอัดลมที่เป็นกรดเล็กน้อยทำให้เกิดการแยกตัวของโดโลไมต์และคาร์บอเนตที่ตามมา:

CaMg (CO₃)₂ + 2H₂O + CO₂ → CaCO₃ + MgCO₃ + 2H₂O + CO₂

ปัจจัยที่จำเป็นสำหรับ ลักษณะของการบรรเทา karstic:

• การดำรงอยู่ของเมทริกซ์หินปูน.
• การปรากฏตัวของน้ำที่อุดมสมบูรณ์.
• ความเข้มข้นของ CO₂ ประเมินได้ในน้ำ ความเข้มข้นนี้เพิ่มขึ้นด้วยแรงกดดันสูงและอุณหภูมิต่ำ.
• แหล่งที่มาทางชีวภาพของ CO₂. การมีอยู่ของจุลินทรีย์ซึ่งผลิต CO₂ ผ่านกระบวนการหายใจ.
• มีเวลาเพียงพอสำหรับการกระทำของน้ำบนหิน.

กลไกสำหรับ การสลายตัวของหินโฮสต์:

• การกระทำของสารละลายกรดซัลฟิวริก (H₂SW₄).
• วัลแคนนิยมที่ลาวาไหลในรูปแบบถ้ำท่อหรืออุโมงค์.
• การกัดเซาะทางกายภาพของน้ำทะเลที่ก่อให้เกิดถ้ำทะเลหรือชายฝั่งโดยได้รับผลกระทบจากคลื่นและหน้าผาที่บ่อนทำลาย.
• ถ้ำชายฝั่งเกิดจากการกระทำทางเคมีของน้ำทะเลพร้อมการละลายอย่างต่อเนื่องของหินโฮสต์.

ธรณีสัณฐานวิทยาของ karst reliefs

บรรเทา karst สามารถเกิดขึ้นภายในหินเป็นเจ้าภาพหรือนอกมัน ในกรณีแรกจะเรียกว่าการบรรเทาภายใน karstic, endocársticoหรือ hypogenic และในกรณีที่สองบรรเทา karstic ภายนอกexocársticoหรือepigénico.

-ภายใน karstic หรือendocársticoโล่งอก

กระแสน้ำใต้ดินที่ไหลเวียนอยู่ภายในเตียงของหินคาร์บอเนตกำลังขุดเส้นทางภายในหินก้อนใหญ่ผ่านกระบวนการยุบตัวที่เราได้กล่าวถึง.

ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของการกัดเซาะ, รูปแบบที่แตกต่างกันของการบรรเทา karstic ภายในมีต้นกำเนิด.

ถ้ำแห้ง

ถ้ำแห้งเกิดขึ้นเมื่อกระแสน้ำภายในปล่อยให้ช่องเหล่านี้ขุดผ่านหิน.

แกลเลอรี่

วิธีที่ง่ายที่สุดในการขุดน้ำในถ้ำคือแกลเลอรี่ แกลเลอรีสามารถขยายให้กว้างขึ้นเพื่อสร้าง "ห้องใต้ดิน" หรือพวกเขาสามารถแคบลงและเป็น "ทางเดิน" และ "อุโมงค์" นอกจากนี้คุณยังสามารถสร้าง "อุโมงค์แยก" และน้ำที่เรียกว่า "กาลักน้ำ".

หินงอกหินย้อยและคอลัมน์

ในช่วงเวลาที่น้ำเพิ่งออกจากเส้นทางภายในหินแกลเลอรี่ที่เหลือจะถูกปล่อยทิ้งไว้พร้อมกับความชื้นในระดับสูงปล่อยน้ำหยดออกมาด้วยแคลเซียมคาร์บอเนตที่ละลายในน้ำ.

เมื่อน้ำระเหยคาร์บอเนตจะตกตะกอนจนกลายเป็นของแข็งและก่อตัวขึ้นจากพื้นดินปรากฏว่า "หินงอก" และการก่อตัวอื่น ๆ จะแขวนห้อยลงมาจากเพดานถ้ำเรียกว่า "หินย้อย".

