Jaskinia

W przypadku innych zastosowań zobacz Jaskinia (ujednoznacznienie) .
„Jaskinia” przekierowuje tutaj. W przypadku innych zastosowań zobacz Cavern (ujednoznacznienie) .
Jaskinia Lechuguilla , Nowy Meksyk , Stany Zjednoczone

Jaskinia lub jaskinia to naturalna pustka w ziemi , w szczególności przestrzeń wystarczająco duża, aby mógł wejść do niej człowiek . Jaskinie często powstają w wyniku wietrzenia skał i często rozciągają się głęboko pod ziemią. Słowo jaskinia może odnosić się do mniejszych otworów, takich jak jaskinie morskie , schroniska skalne i groty , które rozciągają się na stosunkowo niewielką odległość w głąb skały i nazywane są jaskiniami egzogennymi . Jaskinie, które sięgają dalej pod ziemię niż szerokość otworu, nazywane są jaskiniami endogennymi .

Speleologia to nauka zajmująca się eksploracją i badaniem wszystkich aspektów jaskiń i ich środowiska. Odwiedzanie lub eksplorowanie jaskiń w celach rekreacyjnych można nazwać eksplorowaniem jaskiń , wybojami lub eksploracją jaskiń .

Rodzaje formacji

Powstawanie i rozwój jaskiń jest znany jako speleogeneza ; może to nastąpić w ciągu milionów lat. Jaskinie mogą mieć bardzo różne rozmiary i powstają w wyniku różnych procesów geologicznych. Mogą one obejmować kombinację procesów chemicznych, erozji wodnej, sił tektonicznych, mikroorganizmów, ciśnienia i wpływów atmosferycznych. Techniki datowania izotopowego można zastosować do osadów jaskiniowych, aby określić skalę czasową wydarzeń geologicznych, które utworzyły i ukształtowały dzisiejsze jaskinie.

Szacuje się, że jaskinia nie może znajdować się więcej niż 3000 metrów (9800 stóp) w pionie pod powierzchnią z powodu ciśnienia leżących nad nią skał. Nie narzuca to jednak maksymalnej głębokości jaskini, która jest mierzona od jej najwyższego wejścia do najniższego punktu, ponieważ ilość skał powyżej najniższego punktu zależy od topografii krajobrazu nad nim. Dla krasowych maksymalna głębokość jest określana na podstawie dolnej granicy procesów krasotwórczych, pokrywającej się z dnem rozpuszczalnych skał węglanowych. Większość jaskiń powstaje w wapieniu w wyniku rozpuszczania .

Jaskinie można również klasyfikować na różne inne sposoby, w tym kontrast między aktywnymi a reliktowymi: przez aktywne jaskinie przepływa woda; reliktowe jaskinie nie, chociaż może w nich zatrzymywać się woda. Rodzaje aktywnych jaskiń obejmują jaskinie dopływowe („w których tonie strumień”), jaskinie odpływowe („z których wypływa strumień”) i jaskinie przelotowe („przecinane przez strumień”).

Speleothems w Hall of the Mountain King of Ogof Craig a Ffynnon , jaskinia roztworów w południowej Walii .

rozwiązanie

Główny artykuł: Jaskinia rozwiązań

Najczęściej występującymi jaskiniami są jaskinie roztworów lub jaskinie krasowe . Takie jaskinie tworzą się w rozpuszczalnej skale; większość występuje w wapieniu , ale mogą również tworzyć się w innych skałach, w tym w kredzie , dolomicie , marmurze, soli i gipsie . Skała jest rozpuszczana przez naturalny kwas w wodach gruntowych, które przesączają się przez płaszczyzny podłoża , uskoki , spoiny i podobne elementy. Z biegiem czasu pęknięcia powiększają się, tworząc jaskinie i systemy jaskiń.

Największe i najliczniejsze jaskinie roztworowe znajdują się w wapieniu. Wapień rozpuszcza się pod wpływem wód opadowych i gruntowych naładowanych H 2 CO 3 ( kwas węglowy ) oraz naturalnie występującymi kwasami organicznymi . Proces rozpuszczania tworzy charakterystyczną formę terenu znaną jako kras , charakteryzującą się zapadliskami i podziemnym drenażem. Jaskinie wapienne są często ozdobione węglanu wapnia powstałymi w wyniku powolnych opadów atmosferycznych. Należą do nich nacieki , stalaktyty , stalagmity , heliktyty , słomki sodowe i kolumny. Te wtórne złoża minerałów w jaskiniach nazywane są naciekami jaskiniowymi .

