Kras (geologia)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Kras (procesy krasowe, krasowienie) – procesy rozpuszczania skał przez wody powierzchniowe i podziemne, jeden z rodzajów wietrzenia chemicznego. Krasowieniu podlegają skały krasowiejące: przede wszystkim wapienie, a także dolomity, margle, gips, anhydryt, halit (potocznie sól kamienna).

Mianem krasu określa się również formy na powierzchni Ziemi powstałe w wyniku powyższych procesów, a także obszar, na jakim te procesy i formy występują. Szczegółowo zjawiskiem krasu zajmuje się krasologia.

Nazwa „kras” pochodzi od chorwackiego słowa „krš”, które po polsku znaczy: kamień lub skała. Do popularyzacji i przyjęcia przez naukowców tego terminu, przyczynił się wygląd płaskowyżu Kras w Słowenii, zbudowanego z silnie spękanych, białych wapieni, na których rozwinęły się zjawiska i formy krasowe w klasycznej postaci[1].

Ze względu na znaczne różnice w sposobie i efektach krasowienia skał węglanowych (rozpuszczanie poprzez reakcje chemiczne przy współudziale CO2) i skał solnych (rozpuszczanie fizyczne przez wodę), wydzielić można, znacznie się różniące, kras węglanowy i kras solny (w znaczeniu skał niewęglanowych).

Kras węglanowy[edytuj | edytuj kod]

Formy krasowe
Żłobki krasowe
Nacieki jaskiniowe, jaskinie Cougnac we Francji

Reakcja krasowienia węglanowego[edytuj | edytuj kod]

Krasowienie węglanowe następuje tylko w wypadku występowania CO2, również istotne są dla niego warunki temperaturowe (umiarkowana lub niska temperatura, względnie wyższa temperatura przy bardzo dużej zawartości CO2) i ciśnieniowe (w jaskiniach). Woda nasycona dwutlenkiem węgla (pochodzącym z atmosfery oraz z gnijących szczątków organicznych) wsiąka w ziemię łącząc się ze znajdującym się tam węglanem wapnia (CaCO3). W wyniku reakcji tworzy się wodorosólwodorowęglan wapnia Ca(HCO3)2. Kluczowe znaczenie ma fakt, że sam węglan wapnia jest bardzo słabo rozpuszczalny w czystej wodzie, natomiast wodorowęglan lepiej, może więc migrować, jednocześnie występuje tu skomplikowana równowaga cieczowo-gazowa. Następnie woda wraz z rozpuszczoną solą przepływa do jaskini, gdzie w wyniku odwrotnej reakcji wytrąca się węglan wapnia tworząc nacieki (podczas wpływania do jaskini wąskimi przewodami następuje wzrost ciśnienia CO2, więc więcej się go rozpuszcza w wodzie, czyli roztwór ten ma lepsze właściwości rozpuszczania skały; po rozszerzeniu przewodu w jaskini następuje spadek ciśnienia gazu, w wyniku przesunięcia równowagi wykrystalizowuje nadmiar węglanu wapnia).

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O + CO2

Proces rozpuszczania przebiega dosyć szybko[2]. Tempo to możemy określić licząc ilość wapieni rozpuszczonych w jednostce czasu. Intensywność rozpuszczania zależy od:

  • klimatu, ilości opadów (zachodzi szybciej w klimacie wilgotnym)
  • zawartości dwutlenku węgla w wodzie
  • wysokości n.p.m. (na wysoko położonych obszarach woda krąży dłużej, więc intensywniej rozpuszcza skały)
  • ukształtowania powierzchni (im bardziej płaski obszar, tym więcej wody wsiąka w głąb).

Rozpuszczanie węglanu wapnia może następować również w wyniku działania kwasów (np. kwasów organicznych z rozkładającej się ściółki glebowej, rzadziej kwaśnych wód pochodzenia podziemnego), lecz wówczas na ogół nie nastąpi rekrystalizacja węglanu wapnia z roztworu, powstanie kras negatywny (formy wklęsłe) lub skały węglanowe zostaną zerodowane do końca; takie przypadki są jednak rzadkie i na ogół ograniczają się do cienkiej warstwy podglebowej (tym bardziej, że na wapieniach występują na ogół gleby zasadowe, a nie kwaśne).

Formy krasu węglanowego[edytuj | edytuj kod]

Formy powierzchniowe:

  • ospa, żłobki i żebra – powstają na skutek działania płynącej wody opadowej
  • lej krasowy – płytkie, okrągłe lub eliptyczne zagłębienie, o średnicy do kilkuset m
  • uwał – zagłębienie bezodpływowe powstałe z połączenia kilku lejów krasowych
  • polje (polja) – rozległa kotlina, o powierzchni do kilkuset km², powstała przez połączenie wielu uwałów i lejów krasowych
  • mogoty i humy – ostańce sterczące na poljach
  • ponor – miejsce, gdzie wody strumieni, potoków czy rzek wpływają pod powierzchnię terenu
  • wywierzyskoźródło krasowe, miejsce w którym wody podziemne wypływają na powierzchnię
  • doliny krasowe
  • kras wieżowy.

