دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
آشنایی با مفهوم غار و تشکیل غارهای آهکی
غار چیست و چگونه به وجود می آید؟
غارهای مهم جهان، حفره‌هایی هستند که بطور معمول بر اثر حل شدن سنگها با آب و ذوب شدن یخ‌ها ایجاد می‌شود. بزرگترین و شگفت‌انگیزترین غارها در سنگ‌های آهکی بوجود آمده‌اند. بعضی غارها، فقط یک حفرهٔ کوچک‌اند که فقط یک نفر می‌تواند وارد آن شود. برخی دیگر، گذرگاه‌ها و اتاقک‌های تو در تو دارند. غارها ، حفره هایی هستند که به دلایل مختلف در دل کوهستان و زمین شکل می گیرند.
انواع غارها و نحوه شکل گیری آن ها
شکل‌گیری و توسعه غارها به غارزایی مشهور است. غارهای تحت فرایندها زمین‌شناسی گوناگونی ایجاد می‌شوند و می‌توانند اندازه‌های مختلفی داشته باشند. این‌ها عبارتند از ترکیب فرایندهای شیمیایی، فرسایش در اثر آب، نیروهای تکتونیکی، میکروارگانیسم‌ها، فشار و تأثیرات جوی.
تخمین زده می‌شود که با توجه به فشار صخره‌های بالایی، عمق غارها نمی‌تواند از ۳۰۰۰ متر تجاوز کند. عمق غارهای کارست بر اساس فرایندهایی که در شکل‌گیری آنها نقش دارد تعیین می‌شود، که با پایه صخره‌های کربنات در ارتباط است. بیشتر غارها از حلال پوشی سنگ آهک تشکیل شده‌اند.
- غارهای حلال‌پوشی‌شده
غارهای حلال‌پوشی‌شده رایج‌ترین انواع غارند و این غارها از سنگ‌هایی تشکیل شده‌اند که حل شدنی اند، مانند سنگ آهک، اما می‌توانند از سنگ‌های دیگر نیز تشکیل شوند، از جمله سنگ گچ، دولومیت، مرمر، نمک و گچ فرنگی. سنگ در آبهای زیرزمینی اسیدی حل می‌شود که از صفحه‌های بستر، گسل‌ها، اتصالات و غیره نشت می‌کنند. در طول دوره‌های زمین‌شناسی ترک‌ها گسترش می‌یابند و غارها و سیستم‌های غاری را ایجاد می‌کنند.
بزرگترین و بیشترین غارهای حلال‌پوشی‌شده از سنگ آهک ایجاد شده‌اند. سنگ آهک حلال پوشی با آب باران و آبهای زیر زمینی واکنش می‌دهد و به‌طور طبیعی اسید آلی تولید می‌کند. فرایند انحلال یک شکل متمایز از زمین را ایجاد می‌کند که کارست نام دارد، که به وسیله گودال و زه‌کشی زیرزمینی مشخص می‌شود. غارهای سنگ آهکی، اغلب با آرایش کلسیم کربنات ته‌نشین شده تزیین می‌شوند. این شامل سنگ‌های جریانی، چکنده‌ها، چکیده‌ها، نی‌های نوشابه، و ستون‌ها می‌شود. نام این مواد معدنی دسته دوم غارسنگ است.
بخش‌هایی از یک غار حلال‌پوشی‌شده که پایین سطح ایستایی یا سطح محلی آبهای زیرزمینی قرار دارد، مملو از آب خواهد بود.
اکنون اعتقاد براین است که غار لچوگیا، در نیومکزیکو و اطراف پارک ملی حفره‌های کارل نوعی دیگر از غارهای حلال‌پوشی‌شده‌است. آنها از گاز سولفید هیدروژن تشکیل شده‌اند، که از پایین به بالا می‌آید، جایی که مخازن نفت گاز سولفوردار را به بالا می‌فرستند. این گاز با آب زیرزمینی مخلوط می‌شود و سولفوریک اسید را ایجاد می‌کند. سپس این اسید با سنگ‌های آهک زمین حل می‌شوند و از بالا، آب اسیدی از سطح نفوذ می‌کند.
