Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из сталактитов )
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 (кристаллизованная моча 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 сталактиты из известняка 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, который чем-то похож 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, а 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, имитирующих 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 через 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 .