Kras - geologia - Polski Serwis Naukowy

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

Góry Świętokrzyskie (342.34) – masyw górski położony w południowo-wschodniej Polsce, w centralnej części Wyżyny Kieleckiej. Obok Sudetów jedno z najstarszych pasm górskich w Polsce. Najwyższy szczyt to Łysica (612 m n.p.m.) w paśmie Łysogór. Nazwa gór pochodzi od relikwii Krzyża Świętego przechowywanych w klasztorze na Łysej Górze.
Nowa Zelandia (ang. New Zealand, język maoryski Aotearoa – Kraj Długiej Białej Chmury) – państwo wyspiarskie, położone na południowo-zachodnim Pacyfiku i składające się z dwóch głównych wysp (Północnej i Południowej) oraz szeregu mniejszych wysp, w tym Wyspy Stewart i Wysp Chatham. Archipelag Nowej Zelandii jest najdalej na południe wysuniętą częścią Oceanii, na południowy wschód od Australii. Tradycyjna maoryska nazwa państwa, Aotearoa, jest najczęściej tłumaczona jako Kraj długiej białej chmury. W skład Nowej Zelandii (a dokładnie w skład Commonwealth realm Nowej Zelandii, czyli są to terytoria stowarzyszone lub zależne Nowej Zelandii, ale wchodzące wraz z nią w skład wspólnej domeny królewskiej tudzież królestwa stowarzyszeniowego, połączonego unią personalną ze Zjednoczonych Królestwem i innymi Commonwealth realms) wchodzą również Wyspy Cooka i Niue, które są samorządne, oraz Tokelau i Dependencja Rossa.

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 od płaskowyżu Kras w Słowenii, zbudowanej z silnie spękanych, białych wapieni, na których w klasycznej postaci rozwinęły się zjawiska i formy krasowe.

Spękanie - nieciągłość utworzona w ośrodku pierwotnie ciągłym i, w odróżnieniu od uskoku pozbawiona makroskopowo widocznego przemieszczenia wzdłuż niej.
Wody podziemne – wody, zalegające pod powierzchnią Ziemi na różnych głębokościach, powstałe na skutek różnych procesów geologicznych. Ich łączna objętość wynosi ok. 60 000 tys. km³, co stanowi ok. 4,12‰ ogólnej objętości zasobów hydrosfery Ziemi. Strefa nasycenia wodami podziemnymi nosi nazwę strefy saturacji, i położona jest poniżej strefy nasycenia powietrzem glebowym i innymi gazami czyli strefy aeracji. W strefie aeracji mogą występować wody, ale tylko jako wody zawieszone albo związane (woda higroskopijna, woda błonkowata, woda kapilarna). Miejsce wypływu wód podziemnych na powierzchnię w zależności od obfitości i sposobu wypływu to źródło, młaka, wykap lub wysięk.

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

Formy krasowe

Żłobki krasowe

Nacieki jaskiniowe

Reakcja krasowienia węglanowego

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 wodorosól – wodorowęglan 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).

Żłobek krasowy - forma krasu powierzchniowego, rodzaj podłużnej bruzdy o głębokości do 2 m, szerokości do kilkudziesięciu centymetrów i długości do kilkunastu metrów. Żłobki krasowe powstają na pochyłych powierzchniach skał krasowiejących w wyniku rozpuszczającej działalności wód pochodzących z opadów lub topnienia śniegu, ułożone są zgodnie z kierunkiem spływu wody. Występują zazwyczaj seryjnie - sąsiednie żłobki odgradza żebro krasowe.
Wyżyna Krakowsko-Częstochowska (341.3) nazywana również Jurą Krakowską i Jurą Polską to wschodnia część Wyżyny Śląsko-Krakowskiej, o długości ok. 80 km, która rozciąga się od Krakowa po Częstochowę gdzie pas wzgórz wznosi się od 300-515 m n.p.m. Pomiędzy Częstochową a Wieluniem nie ma już wzgórz tej wysokości, pomimo tego niekiedy używa się nazwy: Wyżyna Krakowsko-Wieluńska.

