KRAS: VREMENSKI PROCESI I PEJZAŽI - OKOLIŠ - 2025

Krš, krške ili Krški reljef, je oblik reljefa čiji porijeklo uslijed djelovanja atmosferilija procese otapanjem topljivih stijena vapnenaca, dolomita i gipsa. Ovi reljefi karakteriziraju predstavljanje podzemnog sustava odvodnje s pećinama i odvodima.

Riječ krš dolazi od njemačkog krša, izraza koji se koristio za talijansko-slovensko područje Carso, gdje obiluju kraški oblici. Kraljevska španjolska akademija odobrila je uporabu obje riječi "krš" i "krš", s jednakim značenjem.

Slika 1. Planine Anaga, Tenerife, Kanarski otoci, Španjolska. Izvor: Jan Kraus putem flickr.com/photos/johny

Vapnenačke stijene su sedimentne stijene koje se uglavnom sastoje od:

• Kalcit (kalcijev karbonat, CaCO ₃).
• Magnezit (magnezijev karbonat, MgCO ₃).
• Minerali u malim količinama koji mijenjaju boju i stupanj zbijanja stijene, poput gline (agregati hidratiziranih aluminijskih silikata), hematita (mineral željezovog oksida Fe ₂ O ₃), kvarca (mineral silicijevog oksida SiO ₂) i siderit (mineral željezo karbonat FeCO ₃).

Dolomit je sedimentna stijena sastavljena od minerala dolomita, dvostrukog karbonata kalcija i magnezija CaMg (CO ₃) ₂.

Gips je stijena sastoji od hidriranog kalcijevog sulfata (Caso ₄.2H ₂ O), koji može sadržavati malu količinu karbonati, gline, oksidi, kloridi, silicijev dioksid i anhidrida (Caso ₄).

Krški vremenski procesi

Kemijski procesi stvaranja krša u osnovi uključuju sljedeće reakcije:

• Otapanje ugljičnog dioksida (CO ₂) u vodi:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

• Disocijacija ugljične kiseline (H ₂ CO ₃) u vodi:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

• Otapanje kalcijevog karbonata (CaCO ₃) napadom kiseline:

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

• Rezultirajuća ukupna reakcija:

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

• Djelovanje blago kiselih gaziranih voda, proizvodeći disocijaciju dolomita i naknadni doprinos karbonata:

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

Čimbenici potrebni za pojavu krškog reljefa:

• Postojanje matrice vapnenačkih stijena.
• Obilna prisutnost vode.
• Uočljiva koncentracija CO ₂ u vodi; ta se koncentracija povećava s visokim pritiscima i niskim temperaturama.
• Biogeni izvori CO ₂. Prisutnost mikroorganizama koji stvaraju CO ₂ u procesu disanja.
• Dovoljno vremena za djelovanje vode na stijeni.

Mehanizmi za otapanje domaćina stijena:

• Djelovanje vodene otopine sumporne kiseline (H ₂ SO ₄).
• Vulkanizam, gdje tokovi lave tvore cjevaste špilje ili tunele.
• Fizičko erozivno djelovanje morske vode koja stvara morske ili obalne špilje, zbog utjecaja valova i podrivanja litica.
• Obalne špilje nastale kemijskim djelovanjem morske vode, uz stalnu solubilizaciju stijena domaćina.

Geomorfologija krških reljefa

Krški reljef može se oblikovati unutar ili izvan stijene domaćina. U prvom se slučaju naziva unutarnjim krškim, endokarstičkim ili hipogenim reljefom, a u drugom slučaju vanjskim krškim, egzokarstnim ili epigenskim reljefom.

Slika 2. Kraški reljef u Covadonga, Asturija, Španjolska. Izvor: Mª Cristina Lima Bazán putem

-Unutarnji krški ili endokarstični reljef

Podzemne vodene struje koje kruže unutar korita ugljeničnih stijena kopaju unutarnje tokove unutar velikih stijena, putem otapanja koje smo spomenuli.

Ovisno o karakteristikama šikara, potječu različiti oblici unutarnjeg krškog reljefa.

Suhe špilje

Suhe špilje nastaju kada unutarnji tokovi vode napuste ove kanale koji su se urezali kroz stijene.

galerije

Najjednostavniji način iskopavanja vodom unutar špilje je galerija. Galerije se mogu proširiti u „svodove“ ili se mogu suziti i oblikovati „hodnike“ i „tunele“. Također se mogu oblikovati i razgranati tuneli i vodostaji zvani „sifoni“.