Części jaskini roztworowej, które znajdują się poniżej lustra wody lub lokalnego poziomu wód gruntowych, zostaną zalane.

, że jaskinia Lechuguilla w Nowym Meksyku i pobliska jaskinia Carlsbad są przykładami innego rodzaju jaskini roztworów. Zostały one utworzone przez gazowy H 2 S ( siarkowodór ) unoszący się z dołu, gdzie złoża ropy wydzielają opary siarki. Gaz ten miesza się z wodami gruntowymi i tworzy H 2 SO 4 ( kwas siarkowy ). Następnie kwas rozpuszcza wapień od dołu, a nie od góry, przez kwaśną wodę sączącą się z powierzchni.

Podstawowy

Eksploracja tunelu lawy na Hawajach .

Jaskinie powstałe w tym samym czasie co otaczająca je skała nazywane są jaskiniami pierwotnymi .

Rury lawowe powstają w wyniku aktywności wulkanicznej i są najczęstszymi pierwotnymi jaskiniami. Gdy lawa spływa w dół, jej powierzchnia ochładza się i krzepnie. Gorąca płynna lawa nadal płynie pod tą skorupą, a jeśli większość z niej wypływa, pozostaje pusta rura. Takie jaskinie można znaleźć na Wyspach Kanaryjskich , Jeju-do , bazaltowych równinach wschodniego Idaho iw innych miejscach. Jaskinia Kazumura w pobliżu Hilo na Hawajach to niezwykle długa i głęboka jaskinia lawowa; ma 65,6 km długości (40,8 mil).

Jaskinie lawowe obejmują między innymi jaskinie lawowe. Inne jaskinie utworzone w wyniku aktywności wulkanicznej obejmują między innymi szczeliny, formy lawowe, otwarte kanały pionowe, inflacyjne, pęcherze.

Morskie lub przybrzeżne

Główny artykuł: Jaskinia morska
Painted Cave, duża jaskinia morska , wyspa Santa Cruz , Kalifornia

Jaskinie morskie znajdują się wzdłuż wybrzeży na całym świecie. Szczególnym przypadkiem są jaskinie przybrzeżne, które powstają w wyniku działania fal w strefach osłabienia klifów morskich. Często te słabości są wadami, ale mogą to być również groble lub styki płaszczyzny podłoża. Niektóre jaskinie wycięte przez fale znajdują się teraz nad poziomem morza z powodu późniejszego wypiętrzenia. Gdzie indziej, w miejscach takich jak zatoka Phang Nga w Tajlandii , jaskinie roztworowe zostały zalane przez morze i obecnie podlegają erozji litoralnej. Jaskinie morskie mają na ogół długość od 5 do 50 metrów (16 do 164 stóp), ale mogą przekraczać 300 metrów (980 stóp).

Korozja lub erozja

solna na górze Sodoma

Jaskinie korozyjne lub erozyjne to te, które powstają całkowicie w wyniku erozji przez płynące strumienie niosące skały i inne osady. Mogą one tworzyć się w każdym rodzaju skały, w tym w skałach twardych, takich jak granit. Ogólnie rzecz biorąc, musi istnieć jakaś strefa osłabienia, aby poprowadzić wodę, na przykład uskok lub złącze. Podtypem jaskini erozyjnej jest jaskinia wiatrowa lub eoliczna, wyrzeźbiona przez osady zrodzone przez wiatr. Wiele jaskiń utworzonych początkowo w wyniku procesów roztworów często przechodzi kolejną fazę erozji lub rozszerzania się wadozy, w której przepływają przez nie aktywne strumienie lub rzeki.

Lodowiec

Główny artykuł: Jaskinia lodowcowa
Jaskinia lodowcowa w Wielkiej Czwórce Lodowiec, Góra Wielkiej Czwórki , Waszyngton , ok. 1920

Jaskinie lodowcowe powstają w wyniku topnienia lodu i płynącej wody wewnątrz i pod lodowcami. Na wnęki wpływa bardzo powolny przepływ lodu, który ma tendencję do ponownego zapadania się jaskiń. Jaskinie lodowcowe są czasami błędnie identyfikowane jako „ jaskinie lodowe ”, chociaż ten ostatni termin jest właściwie zarezerwowany dla jaskiń skalnych, które zawierają całoroczne formacje lodowe.

