Stalaktit

För den långsträckta mineralbildningen som finns på ett grottgolv, se Stalagmit .
Bild som visar de sex vanligaste speleothemen med etiketter. Förstora för att se etiketter.

En stalaktit ( UK : / ˈ s t æ l . ə k ˌ t aɪ t / , USA : / s t ə ˈ l æ k ˌ t aɪ t / ; från grekiskan 'stalaktos' ('droppande') via stalassein ( 'att droppa') är en mineralformation som hänger från taket i grottor , varma källor eller konstgjorda strukturer som broar och gruvor. Allt material som är lösligt och som kan deponeras som en kolloid , eller är i suspension , eller kan smältas , kan bilda en stalaktit. Stalaktiter kan bestå av lava , mineraler , lera , torv , beck , sand , sinter och amberat (kristalliserad urin från packråttor ). En stalaktit är inte nödvändigtvis en speleotem , men speleothems är den vanligaste formen av stalaktit på grund av det överflöd av kalkstensgrottor.

Motsvarande formation på golvet i grottan är känd som en stalagmit . Mnemonics har utvecklats för vilket ord som syftar på vilken typ av formation; en är att stalaktit har ett C för "tak", och stalagmit har ett G för "mark". Ett annat exempel är att stalaktiter "hänger fast " och stalagmiter " Kan växa upp" – med betoning på " T " och " M " kopplade till liknande klingande ord.

Bildning och typ

Demonstration av droppstensbildning i ett labb. Den blå färgen beror på tillsatsen av koppar(II)joner (Cu 2+ ) till moderlösningen.

Kalkstensstalaktiter

De vanligaste stalaktiterna är speleothems , som förekommer i kalkstensgrottor . De bildas genom avsättning av kalciumkarbonat och andra mineraler, som fälls ut från mineraliserade vattenlösningar . Kalksten är den främsta formen av kalciumkarbonatsten som löses upp av vatten som innehåller koldioxid och bildar en kalciumbikarbonatlösning i grottor. Den kemiska formeln för denna reaktion är:

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

Denna lösning går genom berget tills den når en kant och om den är på taket av en grotta kommer den att droppa ner. När lösningen kommer i kontakt med luft vänds den kemiska reaktionen som skapade den och partiklar av kalciumkarbonat avsätts. Den omvända reaktionen är:

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

En genomsnittlig tillväxttakt är 0,13 mm (0,0051 tum) per år. De snabbast växande stalaktiterna är de som bildas av en konstant tillförsel av långsamt droppande vatten rikt på kalciumkarbonat (CaCO 3 ) och koldioxid (CO 2 ), som kan växa med 3 mm (0,12 tum) per år. Dropphastigheten måste vara tillräckligt långsam för att tillåta CO 2 att avgasa från lösningen till grottatmosfären, vilket resulterar i avsättning av CaCO 3 på stalaktiten. För hög dropphastighet och lösningen, som fortfarande bär det mesta av CaCO 3 , faller till grottgolvet där avgasning sker och CaCO 3 avsätts som en stalagmit.

Alla kalkstensstalaktiter börjar med en enda mineralladdad droppe vatten. När droppen faller avsätter den den tunnaste ringen av kalcit. Varje efterföljande droppe som bildas och faller avsätter ytterligare en kalcitring. Så småningom bildar dessa ringar ett mycket smalt (≈4 till 5 mm diameter), ihåligt rör, allmänt känt som en " sodahalm "-stalaktit. Sodastrån kan bli ganska långa, men är väldigt ömtåliga. Om de blir igensatta av skräp, börjar vatten rinna över utsidan, avsätta mer kalcit och skapa den mer välbekanta konformade stalaktiten.

Drypstensbildningen börjar vanligtvis över ett stort område, med flera vägar för det mineralrika vattnet att flöda. Eftersom mineraler löses upp i en kanal något mer än andra konkurrerande kanaler, börjar den dominerande kanalen dra mer och mer av det tillgängliga vattnet, vilket påskyndar dess tillväxt, vilket i slutändan resulterar i att alla andra kanaler stryps av. Detta är en anledning till att formationer tenderar att ha minsta avstånd från varandra. Ju större formation, desto större interformationsavstånd.

