Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Изображение, показывающее шесть наиболее распространенных образований с метками. Увеличьте для просмотра ярлыков.

Сталактитов ( Великобритания : / ы т æ л ə к т aɪ т / , США : / ы т ə л æ к т aɪ т / ; от греческого stalasso , (σταλάσσω), «чтобы капать», и это означает " то, что капает ") - это минеральное образование, свисающее с потолка пещер , горячих источников или искусственных сооружений, таких как мосты и шахты. Любой растворимый материал, который может осаждаться в виде коллоида или находится всуспензия или способна плавиться , может образовывать сталактит. Сталактиты могут состоять из лавы , минералов , грязи , торфа , пека , песка , агломерата и амберата (кристаллизованной мочи вьючных крыс ). [1] [2] Сталактит не обязательно является образованием образования , хотя образования образования являются наиболее распространенной формой сталактита из-за обилия известняковых пещер. [1] [3]

Соответствующее образование на полу пещеры известно как сталагмит . Мнемоника была разработана для того, какое слово относится к какому типу образования; Во- первых , у сталактита буква C означает «потолок», а у сталагмита G означает «земля». [4]

Формирование и тип [ править ]

Демонстрация образования капельных камней в лаборатории. Синий цвет обусловлен добавлением ионов двухвалентной меди (Cu 2+ ) в маточный раствор.

Сталактиты известняка [ править ]

Наиболее распространенными сталактитами являются образования , которые встречаются в известняковых пещерах. Они образуют путем осаждения из карбоната кальция и других минералов, который осаждается из минерализованной воды растворов . Известняк - это основная форма карбонатной породы кальция, которая растворяется в воде , содержащей диоксид углерода , образуя раствор бикарбоната кальция в пещерах. [5] химическая формула для этой реакции является: [6]

CaCO(с)
3+ H
2О
(l)+ CO(водн.)
2→ Ca (HCO
3)(водн.)
2

Этот раствор проходит через скалу, пока не достигнет края, и если он находится на крыше пещеры, он будет стекать вниз. Когда раствор вступает в контакт с воздухом, вызвавшая его химическая реакция меняется на противоположную, и частицы карбоната кальция осаждаются. Обратная реакция: [6]

Ca (HCO
3)(водн.)
2→ CaCO(с)
3+ H
2О
(l)+ CO(водн.)
2

Средняя скорость роста составляет 0,13 мм (0,0051 дюйма) в год. Наиболее быстрорастущие сталактиты образуются из-за постоянного поступления медленно капающей воды, богатой карбонатом кальция (CaCO 3 ) и диоксидом углерода (CO 2 ), которые могут расти со скоростью 3 мм (0,12 дюйма) в год. [7] [8] Скорость капания должна быть достаточно низкой, чтобы позволить CO 2 дегазировать из раствора в атмосферу пещеры, что приведет к отложению CaCO 3 на сталактите. Слишком высокая скорость капания, и раствор, все еще несущий большую часть CaCO 3 , падает на дно пещеры, где происходит дегазация, и CaCO 3 откладывается в виде сталагмита.

Все известняковые сталактиты начинаются с одной капли воды, насыщенной минералами. Когда капля падает, она откладывает тончайшее кольцо кальцита. Каждая последующая капля, которая образуется и падает, откладывает еще одно кольцо кальцита. В конце концов, эти кольца образуют очень узкую (диаметром от 4 до 5 мм) полую трубку, широко известную как сталактит « содовая соломка ». Соломинки из-под соды могут вырасти довольно длинными, но они очень хрупкие. Если они забиваются обломками, вода начинает течь наружу, откладывая больше кальцита и создавая более привычный сталактит конической формы.

Формирование сталактита обычно начинается на большой площади, по нескольким путям протекания богатой минералами воды. Поскольку минералы растворяются в одном канале немного больше, чем в других конкурирующих каналах, доминирующий канал начинает втягивать все больше и больше доступной воды, что ускоряет его рост, что в конечном итоге приводит к перекрытию всех остальных каналов. Это одна из причин, почему образования обычно имеют минимальное расстояние друг от друга. Чем больше формация, тем больше межформационное расстояние.