Formy podziemne:

Wewnątrz jaskiń występują formy naciekowe (kras pozytywny): stalaktyty, stalagmity, stalagnaty, draperie naciekowe, perły jaskiniowe i inne.

Kras kredy piszącej[edytuj | edytuj kod]

Są to zjawiska krasowe zachodzące w miękkich górnokredowych skałach, o nieco odmiennej charakterystyce[3] od krasu występującego w innych twardych skałach węglanowych. W Polsce występują głównie na Lubelszczyźnie (Pagóry Chełmskie). Termin „kras kredy piszącej” wprowadził w 1966 prof. Henryk Maruszczak [4].

Występowanie krasu węglanowego[edytuj | edytuj kod]

Około 7% kontynentów zajmują skały krasowiejące. Kras węglanowy obecny jest, w mniejszym lub większym stopniu, prawie wszędzie, gdzie występują skały węglanowe. Obszarem występowania najbardziej typowych zjawisk krasowych są Góry Dynarskie i płaskowyż Kras (m.in. ze słynnymi jaskiniami: Postojną i Szkocjańskimi). W Europie kras występuje również m.in. na obszarze Irlandii (Burren), Słowacji i Węgier (tzw. Kras Słowacko-Węgierski), Moraw (tzw. Kras Morawski). Na świecie jest obecny m.in. na Bliskim Wschodzie (góry Antyliban), w Ameryce Północnej (np. płaskowyże Ozark i Cumberland, Jaskinia Mamucia, Park Narodowy Nahanni), w Chinach, na Półwyspie Indochińskim, Borneo i na Nowej Zelandii.

W Polsce formy krasowe można zaobserwować głównie na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej i w Tatrach Zachodnich, a w mniejszym stopniu również w Pieninach (Pieniński Pas Skałkowy), Górach Świętokrzyskich i Sudetach (Masyw Śnieżnika z Jaskinią Niedźwiedzią, wapienie wojcieszowskie i in.).

Kras solny[edytuj | edytuj kod]

Halityt (sól kamienna) oraz sylwin są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie, dlatego nie występuje praktycznie kras powierzchniowy w tych skałach. W przeszłości geologicznej większość masywów solnych została zupełnie wyerodowana, wpływając na zasolenie oceanów (i niektórych bezodpływowych jezior śródlądowych). Pewne formy krasu halitytowego można spotkać pod ziemią, w złożach soli kamiennych i potasowych; występują tam dlatego, że obieg wód jest ograniczony i nie dochodzi do istotnego wyniesienia substancji skalnej poza obszar złoża.

Kras gipsowy[edytuj | edytuj kod]

Gips i anhydryt są umiarkowanie rozpuszczalne w czystej wodzie (jej zanieczyszczenia nie mają jednak większego znaczenia). Krasowienie gipsów polega na rozpuszczeniu ich przez wodę, która w odróżnieniu od krasu wapiennego, nie musi zawierać dwutlenku węgla. Jest to możliwe dlatego, że gips i anhydryt są materiałami chłonącym wilgoć i rozpuszczającym się w wodzie. Oznacza to także, że formy krasu gipsowego są bardzo nietrwałe i tym samym bardzo młode w porównaniu do form krasu wapiennego; są to z reguły formy negatywne. Dodatkowo charakterystyczne dla skał gipsowych (w szczególności anhydrytów) jest pęcznienie wraz z wbudowywaniem wody w strukturę mineralną skał, co powoduje naprężenia, następnie sfałdowanie i pękanie wzdłuż powierzchni strukturalnych (najczęściej warstw) – powstaje tzw. trzewiowiec (bo przypominający trzewia)[5]; po tak powstałych spękaniach zaczyna krążyć woda, powiększając je i tworząc m.in. jaskinie.

Procesy krasowienia i formy krasu gipsowego należą do zjawisk rzadkich. Spowodowane jest to stosunkowo małymi pokładami gipsu w skorupie ziemskiej w przeciwieństwie do wapieni, których jest stosunkowo dużo. Formy różnie wykształconego krasu powierzchniowego można spotkać w różnych częściach świata, m.in. w Polsce na Ponidziu. Największą jaskinią w Polsce powstałą w wyniku tego rodzaju krasu jest Jaskinia Skorocicka we wsi Skorocice koło Buska-Zdroju.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy

  1. Dlaczego woda drąży skały – czyli zjawiska krasowe.
  2. W geologicznej skali czasu. Jednak proces rozpuszczania węglanu wapnia jest o rzędy wielkości wolniejszy od prędkości rozpuszczania np. halitytu, widocznego gołym okiem.
  3. Patrz np. Dyskusja:Pagóry Chełmskie#5.3 Formy krasowe.
  4. Henryk Maruszczak, Zjawiska krasowe w skałach górnokredowych międzyrzecza Wisły i Bugu (typ krasu kredy piszącej), „Przegląd Geograficzny”, nr 38/1966, 3: 339–370
  5. Por. trzewiowiec, anhydryt.
Commons in image icon.svg