เมื่อหินงอกหินย้อยและหินงอกหินย้อยเกิดขึ้นในพื้นที่เดียวกันเมื่อรวมเข้าด้วยกันจะเกิด "คอลัมน์" ภายในถ้ำ.

ปืนใหญ่

เมื่อหลังคาถ้ำยุบและยุบลงจะมี "ปืนใหญ่" เกิดขึ้น มีบาดแผลลึกและกำแพงในแนวดิ่งซึ่งแม่น้ำผิวดินสามารถไหลเวียนได้.

-บรรเทา karstic ภายนอกexocársticoหรือepigénico

การละลายของหินปูนด้วยน้ำสามารถเจาะหินบนพื้นผิวของมันและก่อให้เกิดช่องว่างหรือฟันผุที่มีขนาดแตกต่างกัน ฟันผุเหล่านี้อาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่มิลลิเมตรเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หลายช่องเส้นผ่าศูนย์กลางหรือช่องท่อที่เรียกว่า "lapiaces".

เมื่อมีการพัฒนา Lapiaz และสร้างภาวะซึมเศร้าอย่างเพียงพอรูปแบบอื่น ๆ ของการบรรเทา karst เรียกว่า "dolinas", "uvalas" และ "poljes" จะปรากฏขึ้น.

sinkholes

Dolina เป็นภาวะซึมเศร้าที่มีฐานกลมหรือรูปไข่, มีขนาดถึงหลายร้อยเมตร.

บ่อยครั้งที่น้ำสะสมใน sinkholes ซึ่งโดยการละลายคาร์บอเนตจะขุดบ่อรูปทรงกรวย.

Uvala

เมื่อ sinkholes หลาย ๆ ตัวเติบโตและรวมตัวกันในภาวะซึมเศร้าที่ยิ่งใหญ่รูปแบบ "uvala" จะเกิดขึ้น.

poljes

เมื่อสร้างความหดหู่ขนาดใหญ่ที่มีก้นแบนและขนาดเป็นกิโลเมตรจะเรียกว่า "poljé".

ในทางทฤษฎี polje มีความหลากหลายอันยิ่งใหญ่และภายใน polje มีรูปแบบ karstic ขนาดเล็กที่มีอยู่: uvalas และ dolines.

ใน poljes เครือข่ายของช่องทางน้ำจะเกิดขึ้นกับอ่างที่ไหลลงสู่น้ำใต้ดิน.

ก่อ Karst เป็นโซนชีวิต

ในการก่อตัวของ karstic มีช่องว่าง intergranular, รูขุมขน, สหภาพ, การแตกหัก, รอยแยกและท่อซึ่งพื้นผิวสามารถอาณานิคมโดยจุลินทรีย์.

พื้นที่ถ่ายภาพในการก่อตัวของ Karstic

ในพื้นผิวเหล่านี้ของ karst reliefs สามโซนภาพถ่ายถูกสร้างขึ้นเป็นหน้าที่ของการเจาะและความเข้มของแสง โซนเหล่านี้คือ:

• บริเวณทางเข้า: บริเวณนี้มีการฉายรังสีแสงอาทิตย์พร้อมวงจรแสงทั้งกลางวันและกลางคืน.
• แดนสนธยา: โซนถ่ายภาพระดับกลาง.
• พื้นที่มืด: พื้นที่ที่แสงไม่ส่องผ่าน.

สัตว์และการดัดแปลงในเขตภาพถ่าย

รูปแบบชีวิตที่แตกต่างกันและกลไกการปรับตัวมีความสัมพันธ์โดยตรงกับเงื่อนไขของโซนไฟติกเหล่านี้.

โซนทางเข้าและเงามัวมีสภาพที่ยอมรับได้สำหรับสิ่งมีชีวิตหลากหลายตั้งแต่แมลงไปจนถึงสัตว์มีกระดูกสันหลัง.