Столбы [ править ]

Столбы в пещерах Нерхи , Испания

Те же капли воды, которые падают с вершины сталактита, откладывают больше кальцита на нижнем этаже, что в конечном итоге приводит к округлому или конусообразному сталагмиту . В отличие от сталактитов, сталагмиты никогда не начинаются как полые «соломинки из-под газировки». По прошествии достаточного времени эти образования могут встретиться и слиться, образуя образование карбоната кальция, известное как столб, столб или застой. [9]

Сталактиты лавы [ править ]

Другой тип сталактита образуется в лавовых трубах, когда лава все еще активна внутри. [10] Механизм образования - это отложение материала на потолках пещер, однако в случае лавовых сталактитов формирование сталактитов происходит очень быстро, всего за несколько часов, дней или недель, тогда как известняковые сталактиты могут длиться до тысяч лет. Ключевое отличие от сталактитов лавы заключается в том, что как только лава перестает течь, сталактиты перестают расти. Это означает, что если бы сталактит сломался, он никогда не вырастет снова. [1]

Общий термин lavacicle применялся к лавовым сталактитам и сталагмитам без разбора и произошел от слова «сосулька». [1]

Подобно сталактитам из известняка, они могут оставлять на полу капельки лавы, которые превращаются в сталагмиты лавы и могут в конечном итоге сливаться с соответствующим сталактитом, образуя колонну.

Сталактиты из акульих зубов Сталактит из акульих зубов широкий и сужается к концу. Это может начаться как небольшой поток лавы с полутвердого потолка, но затем нарастает за счет срастания слоев по мере того, как последовательные потоки лавы поднимаются и опускаются в лавовой трубе, покрывая и покрывая сталактит большим количеством материала. Они могут иметь длину от нескольких миллиметров до более метра. [11]

Сталактиты из зубов акулы.

Всплеск сталактитов По мере того, как лава течет по трубе, материал будет разбрызгиваться на потолок и стекать обратно вниз, затвердевая в сталактит. Этот тип образования приводит к образованию сталактита неправильной формы, похожего на растянутую ириску [ требуется пояснение ] . Часто они могут быть другого цвета, чем исходная лава, сформировавшая пещеру. [11]

Трубчатые сталактиты из лавы Когда крыша лавовой трубы остывает, образуется пленка, которая удерживает внутри полурасплавленный материал. Trapped газы сила лавы , чтобы выдавить наружу через небольшие отверстия , что в результате полого трубчатых сталактиты аналогично содовой соломки формируется как литологические образованияв пещерах раствора, самая длинная из известных - почти 2 метра в длину. Они распространены в гавайских лавовых трубах и часто связаны с капельным сталагмитом, который образуется внизу, когда материал переносится через трубчатый сталактит и накапливается на полу под ним. Иногда трубчатая форма разрушается около дистального конца, скорее всего, когда давление выходящих газов уменьшилось и все еще расплавленные части сталактитов сдулись и остыли. Часто эти трубчатые сталактиты приобретают искривленный, червеобразный вид, когда куски лавы кристаллизуются и заставляют поток в разных направлениях. На эти трубчатые геликтиты лавы могут также влиять воздушные потоки, проходящие через трубу и направленные по ветру. [11]

Ледяные сталактиты [ править ]

Ледяные сталактиты на желобе дома
Ледяные сталактиты на замерзшем пляже в Бете-Гризе, штат Мичиган .

Обычный сталактит, который сезонно или круглый год можно найти во многих пещерах, - это ледяной сталактит, обычно называемый сосульками , особенно на поверхности. [12] Вода, просачивающаяся с поверхности, проникает в пещеру, и если температура опускается ниже нуля, вода образует сталактиты. Созидание также может происходить путем замораживания водяного пара . [13] Подобно сталактитам лавы, ледяные сталактиты образуются очень быстро в течение нескольких часов или дней. Однако, в отличие от сталактитов лавы, они могут расти снова, пока для этого подходят вода и температура.

Ледяные сталактиты также могут образовываться под морским льдом, когда соленая вода попадает в океанскую воду. Эти специфические сталактиты называются рассолами .