Pelare

Pelare i grottorna i Nerja , Spanien

Samma vattendroppar som faller från toppen av en stalaktit lägger mer kalcit på golvet nedanför, vilket så småningom resulterar i en rundad eller konformad stalagmit . Till skillnad från stalaktiter börjar aldrig stalagmiter som ihåliga "läskhalm". Med tillräckligt med tid kan dessa formationer mötas och smälta samman för att skapa en speleothem av kalciumkarbonat som kallas en pelare, kolonn eller stalagnat.

Lava stalaktiter

En annan typ av stalaktit bildas i lavarör medan smält och flytande lava fortfarande är aktiv inuti. Mekanismen för bildning är avsättningen av smält droppande material på taken i grottorna, men med lavastalaktiter sker bildning mycket snabbt på bara några timmar, dagar eller veckor, medan kalkstensstalaktiter kan ta upp till tusentals år. En nyckelskillnad med lavastalaktiter är att när lavan har slutat strömma, så kommer även stalaktiterna att sluta växa. Det betyder att om droppstenen skulle brytas skulle den aldrig växa ut igen.

Den generiska termen lavacicle har applicerats på lavastalaktiter och stalagmiter urskillningslöst och har utvecklats från ordet istapp.

Liksom kalkstensstalaktiter kan de lämna lava droppar på golvet som förvandlas till lava stalagmiter och kan så småningom smälta samman med motsvarande stalaktit för att bilda en kolumn.

Hajtandsstalaktiter

Hajtandsstalaktiter

Hajtandsstalaktiten är bred och avsmalnande till utseendet. Det kan börja som en liten smuts av lava från ett halvfast tak, men växer sedan genom att lager lager som successiva flöden av lava stiger och faller i lavaröret, belägger och belägger dryppstenen med mer material. De kan variera från några millimeter till över en meter i längd.

Stänk stalaktiter

När lava strömmar genom ett rör, kommer material att stänka upp i taket och sippra ner igen och hårdna till en stalaktit. Denna typ av formation resulterar i en oregelbundet formad stalaktit som ser ut som sträckt taffy [ förtydligande behövs ] . Ofta kan de ha en annan färg än den ursprungliga lavan som bildade grottan.

Rörformade lavastalaktiter

När taket på ett lavarör svalnar bildas en hud som fångar halvsmälta material inuti. Expansionen av fångade gaser tvingar lava att spruta ut genom små öppningar som resulterar i ihåliga, rörformiga stalaktiter analogt med sodastrån som bildas som avsättningsspeleotem i lösningsgrottor. Den längsta kända är nästan 2 meter lång. Dessa är vanliga i hawaiiska lavarör och är ofta förknippade med en droppstalagmit som bildas nedan när material transporteras genom den rörformiga stalaktiten och staplas upp på golvet under. Ibland kollapsar den rörformiga formen nära den distala änden, troligen när trycket från utströmmande gaser minskade och fortfarande smälta delar av stalaktiterna tömdes och kyldes. Ofta får dessa rörformiga stalaktiter ett vridet, vermiformt utseende när bitar av lava kristalliseras och tvingar flödet i olika riktningar. Dessa rörformade lavahelikiter kan också påverkas av luftströmmar genom ett rör och peka medvind.

Isstalaktiter

Isstalaktiter på rännan av ett hus
Isstalaktiter på en frusen strand i Bete Grise, Michigan

En vanlig stalaktit som finns säsongsmässigt eller året runt i många grottor är isstalaktiten, vanligen kallad istappar , speciellt på ytan. Vattenläckage från ytan kommer att tränga in i en grotta och om temperaturen är under fryspunkten kommer vattnet att bilda stalaktiter . De kan också bildas genom frysning av vattenånga . I likhet med lavastalaktiter bildas isstalaktiter mycket snabbt inom timmar eller dagar. Till skillnad från lavastalaktiter kan de dock växa tillbaka så länge som vatten och temperaturer är lämpliga.

Isstalaktiter kan också bildas under havsisen när saltvatten förs in i havsvattnet. Dessa specifika stalaktiter kallas brinicles .

Isstalaktiter kan också bilda motsvarande stalagmiter under dem och viss tid kan växa ihop till en ispelare.

