Hells Bells (formacje jaskiniowe)

Map showing the location of El Zapote
Map showing the location of El Zapote
El Zapote
White bell-like structures hanging from the roof of a dark cave
Hells Bells we
współrzędnych El Zapote Cenote
Głębokość 54 metry (177 stóp)

Hells Bells to wydrążone struktury węglanowe w kształcie dzwonu lub stożka , które mogą osiągnąć długość 2 metrów (6 stóp 7 cali). Występują pod wodą w cenocie El Zapote w Quintana Roo w Meksyku na Półwyspie Jukatan ; podobne formacje istnieją w innych jaskiniach. W pewnym zakresie głębokości takie struktury pokrywają całą powierzchnię jaskini, w tym zatopione pnie drzew i inne Hells Bells, chociaż nigdy się nie stykają.

Hells Bells to nacieki naciekowe , które prawdopodobnie powstały w wyniku nie do końca poznanych złożonych interakcji między wodą jaskini, mikroorganizmami żyjącymi w jaskini i powierzchnią Hells Bells. Nazwa odnosi się zarówno do ich kształtu i otoczenia, jak i do piosenki o tym samym tytule .

Nazwa

Nazwa nawiązuje zarówno do kształtu struktur, jak i pozbawionego światła i toksycznego środowiska, w którym się znajdują, a także do piosenki „ Hells Bells ” zespołu AC/DC , zaproponowanej przez nurków jaskiniowych. W języku hiszpańskim nazywają się Campanas del Infierno .

Wygląd i miejsce

Hells Bells znajdują się pod wodą na głębokości 29-35 metrów (95-115 stóp) i mają kształt stożkowych, wydrążonych występów o kształtach przypominających dzwony, abażury, języki, trąbki lub pnie, które zwisają z powierzchni i rozszerzają się w dół jak stożek lub dzwonek. Zajmują one całą powierzchnię jaskini, łącznie z większymi okazami i pniami drzew ; formy zagnieżdżone są również powszechne, ale zawsze istnieje pewna separacja od sąsiednich powierzchni z dala od punktu dołączenia. Ich powierzchnia pokryta jest nieregularnościami w postaci ziarnistości, guzków, wypustek, wypukłości, krost i zgrubień, a czasem naciekiem . wytwarzane przez wystawienie na działanie powietrza; generalnie nie są gładkie. Niektóre z tych struktur to „ślady bąbelków”; są to kanały lub szczeliny wyrzeźbione w wapieniu przez dwutlenku węgla .

Hells Bells są zwykle eliptyczne lub okrągłe, z ich dolną powierzchnią ściśle poziomą i zwykle z boczną szczeliną, która nadaje im zarys podkowy; ten otwór jest zawsze skierowany w stronę ścian jaskini i ogólnie Dzwony mają tendencję do odrastania od przeszkód. Kąt, pod którym otwiera się dzwon, jest zwykle taki sam na całej swojej długości. Są duże: ich długość może przekraczać 2 metry (6 stóp 7 cali), a szerokość może dochodzić do 0,8 metra (2 stopy 7 cali), a ich ściany mają grubość do 3 centymetrów (1,2 cala). Dzwony, które uformowały się na pniach drzew, są mniejsze i mają kształty przypominające balkony lub konsole. W przekrojach dzwony są ułożone warstwami, z warstwami białymi, żółtymi lub brązowymi, które są częściowo utworzone przez podobne do ostrzy kalcytu , które mogą osiągnąć 1 centymetr (0,39 cala) długości i częściowo przez warstwy niekrystaliczne. Tlenek manganu tworzy brązowe powłoki na niektórych płytszych okazach.

zapadlisku El Zapote ( cenote ), głębokiej na 54 metry (177 stóp) jaskini w kształcie butelki lub klepsydry wypełnionej wodą, a dokładniej w jaskini o szerokości 60–100 metrów (200–330 stóp). Na dnie jaskini znajduje się kopiec gruzu; silny deszcz może zmieść materiał do zapadliska, w tym niektóre zanurzone pnie drzew o długości do 8 metrów (26 stóp) oraz liście i inne szczątki roślin pokrywające dno zapadliska. Szyb wynurza się na powierzchnię do rzeczywistego zapadliska i ma tam około 8,7 na 10,8 metra (29 stóp × 35 stóp) szerokości, podczas gdy zanurzona jaskinia osiąga szerokość ponad 100 metrów (330 stóp); nie ma wykrywalnego przepływu wody w głębszej jaskini. Zapadliska, takie jak El Zapote, są powszechne w szerszym regionie i powstają w wyniku zapadania się jaskiń.