Ледяные сталактиты могут также образовывать соответствующие сталагмиты под ними и со временем могут срастаться, образуя ледяной столб.

Бетонные сталактиты [ править ]

Бетонные сталактиты.
Сталактиты из соломы кальтемита под бетонной плитой.
Основная статья: Кальтемит

Сталактиты также могут образовываться на бетоне и в водопроводах, где есть медленная утечка и ионы кальция, магния или других ионов в водопроводе, хотя они образуются там гораздо быстрее, чем в естественной среде пещеры. Эти вторичные отложения, такие как сталактиты, сталагмиты, текучие камни и другие, которые получены из извести, строительного раствора или другого известкового материала в бетоне за пределами «пещерной» среды, не могут быть классифицированы как « образования образования » из-за определения период, термин. [8] Термин « кальтемит » используется для обозначения вторичных отложений, которые имитируют формы и формы образований за пределами пещерной среды. [14]

Сталактиты образуются на бетоне из-за другого химического состава, чем те, которые образуются естественным образом в известняковых пещерах, и из-за присутствия оксида кальция в цементе. Бетон изготавливается из заполнителя, песка и цемента. Когда в смесь добавляется вода, оксид кальция в цементе реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (Ca (OH) 2 ). Химическая формула для этого является: [6]

CaO
(s)+ H
2О
(l)→ Са (ОН)
2
(водн.)

Со временем любая дождевая вода, которая проникает в трещины в затвердевшем (твердом) бетоне, переносит любой свободный гидроксид кальция в растворе к краю бетона. Сталактиты могут образовываться, когда раствор выходит на нижнюю сторону бетонной конструкции, где он подвешен в воздухе, например, на потолке или балке. Когда раствор вступает в контакт с воздухом на нижней стороне бетонной конструкции, происходит другая химическая реакция . Раствор реагирует с двуокисью углерода в воздухе и осаждает карбонат кальция . [6]

Са (ОН)
2
(водн.)+ CO
2
(грамм)→ CaCO
3
(s)+ H
2О
(l)

Когда этот раствор падает, он оставляет после себя частицы карбоната кальция, которые со временем превращаются в сталактит. Обычно они имеют длину несколько сантиметров и диаметр примерно от 4 до 5 мм (от 0,16 до 0,20 дюйма). [6] На скорость роста сталактитов существенно влияет непрерывность подачи Ca2+
насыщенный раствор и скорость стекания. Сталактит в форме соломки, который образовался под бетонной конструкцией, может вырасти на 2 мм в день в длину, когда скорость стекания капель составляет примерно 11 минут между каплями. [14] Изменения pH раствора фильтрата могут способствовать дополнительным химическим реакциям, которые также могут влиять на скорость роста сталактита кальтемита . [14]

Записи [ править ]

Белая палата в верхней пещере грота Джейта в Ливане содержит сталактит из известняка длиной 8,2 м (27 футов), доступный для посетителей, и считается самым длинным сталактитом в мире. Еще одно такое заявление сделано в отношении сталактита из известняка длиной 20 м (66 футов), который висит в Зале редкостей в Грута-Рей-ду-Мато ( Сет-Лагоас , Минас-Жерайс , Бразилия). Однако при исследовании вертикальные спелеологи часто встречали более длинные сталактиты. Один из самых длинных сталактитов, доступных для всеобщего обозрения, находится в Пол-ан-Ионайн (пещера Дулин), графство Клэр , Ирландия, в карстовом регионе, известном как Буррен.; Что делает его более впечатляющим, так это тот факт, что сталактит удерживается частью кальцита менее 0,3 м 2 (3,2 кв. фута). [15]

Происхождение термина [ править ]

Сталактиты впервые упоминаются (хотя и не по имени) римским естествоиспытателем Плинием в тексте, в котором также упоминаются сталагмиты и колонны и говорится об их создании путем капания воды. Термин «сталактит» был придуман в 17 - м веке датского врача Ole Worm , [16] , который ввел латинское слово от греческого слова σταλακτός (stalaktos «капает») и греческий SuffiX -ίτης (-ites, связанные с или принадлежащий). [17]

Фотогалерея [ редактировать ]

  • Сталактиты на подземной реке Пуэрто-Принсеса , Палаван , Филиппины .