เขตที่มืดนั้นมีสภาพที่มั่นคงมากกว่าพื้นที่ผิว ตัวอย่างเช่นมันไม่ได้รับผลกระทบจากความปั่นป่วนของลมและรักษาอุณหภูมิคงที่ในทางปฏิบัติเกือบตลอดทั้งปี แต่เงื่อนไขเหล่านี้จะรุนแรงมากขึ้นเนื่องจากการขาดแสงและเป็นไปไม่ได้ของการสังเคราะห์แสง.

ด้วยเหตุผลเหล่านี้พื้นที่ karst ลึกถือว่าเป็นสารอาหารที่ไม่ดี (oligotrophic) เนื่องจากไม่มีผู้ผลิตหลักสังเคราะห์แสง.

เงื่อนไขอื่น ๆ ที่ จำกัด ในการก่อตัวของ Karstic

นอกเหนือจากการไม่มีแสงในสภาพแวดล้อมendocársticosในการก่อตัวของ karstic มีเงื่อนไขอื่น ๆ ที่ จำกัด สำหรับการพัฒนารูปแบบของชีวิต.

บางสภาพแวดล้อมที่มีการเชื่อมต่อทางอุทกวิทยากับพื้นผิวอาจประสบน้ำท่วม ถ้ำแห่งทะเลทรายสามารถผ่านความแห้งแล้งมาเป็นเวลานานและระบบท่อของแหล่งกำเนิดภูเขาไฟสามารถสัมผัสกับกิจกรรมของภูเขาไฟที่ถูกสร้างใหม่.

ในถ้ำภายในหรือการก่อตัวของสารก่อภูมิแพ้อาจมีเงื่อนไขที่เป็นอันตรายถึงชีวิตเช่นความเข้มข้นของสารพิษของสารประกอบอนินทรีย์ ซัลเฟอร์โลหะหนักความเป็นกรดหรือด่างมากก๊าซที่ทำให้ตายหรือกัมมันตภาพรังสี.

จุลินทรีย์ในโซนendocársticas

ในบรรดาเชื้อจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในการก่อตัวของendocársticasสามารถกล่าวถึงแบคทีเรียอาร์เคียเชื้อราและไวรัสได้เช่นกัน กลุ่มของจุลินทรีย์เหล่านี้ไม่แสดงความหลากหลายที่ปรากฏในแหล่งอาศัยของพื้นผิว.

กระบวนการทางธรณีวิทยาหลายอย่างเช่นออกซิเดชันเหล็กและซัลเฟอร์, แอมโมเนียม, ไนตริฟิเคชั่น, ดีไนตริฟิเคชัน, ออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจนของซัลเฟอร์, การลดซัลเฟต (SO)₄^2-) การเกิดก๊าซมีเทน (การก่อตัวของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนวัฏจักรจากมีเทน CH₄) กลุ่มคนอื่น ๆ ถูกสื่อกลางโดยจุลินทรีย์.

ตัวอย่างของจุลินทรีย์เหล่านี้เราสามารถพูดถึง:

• leptothrix sp. ซึ่งมีผลกระทบการตกตะกอนเหล็กในถ้ำ Borra (อินเดีย).
• บาซิลลัส pumilis ที่แยกได้จากถ้ำ Sahastradhara (อินเดีย) ซึ่งเป็นสื่อกลางในการเร่งรัดของแคลเซียมคาร์บอเนตและการก่อตัวของผลึกแคลไซต์.
• แบคทีเรียใยซัลเฟอร์ - ออกซิไดซ์ Thiothrix sp. พบในถ้ำ Lower Kane, Wyomming (USA).

จุลินทรีย์ในเขต exocardic

บางรูปแบบ exokarstic ประกอบด้วย Deltaproteobacteria เอสพีพี., Acidobacteria เอสพีพี., Nitrospira เอสพีพี และ แบคทีเรีย เอสพีพี.

ในการก่อตัวของ hypogenic หรือendokársticasสามารถพบได้ชนิดของชนิด: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, เชื้อแบคทีเรีย, Clostridium และ Firmicutes, ท่ามกลางคนอื่น ๆ.

