Sopel

Aby zapoznać się z wydłużoną formacją mineralną znalezioną na dnie jaskini, zobacz Stalagmit .
Obraz przedstawiający sześć najczęstszych nacieków z etykietami. Powiększ, aby zobaczyć etykiety.

Stalaktyt ( UK : / „ s t æ l . ə k ˌ t aɪ t / , US : przez s t ə ˈ l æ k ˌ t aɪ t / / ; od greckiego stalaktos” („kapiący”) stalassein ( „kapać”) to formacja mineralna zwisająca z sufitu jaskinie , gorące źródła lub konstrukcje stworzone przez człowieka, takie jak mosty i kopalnie. Każdy materiał, który jest rozpuszczalny i który może osadzać się w postaci koloidu , jest w zawiesinie lub jest zdolny do stopienia , może tworzyć stalaktyt. Stalaktyty mogą składać się z lawy , minerałów , błota , torfu , smoły , piasku , spieków i bursztynu (skrystalizowany mocz szczurów jucznych) . ). Stalaktyt niekoniecznie jest naciekiem naciekowym , chociaż nacieki naciekowe są najczęstszą formą stalaktytu ze względu na obfitość wapiennych jaskiń.

Odpowiednia formacja na dnie jaskini jest znana jako stalagmit . Opracowano mnemoniki , dla których słowo odnosi się do jakiego rodzaju formacji; jednym z nich jest to, że stalaktyt ma literę C dla „sufitu”, a stalagmit ma literę G dla „gruntu”. Innym przykładem jest to, że stalaktyty „ ciasno wiszą ” i stalagmity „ mogą dorosnąć” – z naciskiem na „ T ” i „ M” " połączone z podobnie brzmiącymi słowami.

Formacja i typ

Demonstracja powstawania kamienia naciekowego w laboratorium. Niebieski kolor jest wynikiem dodania jonów miedzi (Cu 2+ ) do roztworu macierzystego.

Stalaktyty wapienne

Najczęstszymi stalaktytami są nacieki jaskiniowe , które występują w jaskiniach wapiennych . Powstają w wyniku osadzania się węglanu wapnia i innych minerałów, które wytrącają się ze zmineralizowanych roztworów wodnych . Wapień jest główną formą węglanu wapnia , który rozpuszcza się w wodzie zawierającej dwutlenek węgla , tworząc roztwór wodorowęglanu wapnia w jaskiniach. Wzór chemiczny dla tej reakcji jest:

CaCO
(s) 3 + H
2 O
(l) + CO
(aq) 2 → Ca(HCO
3 )
(aq) 2

To rozwiązanie przemieszcza się przez skałę, aż dotrze do krawędzi, a jeśli znajduje się na dachu jaskini, będzie kapać. Kiedy roztwór wchodzi w kontakt z powietrzem, reakcja chemiczna , która go wywołała, odwraca się i osadzają się cząsteczki węglanu wapnia. Odwrócona reakcja to:

Ca(HCO
3 )
(aq) 2 → CaCO
(s) 3 + H
2 O
(l) + CO
(aq) 2

Średnie tempo wzrostu wynosi 0,13 mm (0,0051 cala) rocznie. Najszybciej rosnące stalaktyty to te utworzone przez stały dopływ wolno kapiącej wody bogatej w węglan wapnia (CaCO 3 ) i dwutlenek węgla (CO 2 ), które mogą rosnąć z prędkością 3 mm (0,12 cala) rocznie. Szybkość kapania musi być wystarczająco mała, aby umożliwić odgazowanie CO 2 z roztworu do atmosfery jaskini, powodując osadzanie się CaCO 3 na stalaktycie. Zbyt szybkie tempo kapania i roztwór, który nadal zawiera większość CaCO 3 , opada na dno jaskini, gdzie następuje odgazowanie i CaCO 3 jest zdeponowany jako stalagmit.

Wszystkie stalaktyty wapienne zaczynają się od pojedynczej, nasyconej minerałami kropli wody. Kiedy kropla spada, osadza najcieńszy pierścień kalcytu. Każda kolejna kropla, która tworzy się i spada, osadza kolejny pierścień kalcytu. Ostatecznie pierścienie te tworzą bardzo wąską (≈4 do 5 mm średnicy), pustą rurkę, powszechnie znaną jako stalaktyt ze słomy sodowej . Słomki sodowe mogą rosnąć dość długo, ale są bardzo delikatne. Jeśli zostaną zatkane gruzem, woda zacznie wypływać na zewnątrz, osadzając więcej kalcytu i tworząc bardziej znany stalaktyt w kształcie stożka.

Tworzenie się stalaktytów zwykle zaczyna się na dużym obszarze, z wieloma ścieżkami przepływu bogatej w minerały wody. Ponieważ minerały rozpuszczają się w jednym kanale nieco bardziej niż w innych konkurencyjnych kanałach, dominujący kanał zaczyna pobierać coraz więcej dostępnej wody, co przyspiesza jego wzrost, ostatecznie powodując zatkanie wszystkich innych kanałów. Jest to jeden z powodów, dla których formacje mają zwykle minimalne odległości od siebie. Im większa formacja, tym większa odległość między formacjami.