  • На дне сталактитов образуется капля минерализованной воды.

  • Сталактиты типа «соломинки с содовой» из пещер Шоранш в Веркоре , Франция.

  • Трубчатые сталактиты из лавы

  • Трубчатый лавовый геликтит

См. Также [ править ]

  • Сталагмит
  • Lavacicle
  • Рустикл
  • Карст
  • Сосулька
  • Щетка для бутылок - Сталактит, покрытый лонжероном бассейна.
  • Brinicle

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б в г Ларсон, Чарльз (1993). Иллюстрированный глоссарий характеристик лавовых труб, Бюллетень 87, Western Speleological Survey . п. 56.
  2. ^ Хикс, Форрест Л. (1950). «Образование и минералогия сталактитов и сталагмитов» (PDF) . 12 : 63–72 . Проверено 8 июля 2013 . Cite journal requires |journal= (help)
  3. ^ "Как пещеры образуются" . Нова (американский сериал) . Проверено 1 июля 2013 .
  4. ^ http://nature.nps.gov/geology/education/StudentPages_speleothems_New.pdf
  5. ^ С. Майкл Хоган. 2010. Кальций . ред. А. Йоргенсен, К. Кливленд. Энциклопедия Земли . Национальный совет по науке и окружающей среде.
  6. ^ a b c d e Браунд, Мартин; Рейсс, Джонатан (2004), Изучение науки вне класса , Routledge, стр. 155–156, ISBN 0-415-32116-6
  7. ^ Крамер, Стивен П .; Дэй, Кенрик Л. (1995), Caves , Carolrhoda Books (опубликовано в 1994 г.), стр. 23, ISBN 978-0-87614-447-3
  8. ^ а б Хилл, Калифорния, и Форти, П. (1986, 1997). Пещерные минералы мира, 1-е и 2-е издания. [Хантсвилл, Алабама: Национальное спелеологическое общество Inc.]
  9. ^ "Столбы" . showcaves.com .
  10. Перейти ↑ Baird, AK (1982). Минералогия и химия «базальтовых сталактитов», Килауэа. 4 (4). Бюллетень Геологического общества Америки, тезисы с программами: 146–147. Cite journal requires |journal= (help)
  11. ^ a b c Баннелл, Дэйв (2008). Пещеры огня: внутри лавовых труб Америки . п. 124.
  12. ^ Keiffer, Сьюзен (2010). «Ледяная сталактитовая динамика» . Проверено 8 июля 2013 .
  13. ^ Ласель, Денис (2009). «Формирование сезонных ледяных тел и связанных с ними криогенных карбонатов в Кавен-де-Л'Урс, Куэ-Бек, Канада: кинетические изотопные эффекты и псевдобиогенные кристаллические структуры» (PDF) . Журнал исследований пещер и карста. С. 48–62 . Проверено 8 июля 2013 .
  14. ^ а б в Смит, Г. К. (2016). «Сталактиты из кальцитовой соломы, растущие из бетонных конструкций». Наука о пещерах и карстах 43 (1), стр. 4-10.
  15. ^ "Пещеры с самым длинным сталактитом" . Проверено 11 июня 2008 .
  16. ^ Olao Worm, Музей Wormianum . ... (Амстердам («Амстелодами»), (Нидерланды): Луи и Даниэль Эльзевьер, 1655), страницы 50-52 .
  17. ^ См .: Интернет-словарь этимологии
  • Камень в замедленной съемке ("Tropfsteine ​​im Zeitraffer") - Schmidkonz, B .; Wittke, G .; Chemie Unserer Zeit , 2006, 40, 246. DOI : 10.1002 / ciuz.200600370

Внешние ссылки [ править ]

  • «Speleothems (пещерные образования) - Национальный парк Ветряной пещеры (Служба национальных парков США)» . www.nps.gov . Дата обращения 5 января 2020 .
  • Страница виртуальной пещеры о сталактитах
  • Сталактиты Энрике Зелени, Wolfram Demonstrations Project .