KRAS: PROCESY POČASIA A KRAJINY - PROSTREDIE - 2026

Kras , kras alebo kras reliéf, je forma topografia, ktorých pôvod je v dôsledku poveternostných vplyvov procesy rozpustením rozpustnej skaly vápence, dolomity a sadry. Tieto reliéfy sa vyznačujú podzemným drenážnym systémom s jaskyňami a odtokmi.

Slovo kras pochádza z nemeckého krasu, ktorý sa používa na označenie taliansko-slovinskej oblasti Carso, kde sa vyskytujú krasové formy. Kráľovská španielska akadémia schválila použitie oboch slov „kras“ a „kras“ s rovnakým významom.

Obrázok 1. Hory Anaga, Tenerife, Kanárske ostrovy, Španielsko. Zdroj: Jan Kraus cez flickr.com/photos/johny

Vápencové horniny sú sedimentárne horniny zložené hlavne z:

• Vápenec (uhličitan vápenatý, CaCO ₃ ).
• Magnezit (uhličitan horečnatý, MgCO ₃ ).
• Minerály v malých množstvách, ktoré modifikujú farbu a stupeň zhutnenia horniny, ako íly (agregátov hydratované kremičitany hlinité), hematit (železitý minerálne oxidu Fe ₂ O ₃ ), kremeň (minerálnej báze oxidu kremičitého SiO ₂ ) a siderit (uhličitan železa minerálne Fečo ₃ ).

Dolomit je sedimentárna hornina pozostávajúca z minerálneho dolomitu, ktorý je dvojitým uhličitanom vápenatého a horečnatého CaMg (CO ₃ ) ₂ .

Sadra je hornina zložená hydratovaného síranu vápenatého ( CaSO ₄ .2H ₂ O), ktoré môžu obsahovať malé množstvo uhličitany, hlinky, oxidy, chloridy, oxid kremičitý a anhydrit (CaSO ₄ ).

Procesy zvetrávania kras

Chemické procesy tvorby krasu v zásade zahŕňajú nasledujúce reakcie:

• Rozpúšťanie oxidu uhličitého (CO ₂ ) vo vode:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

• Disociácia kyseliny uhličitej (H ₂ CO ₃ ) vo vode:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

• Rozpustenie uhličitanu vápenatého (CaCO ₃ ) pôsobením kyseliny:

CaCO ₃ + H ₃ O ⁺ → Ca ²⁺ + HCO ₃ ^- + H ₂ O

• Výsledná celková reakcia:

CO ₂ + H ₂ O + CaCO ₃ → 2HCO ₃ ^- + Ca ²⁺

• Pôsobenie mierne kyslých vôd sýtených oxidom uhličitým, ktoré spôsobuje disociáciu dolomitov a následný príspevok uhličitanov:

CaMg (CO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + CO ₂ → CaCO ₃ + MgCO ₃ + 2H ₂ O + CO ₂

Faktory potrebné na výskyt krasového reliéfu:

• Existencia vápencovej skalnej matrice.
• Bohatá prítomnosť vody.
• Citeľný CO ₂ koncentrácia vo vode; táto koncentrácia sa zvyšuje s vysokými tlakmi a nízkymi teplotami.
• Biogénne zdroje CO ₂ . Prítomnosť mikroorganizmov, ktoré produkujú CO ₂ v procese dýchania.
• Dostatok času na pôsobenie vody na skalu.

Mechanizmy rozpúšťania hostiteľskej horniny:

• Pôsobenie vodných roztokov kyseliny sírovej (H ₂ SO ₄ ).
• Vulkanizmus, kde lávové toky tvoria tubulárne jaskyne alebo tunely.
• Fyzikálne erózne pôsobenie morskej vody, ktorá vytvára morské alebo pobrežné jaskyne v dôsledku nárazu vĺn a oslabenia útesov.
• Pobrežné jaskyne vytvorené chemickým pôsobením morskej vody s konštantným rozpúšťaním hostiteľských hornín.

Geomorfológia krasových reliéfov

Krasová reliéf sa môže tvoriť vnútri alebo mimo hostiteľskej skaly. V prvom prípade sa to nazýva vnútorný kras, endokarstická alebo hypogénna reliéf av druhom prípade vonkajší kras, exokarstická alebo epigenická reliéf.

Obrázok 2. Krasová reliéf v Covadonga, Astúria, Španielsko. Zdroj: M. Cristina Lima Bazán prostredníctvom https://www.flickr.com/photos//27435235767

- Vnútorný kras alebo endokaristická úľava

Prúdy podzemnej vody, ktoré cirkulujú vo vrstvách uhlíkatých hornín, vykopávajú vnútorné toky vnútri veľkých hornín prostredníctvom procesov rozpúšťania, ktoré sme spomenuli.

V závislosti od charakteristík čistenia vznikajú rôzne formy vnútorného krasového reliéfu.