Filary

Filary w jaskiniach Nerja , Hiszpania

Te same krople wody, które spadają z czubka stalaktytu, odkładają więcej kalcytu na podłodze poniżej, ostatecznie tworząc zaokrąglony lub stożkowaty stalagmit . W przeciwieństwie do stalaktytów, stalagmity nigdy nie zaczynają się jako puste „słomki sodowe”. Mając wystarczająco dużo czasu, formacje te mogą się spotkać i stopić, tworząc naciek węglanu wapnia znany jako filar, kolumna lub stalagnat.

Stalaktyty z lawy

Inny rodzaj stalaktytu powstaje w rurach lawowych , podczas gdy stopiona i płynna lawa jest nadal aktywna w środku. Mechanizm powstawania polega na osadzaniu się stopionego kapiącego materiału na sklepieniach jaskiń, jednak w przypadku stalaktytów lawowych tworzenie się następuje bardzo szybko, w ciągu zaledwie kilku godzin, dni lub tygodni, podczas gdy stalaktyty wapienne mogą trwać nawet tysiące lat. Kluczową różnicą w stosunku do stalaktytów lawy jest to, że gdy lawa przestanie płynąć, stalaktyty również przestaną rosnąć. Oznacza to, że gdyby stalaktyt został rozbity, nigdy by nie odrósł.

Ogólny termin lavacicle został zastosowany do stalaktytów i stalagmitów lawy bezkrytycznie i wyewoluował ze słowa sopel lodu.

Podobnie jak stalaktyty wapienne, mogą pozostawiać krople lawy na podłodze, które zamieniają się w stalagmity lawy i mogą ostatecznie połączyć się z odpowiednim stalaktytem, ​​tworząc kolumnę.

Stalaktyty zębów rekina

Stalaktyty zębów rekina

Stalaktyt zęba rekina jest szeroki i zwężający się. Może zacząć się jako mała kropla lawy z półstałego sufitu, ale potem rośnie poprzez akrecję warstw, gdy kolejne strumienie lawy wznoszą się i opadają w rurze lawy, pokrywając i ponownie pokrywając stalaktyt większą ilością materiału. Mogą mieć długość od kilku milimetrów do ponad metra.

Splash stalaktytów

Gdy lawa przepływa przez rurę, materiał rozpryskuje się na suficie i spływa z powrotem, twardniejąc w stalaktyt. Ten typ formacji skutkuje stalaktytem o nieregularnym kształcie, wyglądającym trochę jak rozciągnięty toffi [ potrzebne wyjaśnienie ] . Często mogą mieć inny kolor niż oryginalna lawa, która utworzyła jaskinię.

Rurowe stalaktyty lawy

Kiedy strop tunelu lawy stygnie, tworzy się powłoka, która zatrzymuje w środku na wpół stopiony materiał. Ekspansja uwięzionych gazów zmusza lawę do wydostawania się przez małe otwory, w wyniku czego powstają wydrążone, cylindryczne stalaktyty analogiczne do słomek sodowych utworzonych jako nacieki osadnicze w jaskiniach roztworów. Najdłuższy znany ma prawie 2 metry długości. Są one powszechne w hawajskich rurach lawy i często są związane ze stalagmitem kroplowym, który tworzy się poniżej, gdy materiał jest przenoszony przez rurowy stalaktyt i gromadzi się na podłodze poniżej. Czasami forma rurowa zapada się w pobliżu dystalnego końca, najprawdopodobniej gdy ciśnienie ulatniających się gazów spadło, a wciąż stopione części stalaktytów opróżniły się i ochłodziły. Często te cylindryczne stalaktyty nabierają skręconego, robakowatego wyglądu, gdy kawałki lawy krystalizują i wymuszają przepływ w różnych kierunkach. Na te cylindryczne heliktyty lawy mogą również wpływać prądy powietrza przechodzące przez rurę i skierowane pod wiatr.

Lodowe stalaktyty

Lodowe stalaktyty na rynnie domu
Lodowe stalaktyty na zamarzniętej plaży w Bete Grise, Michigan

Powszechnym stalaktytem występującym sezonowo lub przez cały rok w wielu jaskiniach jest stalaktyt lodowy, powszechnie nazywany soplami lodu , zwłaszcza na powierzchni. Woda wyciekająca z powierzchni przeniknie do jaskini, a jeśli temperatura spadnie poniżej zera , woda utworzy stalaktyty. Mogą też powstawać w wyniku zamarzania pary wodnej . Podobnie jak stalaktyty lawowe, stalaktyty lodowe tworzą się bardzo szybko w ciągu kilku godzin lub dni. Jednak w przeciwieństwie do stalaktytów lawowych mogą odrastać, o ile woda i temperatura są odpowiednie.

Lodowe stalaktyty mogą również tworzyć się pod lodem morskim , gdy słona woda jest wprowadzana do wody oceanicznej. Te specyficzne stalaktyty nazywane są brinicles .