Nurek badający Hells Bells

Ich istnienie jest znane lokalnej społeczności nurków jaskiniowych od dawna, aw El Zapote znajduje się centrum dla zwiedzających , w którym wystawiany jest okaz o długości 1,8 metra (5,9 stopy) pobrany z dna jaskini. Hells Bells zostały zbadane przez Wolfganga Stinnesbecka z Uniwersytetu w Heidelbergu, który badał jaskinie pod kątem śladów ludzkiej cywilizacji i który był autorem pierwszej pracy naukowej na ich temat.

Lokalizacja

El Zapote i Hells Bells znajdują się w południowo-wschodnim Meksyku , w stanie Quintana Roo, 26 kilometrów (16 mil) na zachód od Puerto Morelos i 36 kilometrów (22 mil) na południe od Cancun ; zapadlisko leży c. 10 km (6,2 mil) od drogi łączącej meksykańską autostradę federalną 180 i meksykańską autostradę federalną 307 . El Zapote leży na półwyspie Jukatan , na którym znajduje się jeden z największych krasów -systemy jaskiń na świecie, w tym 370 jaskiń w samym Quintana Roo; całkowita długość wszystkich tych jaskiń prawdopodobnie przekracza 7000 kilometrów (4300 mil), a niektóre poszczególne systemy mają ponad 350 kilometrów (220 mil).

Procesy formacyjne

węglanowe ( nacieki węglanowe ) w jaskiniach zwykle tworzą się, gdy parowanie lub ucieczka dwutlenku węgla z wody powoduje nasycenie kalcytu , który następnie wytrąca się i tworzy osady. Znane są jednak również podwodne osady węglanowe, które mogą powstawać w wyniku procesów biologicznych i fizykochemicznych. Wydaje się, że Hells Bells należą do tego podwodnego typu, ponieważ istnieje niewiele dowodów na ich kontakt z powietrzem, a poziom wody w jaskini wydaje się zawsze przekraczać głębokość, na której rozwijały się Hells Bells.

Sąsiednie leje krasowe również zawierają struktury podobne do Hells Bells, ale są mniejsze niż te w El Zapote, podczas gdy inne systemy jaskiń na Jukatanie i najwyraźniej w innych częściach świata nie mają takich struktur; przyczyna ich nieobecności w innych miejscach jest nieznana, chociaż do ich powstania prawdopodobnie konieczne są szczególne warunki hydrologiczne. Tak zwane złoża węglanów „folia”, do których należą Hells Bells, są jednak szeroko rozpowszechnione na całym świecie.

Wydaje się, że rozwój Hells Bell rozpoczyna się w postaci półkulistego pąka, który zaczyna rosnąć stożkowo w dół i przybiera kształt wydrążonego stożka, gdy osiągnie długość 3–4 centymetrów (1,2–1,6 cala) i szerokość 4 centymetry (1,6 cala), gdy zatrzyma się gromadzenie się kalcytu po wewnętrznej stronie. Wzrost dzwonów był niestabilny, ze spowolnieniami i zatrzymaniami na przemian z szybkim wzrostem, ale w ogólnie stabilnym środowisku, w którym transport substancji chemicznych przez wodę jest głównie spowodowany dyfuzją z powodu braku prądów wodnych. Datowanie radiometryczne niektórych okazów Hells Bells wskazuje, że rosły one w środkowym i późnym holocenie , począwszy od ponad 5200 lat temu, aż do dnia dzisiejszego; jaskinia była już wtedy zalana.