Pęknięcie

Jaskinie szczelinowe powstają, gdy warstwy bardziej rozpuszczalnych minerałów, takich jak gips, rozpuszczają się spomiędzy warstw mniej rozpuszczalnej skały. Te skały pękają i zapadają się w kamienne bloki.

Usypisko

Jaskinie Talus są utworzone przez otwory między dużymi głazami, które spadły na przypadkową kupę, często u podstawy klifów. Te niestabilne osady nazywane są kością skokową lub piargami i mogą być narażone na częste opady skalne i osuwiska .

Anchialina

Główny artykuł: Jaskinia Anchialinowa

Jaskinie anchialinowe to jaskinie, zwykle przybrzeżne, zawierające mieszaninę wody słodkiej i słonej (zwykle wody morskiej). Występują w wielu częściach świata i często zawierają wysoce wyspecjalizowaną i endemiczną faunę.

Fizyczne wzorce

  • Jaskinie rozgałęzione przypominają powierzchniowe wzory strumieni dendrytycznych; składają się z przejść, które łączą się w dole rzeki jako dopływy. Jaskinie rozgałęzione są najpowszechniejszymi wzorami jaskiń i powstają w pobliżu zapadlisk , w których następuje ładowanie wód gruntowych . Każde przejście lub odgałęzienie jest zasilane przez oddzielne źródło ładowania i zbiega się w inne odgałęzienia wyższego rzędu w dół.
  • Kanciaste jaskinie sieciowe powstają z przecinających się szczelin skał węglanowych, które zostały poszerzone przez erozję chemiczną. Pęknięcia te tworzą wysokie, wąskie, proste przejścia, które utrzymują się w rozległych zamkniętych pętlach.
  • Jaskinie anastomotyczne w dużej mierze przypominają splatane strumienie powierzchniowe, których przejścia oddzielają się, a następnie spotykają w dalszej części drenażu. Zwykle tworzą się wzdłuż jednego łóżka lub konstrukcji i rzadko przechodzą do górnych lub dolnych łóżek.
  • Jaskinie gąbczaste powstają, gdy wnęki roztworu są łączone przez mieszanie zróżnicowanej chemicznie wody. Wnęki tworzą trójwymiarowy i przypadkowy wzór, przypominający gąbkę.
  • Jaskinie Ramiform tworzą nieregularne duże pomieszczenia, galerie i przejścia. Te przypadkowe trójwymiarowe pokoje powstają z podnoszącego się poziomu wód gruntowych, który eroduje skałę węglanową wodą wzbogaconą w siarkowodór.
  • Jaskinie dołowe (jaskinie pionowe, dziury lub po prostu „doły”) składają się raczej z pionowego szybu niż poziomego przejścia jaskiniowego. Mogą, ale nie muszą, być związane z jednym z powyższych wzorców strukturalnych.

Podział geograficzny

Jaskinia Domica w Słowackim Krasie ( Słowacja )
Wejście do jaskini Torhola w Lohja ( Finlandia )

Jaskinie znajdują się na całym świecie, chociaż rozmieszczenie udokumentowanych systemów jaskiń jest mocno wypaczone w kierunku krajów, w których speleologia jest popularna od wielu lat (takich jak Francja, Włochy, Australia, Wielka Brytania, Stany Zjednoczone itp.). W rezultacie zbadane jaskinie występują powszechnie w Europie, Azji, Ameryce Północnej i Oceanii, ale są rzadkie w Ameryce Południowej, Afryce i na Antarktydzie.

Jest to zgrubne uogólnienie, ponieważ na dużych obszarach Ameryki Północnej i Azji nie ma udokumentowanych jaskiń, podczas gdy obszary takie jak suche lasy liściaste Madagaskaru i części Brazylii zawierają wiele udokumentowanych jaskiń. W miarę jak jaskinie badają rozległe obszary rozpuszczalnej skały macierzystej na świecie, rozmieszczenie udokumentowanych jaskiń prawdopodobnie ulegnie zmianie. Na przykład Chiny, mimo że zawierają około połowy odsłoniętego wapienia na świecie - ponad 1 000 000 kilometrów kwadratowych (390 000 2) - mają stosunkowo niewiele udokumentowanych jaskiń.