Lodowe stalaktyty mogą również tworzyć odpowiednie stalagmity pod nimi, a po pewnym czasie mogą rosnąć razem, tworząc lodową kolumnę.

Betonowe stalaktyty

Betonowe stalaktyty
Calthemite stalaktyty ze słomy sodowej pod betonową płytą
Główny artykuł: Calthemite

Stalaktyty mogą również tworzyć się na betonie i kanalizacji, gdzie występuje powolny wyciek, a w wodzie występują jony wapnia, magnezu lub innych , chociaż tworzą się tam znacznie szybciej niż w naturalnym środowisku jaskiniowym. Te osady wtórne, takie jak stalaktyty, stalagmity, nacieki i inne, które powstają z wapna, zaprawy murarskiej lub innego materiału wapiennego w betonie poza środowiskiem „jaskiniowym”, nie mogą być klasyfikowane jako „nacieki jaskiniowe” ze względu na definicję termin. Termin „ kalthemit”. ” jest używany do określenia osadów wtórnych, które naśladują kształty i formy nacieków poza środowiskiem jaskiniowym.

Sposób, w jaki stalaktyty tworzą się na betonie, wynika z innej chemii niż te, które tworzą się naturalnie w jaskiniach wapiennych i jest spowodowany obecnością tlenku wapnia w cemencie. Beton powstaje z kruszywa, piasku i cementu. Po dodaniu wody do mieszanki tlenek wapnia w cemencie reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek wapnia (Ca(OH) 2 ). Wzór chemiczny tego jest następujący:

CaO
s) ( +
) H2O
(l) → Ca(OH)
2
(aq

Z biegiem czasu każda woda deszczowa, która wniknie w pęknięcia w stwardniałym (twardym) betonie, przeniesie wszelki wolny roztwór wodorotlenku wapnia na krawędź betonu. Stalaktyty mogą tworzyć się, gdy roztwór wypływa na spód konstrukcji betonowej, gdzie jest zawieszony w powietrzu, na przykład na suficie lub belce. Kiedy roztwór wchodzi w kontakt z powietrzem na spodniej stronie konstrukcji betonowej, zachodzi kolejna reakcja chemiczna . Roztwór reaguje z dwutlenkiem węgla w powietrzu i wytrąca węglan wapnia .

Ca(OH)
2
(aq) + CO
2
(g) → CaCO
3
(s) + H
2 O
(l)

Kiedy ten roztwór opada, pozostawia cząsteczki węglanu wapnia, które z czasem tworzą stalaktyt. Zwykle mają kilka centymetrów długości i średnicę około 4 do 5 mm (0,16 do 0,20 cala). Na tempo wzrostu stalaktytów istotny wpływ ma ciągłość dostaw Ca 2+
oraz szybkość ściekania. Stalaktyt w kształcie słomy, który uformował się pod betonową strukturą, może urosnąć nawet o 2 mm dziennie, gdy szybkość kapania wynosi około 11 minut między kroplami. Zmiany pH roztworu odcieku może ułatwiać dodatkowe reakcje chemiczne, które mogą również wpływać na tempo wzrostu stalaktytu kalthemitu .

Dokumentacja

Biała Komnata w górnej jaskini Jeita Grotto w Libanie zawiera 8,2 m (27 stóp) wapiennego stalaktytu, który jest dostępny dla zwiedzających i jest uważany za najdłuższy stalaktyt na świecie. [ Potrzebne źródło ] Kolejne takie twierdzenie dotyczy 20-metrowego stalaktytu wapiennego, który wisi w Izbie Rzadkości w Gruta Rei do Mato ( Sete Lagoas , Minas Gerais , Brazylia). [ potrzebne źródło ] Jednak grotołazi podczas swoich poszukiwań często napotykali dłuższe stalaktyty. Jeden z najdłuższych stalaktytów widocznych dla ogółu społeczeństwa znajduje się w Pol an Ionain (jaskinia Doolin) w hrabstwie Clare w Irlandii, w regionie krasowym znanym jako The Burren ; tym, co czyni go bardziej imponującym, jest fakt, że stalaktyt jest utrzymywany przez sekcję kalcytu mniejszą niż 0,3 m 2 (3,2 stopy kwadratowej).

Etymologia

Pierwsza wzmianka o stalaktytach (choć nie z nazwy) pochodzi od rzymskiego historyka przyrody Pliniusza w tekście, który również wspomina o stalagmitach i kolumnach oraz odnosi się do ich powstawania przez kapanie wody. Termin „stalaktyt” został ukuty w XVII wieku przez duńskiego lekarza Ole Worma , który ukuł to słowo z greckiego słowa σταλακτός (stalaktos, „kapanie”) i greckiego przyrostka -ίτης (-ites, związane lub należące do) .

Galeria zdjęć

Zobacz też

  • Naciek w trybie poklatkowym ("Tropfsteine ​​im Zeitraffer") - Schmidkonz, B.; Wittke, G.; Chemie Unserer Zeit , 2006, 40, 246. doi : 10.1002/ciuz.200600370

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stalactite&oldid=1132434797 ”