Betongstalaktiter

Betongstalaktiter
Calthemite sodahalmstalaktiter under en betongplatta
Huvudartikel: Calthemite

Stalaktiter kan också bildas på betong och på VVS där det finns en långsam läcka och kalcium, magnesium eller andra joner i vattenförsörjningen, även om de bildas mycket snabbare där än i den naturliga grottmiljön. Dessa sekundära avlagringar, såsom stalaktiter, stalagmiter, flytsten och andra, som härrör från kalk, murbruk eller annat kalkhaltigt material i betong, utanför "grottan"-miljön, kan inte klassificeras som "speleotem" på grund av definitionen av termen. Termen " calthemite " används för att omfatta de sekundära avlagringarna som efterliknar formerna och formerna av speleothem utanför grottmiljön.

Sättet som stalaktiter bildas på betong beror på en annan kemi än de som bildas naturligt i kalkstensgrottor och beror på närvaron av kalciumoxid i cement. Betong tillverkas av ballast, sand och cement. När vatten tillsätts till blandningen reagerar kalciumoxiden i cementen med vatten och bildar kalciumhydroxid (Ca(OH) 2 ). Den kemiska formeln för detta är:

CaO
(s) + H
2 O
(l) → Ca(OH)
2
(aq)

Med tiden kommer allt regnvatten som tränger in i sprickor i stelnad (hård) betong att transportera eventuell fri kalciumhydroxid i lösning till betongens kant. Stalaktiter kan bildas när lösningen kommer ut på undersidan av betongkonstruktionen där den är upphängd i luften, till exempel i ett tak eller en balk. När lösningen kommer i kontakt med luft på undersidan av betongkonstruktionen sker en annan kemisk reaktion . Lösningen reagerar med koldioxid i luften och fäller ut kalciumkarbonat .

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

När denna lösning faller ner lämnar den efter sig partiklar av kalciumkarbonat och med tiden formas dessa till en stalaktit. De är normalt några centimeter långa och med en diameter på cirka 4 till 5 mm (0,16 till 0,20 tum). Tillväxthastigheten för stalaktiter påverkas avsevärt av tillförselkontinuiteten för Ca 2+
mättad lösning och dropphastigheten. En halmformad stalaktit som har bildats under en betongkonstruktion kan växa så mycket som 2 mm per dag i längd, när dropphastigheten är cirka 11 minuter mellan dropparna. Förändringar i lakvattenlösningens pH kan underlätta ytterligare kemiska reaktioner, vilket också kan påverka tillväxthastigheten för kaltemit- stalaktit.

Uppgifter

Den vita kammaren i Jeita-grottans övre grotta i Libanon innehåller en 8,2 m (27 fot) kalkstensstalaktit som är tillgänglig för besökare och påstås vara den längsta droppstenen i världen. [ Citat behövs ] Ett annat sådant påstående görs för en 20 m (66 fot) kalkstenstalaktit som hänger i kammaren för rariteter i Gruta Rei do Mato ( Sete Lagoas , Minas Gerais , Brasilien). [ citat behövs ] Emellertid har grottor ofta stött på längre stalaktiter under sina utforskningar. En av de längsta stalaktiterna som kan ses av allmänheten är i Pol an Ionain (Doolin Cave), County Clare , Irland, i en karstregion som kallas The Burren ; Det som gör det mer imponerande är det faktum att stalaktiten hålls fast av en sektion av kalcit som är mindre än 0,3 m 2 (3,2 sq ft).

Etymologi

Stalaktiter nämns först (dock inte vid namn) av den romerske naturhistorikern Plinius i en text som också nämner stalagmiter och pelare och hänvisar till deras bildande genom vattendropp. Termen "stalaktit" myntades på 1600-talet av den danske läkaren Ole Worm , som myntade ordet från det grekiska ordet σταλακτός (stalaktos, "droppande") och det grekiska suffixet -ίτης (-iter, kopplade till eller tillhörande) .

fotogalleri

Se även

  • Dripstone i time-lapse ("Tropfsteine ​​im Zeitraffer") - Schmidkonz, B.; Wittke, G.; Chemie Unserer Zeit , 2006, 40, 246. doi : 10.1002/ciuz.200600370

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stalactite&oldid=1132434797 "