- غارهای اولیه
غارهایی که هم‌زمان با سنگ‌های اطراف ساخته شده‌اند، غارهای اولیه نام دارند.
دالان‌های گدازه بر اثر فعالیت‌های آتشفشانی ایجاد شده‌اند و به عنوان غارهای اولیه شناخته می‌شوند. با حرکت گدازه به سمت پایین، سطح آن خنک و جامد می‌گردند. گدازه داغ در پایین پوسته به جریان خود ادامه می‌دهد، و اگر مقدار زیادی از آن خارج شود، یک دالان گدازه باقی می‌ماند. نمونه‌هایی از این غارها در جزایر قناری، ججو-دو، صفحات بازالتی ایداهو شرقی، و سایر مکان‌ها یافت می‌شود. غار کازومورا نزدیک هیلو در هاوایی، یک دالان گدازه قابل توجه و طولانی است؛ طول آن ۶۵٫۶ کیلومتر می‌باشد.
غارهای گدازه‌ای شامل دالان‌های گدازه‌ای می‌شوند ولی به آنها محدود نمی‌باشند. سایر غارهایی که بر اثر فعالیت‌های آتشفشانی ایجاد می‌شوند عبارتند از غارهای شکافته شده، غارهای قالب گدازه، لوله‌های عمودی آتشفشانی باز، و غارهای متورم.
- غارهای دریایی یا ساحلی
غارهای دریایی در مجاورت سواحل سراسر جهان یافت می‌شوند. یک شرایط ویژه، غار ساحلی است، که در اثر فعالیت‌های موجی در مناطقی از دریا ایجاد می‌شود که صخره ضعیفی دارند. اغلب این ضعف‌ها گسل‌اند، اما می‌تواند محل تماس صفحات بستر نیز باشد. برخی غارهای موجی اکنون به دلیل پایین آمدن سطح آب، بالای آن قرار دارند. در جاهای دیگر، مانند خلیج فانگ نا در تایلند، دریاها غارهای حلال‌پوشی‌شده را فراگرفته‌اند، و اکنون در معرض فرسایش قرار دارند. طول اغلب غارهای دریایی ۵ تا ۵۰ متر است ولی ممکن است تا ۳۰۰ متر هم برسد.
- غارهای فرسایشی
غارهای فرسایشی در اثر فرسایش حاصل از جریان‌هایی ایجاد شده‌اند که سنگها و رسوبات را با خود می‌آورند. این‌ها در هر شکلی از سنگها ایجاد می‌شوند، از جمله سنگ‌های سخت مانند گرانیت. در حالت عمومی باید مکان ضعیفی باشد که آب را بدان جا هدایت کند، مانند یک گسل. یک زیرگروه از غارهای فرسایش غارهای بادی هستند، که از رسوبات بادی ایجاد شده‌اند. بسیاری از غارهایی که در ابتدا از فرایندهای حلال‌پوشی‌شده ایجاد شده‌اند اغلب تحت فاز متعاقب فرسایش قرار می‌گیرند، جایی که جریان‌های فعال و رودخانه‌ها از آنان عبور می‌کنند.
- غار یخچالی
غارهای یخچالی از ذوب‌شدن برف و جریان آب در داخل یا زیر یخچال‌های طبیعی ایجاد می‌شوند. این حفره‌ها تحت تأثیر جریان بسیار آرام یخ قرار دارند، که تمایل به فروریختن غارها دارند. گاهی اوقات غارهای یخچالی به نادرستی به عنوان «غارهای یخی» شناخته می‌شوند، اگرچه این واژه بعدی به درستی به غارهای پایه‌ای اشاره دارد که شامل تکیل‌های طول سال می‌باشند.
- غار شکافته
غارهای شکافته زمانی ایجاد می‌شوند که لایه‌های مواد معدنی حل‌شده، مانند سنگ گچ، از میان لایه‌های سنگ‌های کمتر حل شده خارج شوند. این سنگها می‌شکنند و در شکل بلوک‌هایی از سنگ فرو می‌ریزند.