Suché jaskyne

Suché jaskyne sa vytvárajú, keď vnútorné toky vody opúšťajú tieto kanály, ktoré sa vytesali cez skaly.

galéria

Najjednoduchší spôsob, ako sa vykopať voda v jaskyni, je galéria. Galérie sa môžu rozšíriť na „klenby“ alebo sa môžu zúžiť a môžu sa vytvoriť „chodby“ a „tunely“. „Rozvetvené tunely“ a tiež sa môžu vytvárať vzostupy vody nazývané „sifóny“.

Stalaktity, stalagmity a stĺpy

Počas obdobia, keď voda práve opustila svoj tok vo vnútri skaly, zostávajúce galérie sa nechajú s vysokou mierou vlhkosti, pričom sa kvapky vody vylučujú rozpusteným uhličitanom vápenatým.

Keď sa voda vyparuje, uhličitan sa zráža do tuhého stavu a objavujú sa útvary, ktoré rastú zo zeme zvané stalagmity, a ďalšie útvary rastú visiace zo stropu jaskyne nazývané stalaktity.

Keď sa v rovnakom priestore stretnú stalaktit a stalagmit, v jaskyniach sa vytvorí stĺp.

delá

Keď sa strecha jaskýň zrúti a zrúti, vytvárajú sa „kaňony“. Preto môžu dôjsť k veľmi hlbokým rezom a zvislým stenám, kde môžu pretekať povrchové rieky.

- vonkajší kras, exokarstická alebo epigenická úľava

Rozpustenie vápenca vodou môže prepáliť horninu na jej povrchu a vytvoriť dutiny alebo dutiny rôznych veľkostí. Tieto dutiny môžu mať priemer niekoľko milimetrov, veľké dutiny niekoľko metrov v priemere alebo rúrkové kanály nazývané „lapiaces“.

Keď sa lapiaz dostatočne vyvíja a spôsobuje depresiu, objavujú sa ďalšie krasové formy, ktoré sa nazývajú „sinkholes“, „uvalas“ a „poljes“.

Dolinas

Sinkhole je depresia s kruhovým alebo eliptickým základom , ktorého veľkosť môže dosiahnuť niekoľko stoviek metrov.

Vo výpustoch sa často hromadí voda, ktorá rozpustením uhličitanov vykopáva umývadlo v tvare lievika.

hrozno

Keď rastie niekoľko spojov a spájajú sa do veľkej depresie, vytvára sa „hroznový“.

Poljés

Keď sa vytvorí veľká depresia s rovným dnom a rozmermi v kilometroch, nazýva sa „poljé“.

Poljé je teoreticky obrovským hroznom a vnútri poljé sú najmenšie krasové formy: uvalas a sinkholes.

V Poljés je vytvorená sieť vodných kanálov s umývadlom, ktoré sa vlieva do podzemnej vody.

Obrázok 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Pozorujte ľudí na ľavej strane obrázka pre informáciu o veľkosti). Zdroj: MatWr, z Wikimedia Commons

Krasové útvary ako životné zóny

V krasových útvaroch sa nachádzajú intergranulárne priestory, póry, kĺby, zlomeniny, trhliny a kanáliky, ktorých povrchy môžu byť kolonizované mikroorganizmami.

Photické zóny v krasových formáciách

Na týchto povrchoch krasových reliéfov sa generujú tri photické zóny v závislosti od prieniku a intenzity svetla. Tieto zóny sú:

• Vstupná oblasť: táto oblasť je vystavená slnečnému žiareniu denným denným a nočným osvetľovacím cyklom.
• Súmraková zóna: stredná photická zóna.
• Tmavá oblasť: oblasť, kde svetlo neprenikne.

Fauna a prispôsobenie sa v photickej zóne

Rôzne formy života a ich adaptačné mechanizmy priamo korelujú s podmienkami týchto photických zón.

Vstupné zóny a zóny súmraku majú prijateľné podmienky pre rôzne organizmy, od hmyzu po stavovce.

Tmavá zóna predstavuje stabilnejšie podmienky ako povrchové zóny. Napríklad nie je ovplyvnená turbulenciami vetra a udržuje prakticky konštantnú teplotu počas celého roka, tieto podmienky sú však extrémnejšie kvôli absencii svetla a nemožnosti fotosyntézy.

Z týchto dôvodov sa hlboké krasové oblasti považujú za chudobné na živiny (oligotrofné), pretože im chýba fotosyntetický primárny producent.

Ďalšie limitujúce podmienky v krasových útvaroch

Okrem neprítomnosti svetla v endokaristických prostrediach existujú v krasových formáciách ďalšie limitujúce podmienky pre vývoj životných foriem.

Niektoré prostredia s hydrologickými väzbami na povrch môžu byť postihnuté záplavami; púštne jaskyne môžu zažiť dlhé obdobia sucha a vulkanické trubicové systémy môžu zažiť obnovenú sopečnú aktivitu.