Rekordy i superlatywy

Pięć najdłużej badanych

Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Lista najdłuższych jaskiń .
  1. Jaskinia Mamuta , Kentucky , USA
  2. Sistema Sac Actun / Sistema Dos Ojos , Meksyk
  3. Jewel Cave , Południowa Dakota , USA
  4. Sistema Ox Bel Ha , Meksyk
  5. Sieć jaskiń Shuanghedong w Chinach

Ekologia

Główny artykuł: Biospeleologia
Nietoperze wielkouchy Townsenda w jaskini w Kalifornii
Olms w słoweńskiej jaskini

Zwierzęta zamieszkujące jaskinie są często klasyfikowane jako troglobity (gatunki ograniczone do jaskiń), troglofile (gatunki, które mogą przeżyć całe życie w jaskiniach, ale występują również w innych środowiskach), troglokseny (gatunki, które korzystają z jaskiń, ale nie mogą w pełni zakończyć swojego cyklu życiowego w jaskiniach) i przypadkowe (zwierzęta nienależące do żadnej z poprzednich kategorii). Niektórzy autorzy używają oddzielnej terminologii dla form wodnych (na przykład stygobity , stygofile i stygokseny ).

Spośród tych zwierząt troglobity są prawdopodobnie najbardziej niezwykłymi organizmami. Gatunki troglobityczne często wykazują szereg cech, określanych mianem troglomorficznych, związanych z ich przystosowaniem się do życia podziemnego. Cechy te mogą obejmować utratę pigmentu (często skutkującą bladym lub białym zabarwieniem), utratę oczu (lub przynajmniej funkcji optycznych), wydłużenie przydatków i wzmocnienie innych zmysłów (takich jak zdolność wyczuwania wibracje w wodzie). Wodne troglobity (lub stygobity), takie jak zagrożone wyginięciem krewetki jaskiniowe Alabama , żyją w zbiornikach wodnych znajdujących się w jaskiniach i pobierają składniki odżywcze z detrytusu wypłukiwanego do ich jaskiń oraz z odchodów nietoperzy i innych mieszkańców jaskiń. Inne troglobity wodne obejmują ryby jaskiniowe i salamandry jaskiniowe , takie jak olm i ślepa salamandra teksańska .

Owady jaskiniowe, takie jak Oligaphorura (dawniej Archaphorura) schoetti, to troglofile, osiągające 1,7 milimetra (0,067 cala) długości. Mają rozległą dystrybucję i były badane dość szeroko. Większość okazów to samice, ale samiec został zebrany z St Cuthberts Swallet w 1969 roku.

Nietoperze , takie jak nietoperz szary i nietoperz meksykański , są trogloksenami i często można je znaleźć w jaskiniach; żerują poza jaskiniami. Niektóre gatunki świerszczy jaskiniowych są klasyfikowane jako trogloxeny, ponieważ w ciągu dnia gnieżdżą się w jaskiniach, a nocą żerują nad ziemią.

Ze względu na kruchość ekosystemów jaskiniowych i fakt, że regiony jaskiń są zwykle odizolowane od siebie, jaskinie są siedliskiem wielu zagrożonych gatunków, takich jak pająk jaskiniowy Tooth, pająk liphistius i nietoperz szary .

Jaskinie są odwiedzane przez wiele zwierząt żyjących na powierzchni, w tym ludzi. Są to zwykle stosunkowo krótkotrwałe najazdy, spowodowane brakiem światła i pożywienia.

Wejścia do jaskiń często mają typową florę. Na przykład we wschodnich Stanach Zjednoczonych o umiarkowanym klimacie wejścia do jaskiń są najczęściej (i często gęsto) zaludnione przez paproć bulwiastą, Cystopteris bulbifera .

Znaczenie archeologiczne i kulturowe

Petroglify Taíno w jaskini w Puerto Rico

Na przestrzeni dziejów ludy prymitywne korzystały z jaskiń. Najwcześniejsze ludzkie skamieniałości znalezione w jaskiniach pochodzą z szeregu jaskiń w pobliżu Krugersdorp i Mokopane w Afryce Południowej. Jaskinie Sterkfontein , Swartkrans , Kromdraai B , Drimolen , Malapa , Cooper's D , Gladysvale , Gondolin i Makapansgat dostarczyły szeregu wczesnych gatunków ludzkich datowanych na okres od trzech do miliona lat temu, w tym Australopithecus africanus , Australopithecus sediba i Paranthropus solidus . Jednak ogólnie nie uważa się, że ci pierwsi ludzie żyli w jaskiniach, ale że zostali przywiezieni do jaskiń przez mięsożerców, którzy ich zabili.