Stalaktiti, stalagmiti i stupovi

Tijekom razdoblja kada je voda tek napustila tok unutar stijene, preostale galerije su ostavljene s visokim stupnjem vlažnosti, istječući kapljice vode s otopljenim kalcijevim karbonatom.

Kada voda isparava, karbonat se taloži u čvrsto stanje i pojavljuju se formacije koje rastu iz zemlje koje se nazivaju "stalagmiti", a druge formacije rastu viseće sa stropa špilje, nazvane "stalaktiti".

Kad se stalaktit i stalagmit nađu u istom prostoru, ujedinjujući, unutar špilja nastaje "stupac".

topovi

Kad se krov špilje uruši i uruši, nastaju "kanjoni". Tako se pojavljuju vrlo duboki urezi i okomiti zidovi na kojima mogu teći površinske rijeke.

-Vanjski krški, egzokarstični ili epigenijski reljef

Otapanje vapnenca u vodi može probiti stijenu na njegovoj površini i oblikovati praznine ili šupljine različitih veličina. Te šupljine mogu biti promjera nekoliko milimetara, velike šupljine promjera nekoliko metara ili cjevasti kanali nazvani "lapiaces".

Kako se lapiaz razvija dovoljno i stvara depresiju, pojavljuju se drugi krški oblici zvani "vrtače", "uvale" i "polja".

Dolinas

Umotač je udubljenje s kružnom ili eliptičnom bazom , čija veličina može doseći nekoliko stotina metara.

Često se u vrtačama nakuplja voda koja otapanjem karbonata kopa sudoper u obliku lijevka.

Grožđe

Kad nekoliko vrtača raste i pridruži se velikoj depresiji, nastaje "grožđe".

poljima

Kada se formira velika depresija s ravnim dnom i dimenzijama u kilometrima, naziva se "poljé".

Poljé je u teoriji ogromno grožđe, a unutar poljéa nalaze se i najmanji krški oblici: uvale i vrtače.

U Poljés-u se formira mreža vodenih kanala sa sudoperom koji se uliva u podzemne vode.

Slika 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Promatrajte ljude na lijevoj strani slike radi reference.) Izvor: MatWr, iz Wikimedia Commons

Kraške formacije kao životne zone

U krškim tvorbama postoje intergranularni prostori, pore, zglobovi, prijelomi, pukotine i kanali, čiju površinu mogu kolonizirati mikroorganizmi.

Fotičke zone u krškim tvorbama

Na tim površinama krških reljefa stvaraju se tri fotičke zone ovisno o prodiranju i intenzitetu svjetlosti. Te zone su:

• Ulazno područje: ovo je područje izloženo sunčevom zračenju s dnevnim ciklusom dnevnog i noćnog osvjetljenja.
• Zona sumraka: srednja fotička zona.
• Tamno područje: područje gdje svjetlost ne prodire.

Fauna i prilagodbe u fotičnoj zoni

Različiti oblici života i njihovi mehanizmi prilagodbe izravno su povezani sa uvjetima ovih fotičnih zona.

Zone ulaska i sumraka imaju podnošljive uvjete za razne organizme, od insekata do kralježnjaka.

Tamna zona predstavlja stabilnije uvjete od površinskih zona. Primjerice, na njega ne utječu vjetrovite turbulencije i održava praktički konstantnu temperaturu tijekom cijele godine, ali ti su uvjeti ekstremniji zbog nedostatka svjetlosti i nemogućnosti fotosinteze.

Iz tih razloga, duboka krška područja smatraju se siromašnim hranjivim tvarima (oligotrofnim), budući da nemaju primarne fotosintetske proizvođače.

Ostali ograničavajući uvjeti u krškim formacijama

Osim nedostatka svjetlosti u endokarstičnim sredinama, u krškim tvorbama postoje i drugi ograničavajući uvjeti za razvoj životnih oblika.

Neko okruženje s hidrološkim vezama na površinu može pretrpjeti poplavu; pustinjske špilje mogu doživjeti duge periode suše, a vulkanski cijevni sustavi mogu doživjeti obnovljenu vulkansku aktivnost.

U unutrašnjim kavernama ili endogenim formacijama mogu se javiti i različita stanja opasna po život, poput toksičnih koncentracija anorganskih spojeva; sumpor, teški metali, ekstremna kiselost ili alkalnost, smrtonosni plinovi ili radioaktivnost.