Vo vnútorných jaskyniach alebo endogénnych formáciách sa môžu vyskytnúť rôzne život ohrozujúce stavy, ako sú toxické koncentrácie anorganických zlúčenín; síra, ťažké kovy, extrémna kyslosť alebo zásaditosť, smrtiace plyny alebo rádioaktivita.

Mikroorganizmy endokarických oblastí

Medzi mikroorganizmy, ktoré obývajú endokarotické formácie, môžeme uviesť baktérie, archaea, huby a tiež vírusy. Tieto skupiny mikroorganizmov nepredstavujú rozmanitosť, ktorú vykazujú na povrchových biotopoch.

Mnoho geologické procesy, ako je železo a síra oxidácie, amonifikace, nitrifikácie, denitrifikácie, anaeróbne síry oxidácia, redukcia síranu (SO ₄ ² ), metán cyklizaci (tvorba cyklických uhľovodíkových zlúčenín z metánu CH ₄ ), medzi iné sú sprostredkované mikroorganizmami.

Ako príklady týchto mikroorganizmov môžeme uviesť:

• Leptothrix sp., Ktorý ovplyvňuje zrážanie železa v jaskyniach Borra (India).
• Bacillus pumilis izolovaný z jaskýň Sahastradhara (India), sprostredkujúci zrážanie uhličitanu vápenatého a tvorbu kryštálov kalcitu.
• Vláknité baktérie oxidujúce síru Thiothrix sp., Nájdené v Lower Kane Cave, Wyomming (USA).

Mikroorganizmy exokarických zón

Niektoré formácie exokarstu obsahujú deltaproteobaktérie spp. , Acidobacteria spp., Nitrospira spp. a proteobacteria spp.

Druhy rodov: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium a Firmicutes sa nachádzajú okrem iného v hypogénnych alebo endokarstných formáciách.

Krajiny krasových útvarov v Španielsku

• Park Las Loras, ktorý UNESCO označilo za svetový geopark, sa nachádza v severnej časti Castilla y León.
• Jaskyňa Papellona, ​​Barcelona.
• Jaskyňa Ardales, Malaga.
• Jaskyňa Santimamiñe, prázdna krajina.
• Jaskyňa Covalanas, Kantábria.
• Jaskyne La Haza, Kantábria.
• Údolie Miera, Kantábria.
• Sierra de Grazalema, Cádiz.
• Jaskyňa Tito Bustillo, Ribadesella, Astúria.
• Torcal de Antequera, Malaga.
• Cerro del Hierro, Sevilla.
• Massif de Cabra, Subbética Cordobesa.
• Prírodný park Sierra de Cazorla, Jaén.
• Anaga Mountains, Tenerife.
• Masív Larry, Navarra.
• Údolie Rudrón, Burgos.
• Národný park Ordesa, Huesca.
• Sierra de Tramontana, Mallorca.
• Kláštor Piedra, Zaragoza.
• Enchanted City, Cuenca.

Krajiny krasových útvarov v Latinskej Amerike

• Jazerá Montebello, Chiapas, Mexiko.
• El Zacatón, Mexiko.
• Dolinas de Chiapas, Mexiko.
• Cenotes z Quintana Roo, Mexiko.
• Jaskyne Cacahuamilpa, Mexiko.
• Tempisque, Kostarika.
• Jaskyňa Roraima Sur, Venezuela.
• Jaskyňa Charlesa Brewera, Chimantá, Venezuela.
• La Danta System, Kolumbia.
• Gruta da Caridade, Brazília.
• Cueva de los Tayos, Ekvádor.
• Cura Knife System, Argentína.
• Ostrov Madre de Dios, Čile.
• Založenie El Loa, Čile.
• Pobrežná oblasť Cordillera de Tarapacá, Chile.
• Cutervo Formation, Peru.
• Formácia Pucará, Peru.
• Jaskyňa Umajalanta, Bolívia.
• Polanco Formation, Uruguaj.
• Vallemí, Paraguay.

Referencie

1. Barton, HA a Northup, DE (2007). Geomikrobiológia v jaskynných prostrediach: minulosť, súčasnosť a budúcnosť. Journal of Cave and Karst Studies. 67: 27-38.
2. Culver, DC a Pipan, T. (2009). Biológia jaskýň a iných podzemných biotopov. Oxford, UK: Oxford University Press.
3. Engel, AS (2007). O biodiverzite biotopov sulfidických krasov. Journal of Cave and Karst Studies. 69: 187-206.
4. Krajic, K. (2004). Biológovia jaskýň objavujú zakopaný poklad. Science. 293: 2 378 - 2 381.
5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. a Wang, k. (2018). Odpovede mikrobiálnych spoločenstiev na pestovanie krmovín v degradovaných krasových pôdach. Degradácia a rozvoj pôdy. 29: 4,262-4,270.
6. doi: 10,1002 / l, 3,188
7. Northup, DE a Lavoie, K. (2001). Geomikrobiológia jaskýň: prehľad. Geomikrobiologický časopis. 18: 199-222.