Γιατί η τραβερτίνη σχηματίζεται στους τοίχους των σπηλαίων;

Η διακόσμηση των σπηλαίων είναι ένα χαρακτηριστικό που συμβαίνει όταν τα υπόγεια ύδατα κινούνται στον αέρα με πολύ διαλυμένο ανθρακικό ασβέστιο - γεμισμένα μέρη ενός συστήματος σπηλαίων. Οι μεγάλες ημισφαιρικές κοιλότητες στην οροφή των σπηλαίων προκαλούνται γενικά από την υποβάθμιση της διάβρωσης του αλατιού. Όταν το νερό στραγγίζει από τις στέγες και τα πατώματα του σπηλαίου, οι βαθιές επιμήκεις κοιλότητες κόβονται μέσα από το βράχο για να σχηματίσουν περάσματα σπηλαίων. Ο αδύναμος βράχος εμποδίζει την κλινοστρωμνή και τις αρθρώσεις από το να κυριαρχήσουν στο πέρασμα του σπηλαίου, και το νερό από την οροφή και το δάπεδο των σπηλαίων στραγγίζεται στους τοίχους του σπηλαίου, σχηματίζοντας μια βαθιά κοιλότητα με έκταση περίπου 1,5 μέτρα.

Τραβερτίνηείναι μια μορφή ανθρακικού ασβεστίου που εναποτίθεται στις άκρες των λεκανών και των ρευμάτων λίγο πριν από την άνοιξη, και η ταινία του βράχου μπορεί να καλύψει τα ραβδιά και τα φύλλα σε ακριβώς μερικούς μήνες. Η εξωτερική επιφάνεια της τραβερτίνης λαμβάνεται με την επανακρυστάλλωση του ανθρακικού ασβεστίου και την κάλυψή του με την πορώδη δομή του. Στην κατασκευαστική βιομηχανία, ωστόσο, χρησιμοποιείται συχνά ως "ανθρακικό" βράχο, το οποίο έχει μεγάλο αριθμό μικρών πόρων, ανεξάρτητα από το πώς τα βράχια πραγματικά σχηματίζονται.

Όταν κρυσταλλώνεται το ανθρακικό ασβέστιο, σχηματίζει πατερίτη, το οποίο είναι λιγότερο κοινό, αλλά είναι το αργοκίνητο νερό που συνήθως περιέχει αρκετό νερό για να το διαχωρίσει από τον ασβεστόλιθο από τον οποίο σχηματίστηκε το σπήλαιο. Οι σπηλιές εκτίθενται συχνά όταν η διάβρωση στην επιφάνεια διασταυρώνεται μαζί τους, η στέγη αφαιρείται και ο σχηματισμός τους εκτίθεται στον άνεμο και τη βροχή.

Στάζει νερό από το κάτω μέρος μιας σπηλιάς σχηματίζει μια μάζα τραβερτίνη γνωστή ως σταλαγμίτες. Χημικές αλλαγές στο σπήλαιο σκληραίνουν το ορυκτό σε ένα παγάκι - όπως σταλακτίτη κρέμεται από την οροφή ή ένα "σταλαγμίτη" αυξάνεται από το έδαφος.

Ενώ ο σχηματισμός ασβεστόλιθου στις σπηλιές θεωρείται μια αβιοτική διαδικασία, μια πρόσφατη μελέτη προτείνει ότι οι μικροοργανισμοί μπορούν να συμμετέχουν ενεργά στο σχηματισμό σταλακτίτων και σταλαγμιτών σε μερικές σπηλιές. Ο βράχος μεγαλώνει όταν το νερό ρέει μέσα από τους τοίχους και στάζει από την οροφή, δήλωσε ο συνσυντάκτης της μελέτης Δρ Michael D. Schmitt, επίκουρος καθηγητής γεωλογίας και γεωφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Berkeley.

Το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνει ο ασβεστόλιθος προκαλεί την πέτρα να γίνει πορώδης, ή τραβερτίνη, και με την πάροδο του χρόνου αυτή η διαδικασία εξάτμισης μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό των παγιδίων - σχηματίζονται ανθρακικά άλατα ασβεστίου που σχηματίζουν σταλακτίτες. Η απώλεια διοξειδίου του άνθρακα προκαλεί ανθρακικό ασβέστιο να ιλιγγιώσει από τα υπόγεια ύδατα και μορφή ασβεστίτη και αραγονίτη. Όταν ο ασβεστόλιθος διεισδύει σε νερό πλούσιο σε ορυκτά, μετατρέπεται σε τραβερτσίνη όταν το νερό εξατμίζεται και στάζει.