Mikroorganizmi endokarstičnih područja

Među mikroorganizmima koji naseljavaju endokarstične formacije možemo spomenuti bakterije, arheje, gljivice, a postoje i virusi. Ove skupine mikroorganizama ne predstavljaju raznolikost koju pokazuju u površinskim staništima.

Mnogi geološki procesi, kao što su željezo i sumpor, oksidacije, ammonification nitrifikaciju, denitrifikacije, anaerobnih oksidacije sumpora, redukcije sulfata (SO ₄ ^2-), metan ciklizacijom (tvorba cikličke ugljikovodične spojeve od metan CH ₄), među drugi su posredovani mikroorganizmima.

Kao primjere ovih mikroorganizama možemo navesti:

• Leptothrix sp., Koji utječe na oborine željeza u špiljama Borra (Indija).
• Bacillus pumilis izoliran je iz špilja Sahastradhara (Indija), posredujući taloženje kalcijevog karbonata i stvaranje kristala kalcita.
• Vlaknasta sumporna oksidirajuća bakterija Thiothrix sp., Pronađena u špilji Lower Kane, Wyomming (SAD).

Mikroorganizmi egzokarstnih zona

Neke egokarstne formacije sadrže deltaproteobacteria spp., Acidobacteria spp., Nitrospira spp. i proteobacteria spp.

Vrste rodova: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium, i Firmicutes, između ostalih, mogu se naći u hipogenim ili endokarst formacijama.

Krajolici kraških formacija u Španjolskoj

• Park Las Loras, UNESCO-ov, proglašen svjetskim geoparkom, smješten u sjevernom dijelu Castilla y León.
• Špilja Papellona, ​​Barcelona.
• Špilja Ardales, Malaga.
• Špilja Santimamiñe, Prazna zemlja.
• Špilja Covalanas, Cantabria.
• Špilje u La Hazi, Kantabrija.
• Dolina Miera, Kantabrija.
• Sierra de Grazalema, Cádiz.
• Špilja Tito Bustillo, Ribadesella, Asturija.
• Torcal de Antequera, Malaga.
• Cerro del Hierro, Sevilja.
• Masiv de Cabra, Subbética Cordobesa.
• Prirodni park Sierra de Cazorla, Jaén.
• Planine Anaga, Tenerife.
• Masiv Larre, Navarra.
• Dolina Rudrón, Burgos.
• Nacionalni park Ordesa, Huesca.
• Sierra de Tramontana, Majorka.
• Manastir Piedra, Zaragoza.
• Očarani grad, Cuenca.

Krajolici kraških formacija u Latinskoj Americi

• Jezera Montebello, Chiapas, Meksiko.
• El Zacatón, Meksiko.
• Dolinas de Chiapas, Meksiko.
• Cenotes of Quintana Roo, Meksiko.
• Cacahuamilpa Grottoes, Meksiko.
• Tempisque, Kostarika.
• Špilja Roraima Sur, Venezuela.
• Špilja Charlesa Brewera, Chimantá, Venezuela.
• La Danta System, Kolumbija.
• Gruta da Caridade, Brazil.
• Cueva de los Tayos, Ekvador.
• Cura nož sustav, Argentina.
• Otok Madre de Dios, Čile.
• Formiranje El Loa, Čile.
• Obalno područje Cordillera de Tarapacá, Čile.
• Cutervo formacija, Peru.
• Pucará formacija, Peru.
• Špilja Umajalanta, Bolivija.
• Formiranje Polanca, Urugvaj.
• Vallemí, Paragvaj.

Reference

1. Barton, HA i Northup, DE (2007). Geomikrobiologija u špiljskim okruženjima: prošlost, sadašnjost i budućnost perspektive. Časopis za pećine i krške studije. 67: 27-38.
2. Culver, DC i Pipan, T. (2009). Biologija špilja i drugih podzemnih staništa. Oxford, Velika Britanija: Oxford University Press.
3. Engel, AS (2007). O bioraznolikosti sumpornih krških staništa. Časopis za pećine i krške studije. 69: 187-206.
4. Krajic, K. (2004). Biolozi iz pećina otkrivaju zakopano blago. Znanost. 293: 2,378-2,381.
5. Li, D., Liu, J., Chen, H., Zheng, L. i Wang, k. (2018.). Odgovor mikrobne zajednice tla na uzgoj krmne trave u degradiranim krškim tlima. Degradacija i razvoj zemljišta. 29: 4.262-4.270.
6. doi: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, DE i Lavoie, K. (2001). Geomikrobiologija špilja: pregled. Časopis za geomikrobiologiju. 18: 199-222.