- غار توده‌ای
غارهای توده‌ای اغلب از باز شدن تخته‌سنگ‌های بزرگی ایجاد شده‌اند که به‌طور تصادفی برسر پشته‌های فرود می‌آیند و اغلب در پایه صخره‌ها قرار دارند. این مواد غیر ثابت «توده سنگ» نام دارند که به سنگ‌ریزش و زمین‌لغزش مربوط می‌باشند.
- غار آنچیالاین
غارهای آنچیالاین غارهایی هستند که ساحلی بوده و اغلب شامل مخلوطی از آب شیرین و آب شور می‌باشد (اغلب آب دریا). این غارها در بسیاری از جاهای جهان یافت می‌شوند و اغلب دارای جانوران بومی‌اند.
تشکیل غارهای آهکی
پیدایش غارها علل مختلفی دارد اما مهم ترین علت پیدایش غار که در نتیجه آن تشکیل مهم ترین غارهای شناخته شده دنیا است ، انحلال سنگ های آهکی در آب و در طی میلیون ها سال است. گاهی این حفره ها به صورت یک حفره و دالان کوچک و گاهی تلفیقی از تالارها و دالان های پیچ در پیچ در زمین است که برخی به شکل افقی ، برخی عمودی و برخی نیز تلفیقی از این دو حالت در دل زمین در طی میلیون ها سال شکل می گیرند.
هر غاری دارای طول و عمق خاص خود است ، طول غار به میزان مسافت غار از ابتدای دهانه تا آخرین نقطه غار است. عمق غار به اختلاف ارتفاع بین دهانه غار و آخرین نقطه غار گفته می شود که مختص به غارهای عمودی می باشد. برخی غارها به حدی تنگ هستند که فقط برای عبور یک انسان جا دارند و برخی چنان بزرگ هستند که ساختمان های بزرگ زمین درون آنها جا می شود. اما به طور کل غارهای عمودی و عمیق دنیا تلفیقی از دالان های بزرگ و تنگ ، معابر سخت و آسان ، چاه های بزرگ و کوچک و انشعابات مختلف هستند.
غارها برخلاف کوه ها که بر روی زمین کاملا مشخص و متمایز هستند ، چندان مشخص نیستند. گاهی یک حفره کوچک بر روی زمین که تنها به اندازه ورود یک نفر جا دارد در ادامه به غاری بزرگ تبدیل می شود و اغلب به دلیل دورافتاه بودن دهانه غارها و همینطور انشعابات صعب العبور و ناشناخته درون خود غار ، هر چند سال فهرست عمیق ترین غارهای دنیا دچار تغییر می شود.
غارهای بوجودآمده بر اثر نفوذ آب اسید دار در لایه آهکی
غارهای بوجود آمده بر اثر نفوذ آب اسید دار در لایه آهکی به طور کلی بر اثر هوازدگی فیزیکی و عملکرد نیروهای داخلی و سستی سطوح لایه بندی سنگها، شکستگی ها و ترکهایی در بخش های سطحی پوسته زمین بوجود می آید و از نظر ترکیبات شیمیایی بر اثر نفوذ آبهای اسید دار حاصل از ریزش های جوی و حل دی اکسید کربن موجود در هوا CO2 + H2O= H2CO3 در مسیر ترک ها و شکستگی های بوجود آمده در مناطق با جنس کانیهای کربناتی و تداوم جریان آب در آن عمل انحلال کربنات کلسیم غیر محلول بوسیله آب اسید دار صورت می گیرد و بی کربنات کلسیم محلول تولید می شود.
[ CaCO3 + H2CO3 = Ca(HCO3)2]
آب محتوی بی کربنات کلسیم بنا به قوه جاذبه در مسیر این درز ها جریان می یابد و حاصل انحلال به داخل رودخانه های نزدیک که انتهای شکستگی ها است یا به صورت چشمه ای که در انتهای شکستگی ها است تخلیه می شود و تداوم این عمل طی میلیونها سال و خرد شدن کربنات کلسیم به وسیله آب اسید دار و حمل آن به خارج باعث ایجاد فضای خالی می شود که غار نامیده می شود.
بیشتر بخوانید: سفر آب در درون زمینتحقیق چگونگی تشکیل غارهای آهکی _ دانشچی