Hells Bells nad warstwą mętnej wody

Systemy jaskiń Jukatanu są częściowo zalane słoną wodą gruntową pochodzącą z wody morskiej i świeżą wodą gruntową pochodzącą z opadów atmosferycznych ; woda słodka i słona są oddzielone warstwą mieszaną ( haloklina ). Dziury krasowe zwane cenotami łączą systemy jaskiń z atmosferą; często starsze cenoty zawierają mętną, stojącą wodę z warstwami bogatymi w tlen i ubogimi w tlen. Obejmuje to El Zapote, gdzie zawartość tlenu w haloklinie spada do niedotlenienia , podczas gdy warstwa słodkiej wody zawiera tlen; warstwa słonej wody może zawierać tlen lub nie. W El Zapote Hells Bells rozwinęły się na granicy między halokliną a warstwą słodkiej wody powyżej; nie występują w innym miejscu słupa wody, gdzie wydaje się rozpuszczać kalcyt. Ich wzrost w dół jest ograniczony przez haloklinę. Obszar słupa wody, w którym się rozwijają, wydaje się pokrywać z obecnością granicy redoks wytwarzanej przez mikrobiologiczny metabolizm siarczanów i azotanów , który porusza się w górę i w dół w odpowiedzi na zmiany opadów (takie jak huragany ) i wynikające z tego zmiany w zaopatrzeniu w wodę El Zapote; powolna faza ruchu w dół może wywołać wzrost Hells Bells. Identyfikacja cech chemicznych, które odpowiadają formacji Hells Bells, jest utrudniona z powodu niedoboru danych hydrogeochemicznych.

Biologia i pochodzenie

Zarówno struktury El Zapote, jak i Hells Bells zawierają zróżnicowany ekosystem mikroorganizmów, w tym archea i bakterie oraz gatunki chemolitotroficzne , heterotroficzne i miksotroficzne . Drobnoustroje metabolizują wodór , różne związki azotu , tlen i różne związki siarki . Metabolizm tych mikroorganizmów może wpływać na wzrost Hells Bells poprzez zużywanie dwutlenku węgla a tym samym ułatwianie osadzania się kalcytu poprzez metabolizowanie azotu ze związków zasadowych do kwaśnych do obojętnych pod wpływem procesów redoks siarki i azotu, tworzenie biofilmów na powierzchni dzwonów oraz wytwarzanie polimerów organicznych , które mogą koncentrować wapń .

Hells Bells mogą mieć biologiczne pochodzenie; aktywność mikrobiologiczna może powodować laminowanie osadów, które przypominają niektóre słodkowodne stromatolity . Trudno jednoznacznie powiązać takie osady kalcytu z aktywnością biologiczną. Potencjalnie utlenianie siarki związki w warstwach wody zawierających tlen zakwaszają je, a tym samym zatrzymują wzrost dzwonów, podobnie jak zużycie rozpuszczonego kalcytu przez sąsiednie dzwony; może to wyjaśniać, dlaczego oddalają się od przeszkód. Jednak proces powstawania Hells Bells jest wysoce spekulatywny i możliwe są również głównie mechanizmy niebiologiczne. Jako proces alternatywny zaproponowano erozję wapienia przez wznoszące się pęcherzyki zawierające dwutlenek węgla i wytrącanie się wapienia z powstałej wody nasyconej wapniem. Zgodnie z tą teorią wapień wytrąca się na krawędzi bańki uwięzionej pod jakąś przeszkodą, inicjując rozwój Hells Bell. Wahania halokliny z kolei modyfikują chemicznie wapień, tworząc podłoże do dalszego wytrącania się wapienia.

Ponieważ wzrost Hells Bells jest tak mocno ograniczony przez uwarstwienie wody, ich głębokość i historia wzrostu mogą być wykorzystane do określenia położenia halokliny, która z kolei odzwierciedla wcześniejsze tempo opadów; można to wykorzystać do wnioskowania o klimacie w przeszłości . Dodatkowo, ciemny, zanurzony ekosystem Hells Bells może być użyty jako analogia do warunków na wczesnej Ziemi , kiedy jonizacja i promieniowanie UV ograniczały rozwój życia.

Cenote El Zapote to także miejsce, w którym po raz pierwszy odkryto rodzaj leniwca naziemnego Xibalbaonyx ; leniwce naziemne w okresie neogenu były zróżnicowaną grupą megafauny amerykańskiej , słabo odnotowaną w skamieniałościach z Ameryki Środkowej . Szczątki okazu zwierzęcia znaleziono na dnie zapadliska.

Źródła

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hells_Bells_(cave_formations)&oldid=1136742213 ”