Αν και η τραβερτίνη ταξινομείται σωστά ως ασβεστόλιθος και όχι μάρμαρο, είναι η ίδια πέτρα. Αν και είναι και ασβεστόλιθοι και μάρμαρο, διαφέρουν από τον ασβεστίτη, τον ιζηματογενή βράχο από τον οποίο σχηματίζονται οι περισσότερες σπηλιές. Calcite είναι ένας από τους πιο κοινούς τύπους τραβερτίνης, μερικές φορές επίσης γνωστή ως ασβεστόλιθος τραβερτίνης ή μάρμαρο τραβερτίνης.

Οι γεωλόγοι χρησιμοποιούν τον όρο «μάρμαρο» για να περιγράψουν τον μεταμορφικό ασβεστόλιθο, αλλά οι λιθουργοί συνεχίζουν να χρησιμοποιούν τον όρο για να τον συμπεριλάβουν όλους.

Με την πάροδο του χρόνου, ο ασβεστόλιθος και ο δολομίτης σχηματίζουν μια κρυσταλλική δομή μέσω της υψηλής θερμότητας και πίεσης, και τα ορυκτά που περιέχονται στο νερό στάζουν μακριά, σχηματίζοντας καταθέσεις ανθρακικού ασβεστίου, όπως μπορεί να συμβεί. Dritstone σχηματίζεται όταν στάζει νερό από το ανώτατο όριο, αφήνοντας μια μικρή κατάθεση ασβεστίτη. Οι βράχοι που σχηματίζονται από το νερό που στάζει ονομάζονται σταλακτίτες όταν μεγαλώνουν στο έδαφος και οι σταλαγμίτες μεγαλώνουν στα ανώτατα όρια. Το μάρμαρο σχηματίζεται σχεδόν με τον ίδιο τρόπο όπως οι πραγματικοί σταλακτίτες (ή σταλακτίτες), αλλά οι μαρμάρινες μορφές όταν οι σταλαγμίτες μεγαλώνουν από ένα πάτωμα.

Ο σχηματισμός τραβερτίνης στερείται των φυσικών μετάλλων που βρίσκονται σε πολλά άλλα οικοδομικά υλικά όπως ο σίδηρος, το νικέλιο και ο χαλκός.

Τραβερτίνη βρίσκεται σε πολλούς διαφορετικούς τύπους δαπέδων, όπως πλακάκια, ξύλο και σκυρόδεμα, αλλά η πλειοψηφία του εισάγεται από την Ιταλία, την Τουρκία και το Μεξικό. Μπορεί επίσης να εγκατασταθεί σε σπίτια, γραφεία και άλλα κτίρια στις ΗΠΑ, τον Καναδά και την Αυστραλία.

Ο γεωλογικός σχηματισμός αρχίζει σε ασβεστολιθικές σπηλιές, οι οποίες στη συνέχεια φιλτράρονται μέσω πορώδους ασβεστόλιθου. Το ανθρακικό στρώμα σχηματίζει μια προεξοχή του βράχου επενδεδυμένα με δεξαμενές στις οποίες η δεξαμενή είναι εξαιρετικά κορεσμένη με ανθρακικά άλατα ασβεστίου. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας, ο ασβεστόλιθος είναι φραγμένος στις κορυφές των σπηλαίων, μια διαδικασία που συμβαίνει με ταχύτητα περίπου 1.000 κυβικών ποδιών ανά δευτερόλεπτο. Αυτό το σπήλαιο - η διαδικασία της κατοχής αφήνει πίσω icicles - σχηματίζεται ασβεστίτης ή ασβεστόλιθος και ένα στρώμα ασβεστόλιθου.

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι σπηλαίων, όπως σπηλιές, σπηλιές με τοίχους σπηλαίων, σπηλιές - όπως σχηματισμοί - και σπηλιές σπηλαίων. Οι ίδιες οι σπηλιές βρίσκονται σε βράχους από ασβεστίτη και άλλα ανθρακικά ορυκτά, ορυκτά που διαλύονται εύκολα και σχηματίζουν σπηλιές. Σχηματίζονται μερικές ασυνήθιστες σπηλιές όπου οι σπηλιές σχηματίζονται από μια διαδικασία που δημιουργεί μια σπηλιά με βάθος περίπου 1.000 κυβικά πόδια ανά δευτερόλεπτο.