ภูมิประเทศของการก่อตัวของ Karstic ในสเปน

• สวน Las Loras ซึ่งได้รับการแต่งตั้งจาก World Geopark โดย UNESCO ตั้งอยู่ทางตอนเหนือของ Castilla y León.
• Papellona Cave, Barcelona.
• ถ้ำ Ardales, มาลากา.
• ถ้ำSantimamiñeประเทศ Vazco.
• ถ้ำ Covalanas, Cantabria.
• ถ้ำ La Haza, Cantabria.
• Valle del Miera, Cantabria.
• เซียร์ราเดอกราซาเลมา, กาดิซ.
• ถ้ำ Tito Bustillo, Ribadesella, Asturias.
• Torcal de Antequera, Málaga.
• Cerro del Hierro, เซวิลล์.
• Solid of Cabra, Subbética cordobesa.
• อุทยานธรรมชาติ Sierra de Cazorla, Jaén.
• เทือกเขา Anaga, Tenerife.
• Macizo de Larra, Navarra.
• หุบเขาแห่งรูดอ, บูร์โกส.
• อุทยานแห่งชาติ Ordesa, Huesca.
• Sierra de Tramontana, มายอร์ก้า.
• Monasterio de Piedra, Zaragoza.
• Enchanted City, Cuenca.

ภูมิประเทศของการก่อ karstic ในละตินอเมริกา

• Lagos de Montebello, เชียปัส, เม็กซิโก.
• El Zacatón, เม็กซิโก.
• Dolinas ของ Chiapas, เม็กซิโก.
• Cenotes of Quintana Roo, เม็กซิโก.
• Grutas de Cacahuamilpa, เม็กซิโก.
• Tempisque, Costa Rica.
• Cave Roraima Sur ประเทศเวเนซุเอลา.
• Charles Brewer Cave, Chimantá, เวเนซุเอลา.
• ระบบของ La Danta, โคลัมเบีย.
• Gruta da Caridade, ประเทศบราซิล.
• Cueva de los Tayos, เอกวาดอร์.
• ระบบ Cuchillo Curá, อาร์เจนตินา.
• เกาะ Madre de Dios, ชิลี.
• การก่อตัวของ El Loa, ชิลี.
• พื้นที่ชายฝั่งของ Cordillera de Tarapacá, ชิลี.
• การก่อตัวของ Cutervo, Peru.
• การก่อตัวของPucará, เปรู.
• ถ้ำ Umajalanta โบลิเวีย.
• การฝึกอบรม Polanco, อุรุกวัย.
• Vallemí, ปารากวัย.

การอ้างอิง

1. Barton, H.A. และ Northup, D.E. (2007) ธรณีวิทยาทางชีววิทยาในสภาพแวดล้อมของถ้ำ: มุมมองในอดีตปัจจุบันและอนาคต วารสารการศึกษาถ้ำและ Karst 67: 27-38.
2. นกพิราบ, D.C และ Pipan, T. (2009) ชีววิทยาของถ้ำและถิ่นที่อยู่ใต้ดินอื่น ๆ Oxford, UK: Oxford University Press.
3. Engel, A.S. (2007) เกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพของแหล่งอาศัยซัลฟิดิคคาร์ส วารสารการศึกษาถ้ำและ Karst 69: 187-206.
4. Krajic, K. (2004) นักชีววิทยาถ้ำค้นพบขุมทรัพย์ที่ถูกฝัง วิทยาศาสตร์ 293: 2,378-2,381.
5. Li, D. , Liu, J. , Chen, H. , Zheng, L. และ Wang, k. (2018) ชุมชนจุลินทรีย์ดินตอบสนองต่อการเพาะปลูกหญ้าอาหารสัตว์ในดินคาร์สต์ที่เสื่อมโทรม ความเสื่อมโทรมและการพัฒนาที่ดิน 29: 4,262-4,270.
6. ดอย: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, D.E. และ Lavoie, K. (2001) ธรณีชีววิทยาของถ้ำ: บทวิจารณ์ วารสารภูมิศาสตร์ 18: 199-222.