Przez wiele lat uważano, że pierwszy hominid znaleziony w Afryce, Dziecko Taung w 1924 r., pochodził z jaskini, gdzie został zdeponowany po tym, jak orzeł go zaatakował. Jednak jest to obecnie przedmiotem dyskusji (Hopley i in., 2013; Am. J. Phys. Anthrop.). Jaskinie tworzą się w dolomicie płaskowyżu Ghaap, w tym w miejscu z wczesnej, środkowej i późniejszej epoki kamienia w Wonderwerk Cave ; jednak jaskinie, które tworzą się wzdłuż krawędzi skarpy, podobnie jak te, które zakładano dla Dziecka Taung, powstają w obrębie wtórnego złoża wapienia zwanego tufą . Istnieje wiele dowodów na to, że inne wczesne gatunki ludzkie zamieszkiwały jaskinie sprzed co najmniej miliona lat w różnych częściach świata, w tym Homo erectus w Chinach w Zhoukoudian , Homo rhodesiensis w Południowej Afryce w Jaskini Ognisk ( Makapansgat ), Homo neanderthalensis i Homo heidelbergensis w Europie na stanowisku archeologicznym Atapuerca , Homo floresiensis w Indonezji i Denisowianie na południowej Syberii.

W południowej Afryce pierwsi współcześni ludzie regularnie używali jaskiń morskich jako schronienia, począwszy od około 180 000 lat temu, kiedy po raz pierwszy nauczyli się eksploatować morze. Najstarszym znanym miejscem jest PP13B w Pinnacle Point . Mogło to pozwolić na szybką ekspansję ludzi z Afryki i kolonizację obszarów świata, takich jak Australia, 60–50 000 lat temu. W całej południowej Afryce, Australii i Europie pierwsi współcześni ludzie wykorzystywali jaskinie i schroniska skalne jako miejsca sztuki naskalnej, takie jak te w Giant's Castle . Jaskinie, takie jak yaodong w Chinach, służyły jako schronienie; inne jaskinie były używane do pochówków (takich jak wykute w skale grobowce ) lub jako miejsca kultu religijnego (takie jak jaskinie buddyjskie ). Wśród znanych świętych jaskiń są chińska Jaskinia Tysiąca Buddów i święte jaskinie Krety .

Jaskinie i akustyka

Znaczenie dźwięku w jaskiniach poprzedza współczesne rozumienie akustyki. Archeolodzy odkryli powiązania między malowidłami kropek i linii, w określonych obszarach rezonansu, w jaskiniach Hiszpanii i Francji, a także instrumentami przedstawiającymi motywy paleolityczne, wskaźnikami wydarzeń muzycznych i rytuałów. Skupiska malowideł często znajdowano w obszarach o znakomitej akustyce, czasem nawet odtwarzając odgłosy zwierząt przedstawionych na ścianach. Teoretyzowano również, że ludzki głos może być używany jako urządzenie echolokacyjne do nawigacji w ciemniejszych obszarach jaskiń, w których pochodnie były mniej przydatne. Kropki czerwonej ochry często spotyka się w przestrzeniach o największym rezonansie, gdzie wykonanie obrazów było zbyt trudne.

Jaskinie nadal służą współczesnym odkrywcom akustyki. Dziś Cumberland Caverns stanowi jeden z najlepszych przykładów współczesnego muzycznego wykorzystania jaskiń. Jaskinie są wykorzystywane nie tylko do pogłosu, ale także do tłumienia właściwości ich nienormalnych twarzy. Nieregularności ścian Cumberland Caverns rozpraszają dźwięki odbijające się od ścian i nadają przestrzeni oraz jakości zbliżonej do studyjnej. W XX wieku muzycy zaczęli badać możliwość wykorzystania jaskiń jako lokalizacji jako klubów i sal koncertowych, w tym Dinah Shore , Roy Acuff i Benny Goodman . [ Potrzebne źródło ] W przeciwieństwie do dzisiejszych czasów, te wczesne występy odbywały się zazwyczaj w wejściach do jaskiń, ponieważ brak technologii sprawiał, że sprzęt muzyczny nie pozwalał na dostęp do głębin wnętrza. W Luray Caverns w Wirginii opracowano działające organy , które generują dźwięk za pomocą młotków uderzających w stalaktyty, każdy o innym tonie.

Zobacz też

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cave&oldid=1134948690 ”