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2

Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + H2O + CO2

Proces rozpuszczania przebiega dosyć szybko. 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).

Margiel – skała osadowa, zwykle szara; składa się z węglanów (wapnia lub magnezu) i minerałów ilastych, używany do wyrobu cementu, także jako nawóz mineralny (sztuczny), ma słaby, nieprzyjemny zapach. Dobrze reaguje z kwasem solnym (HCl), pozostawiając błotnistą plamkę. W technologii ceramiki często marglem określane okruchy węglanów powyżej 0,5 mm występujące w surowcach ilastych.
Stalaktyt, sopleniec, nawis – grawitacyjny naciek jaskiniowy mający zazwyczaj kształt wydłużonego, odwróconego stożka (sopla), narastającego od stropu jaskini krasowej ku jej spągowi.

Formy krasu węglanowego

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

wywierzysko – źródło krasowe, miejsce w którym wody podziemne wypływają na powierzchnię

doliny krasowe

kras wieżowy.

Formy podziemne:

Ostaniec – wzniesienie powstałe w wyniku procesów wietrzenia i erozji (a także denudacji terenów przyległych, co powoduje odsłonięcie i pozostawienie ostańca). Ostańce występują jako wyizolowane formy terenu, często o stromych, skalistych stokach, stanowiące pozostałość większego masywu skalnego.
Irlandia (irl. Éire [ˈeːɾʲə]; ang. Ireland) – państwo w Europie Zachodniej, od 1973 państwo członkowskie Wspólnoty Europejskiej. Zajmuje większość terytorium wyspy o tej samej nazwie.

jaskinia krasowa

Kanał krasowy

studnia krasowa – korytarz jaskiniowy o rozwinięciu pionowym, gdy poznawany był od dołu nazywany jest kominem jaskiniowym

podziemne jeziora.

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

Kras kredy piszącej

Są to zjawiska krasowe zachodzące w miękkich górnokredowych skałach, o nieco odmiennej charakterystyce od krasu występującego w innych twardych skałach węglanowych. W Polsce występują głównie na Lubelszczyźnie (Pagóry Chełmskie). Termin "kras kredy piszącej" wprowadził H. Maruszczak (1966).

Borneo – wyspa w Azji Południowo-Wschodniej. Największa wyspa Archipelagu Malajskiego, trzecia pod względem wielkości na świecie po Grenlandii i Nowej Gwinei. Jedna z Wielkich Wysp Sundajskich.
Jaskinia – naturalna pusta przestrzeń w skale o rozmiarach umożliwiających jej penetrację przez człowieka. Najliczniejsze są jaskinie krasowe, grawitacyjne, tektoniczne, lodowcowe, wietrzeniowo-erozyjne lub pseudokrasowe. Odkrywanie (eksploracja), dokumentowanie oraz naukowe badanie jaskiń to speleologia.

Występowanie krasu węglanowego

Około 7 proc. 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. Morawski Kras). 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.

Wodorowęglan wapnia – nieorganiczny związek chemiczny z grupy wodorowęglany. Jeden z najpowszechniejszych wodorowęglanów występujących w przyrodzie. Powstaje w procesie krasu węglanowego, dzięki reakcji pomiędzy węglanem wapnia a kwasem węglowym:
Złoże mineralne – naturalne nagromadzenie kopalin w obrębie skorupy ziemskiej, powstałe w wyniku różnorodnych procesów geologicznych. Istotny jest fakt, iż złoże występuje w takiej ilości i w takich warunkach ekonomicznych i geologicznych, że jego eksploatacja jest opłacalna (tym się różni złoże od zasobu).

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.).

Gips − nazwa pochodzi od gr. gypsos (γύψος) (łac. gypsum) oznaczającego czynność gipsowania, a także kredę lub cement. Nazwa ta obejmuje dwa pokrewne pojęcia:
Draperia naciekowa, zasłona naciekowa - naciek jaskiniowy w formie pionowej, cienkiej "zasłony" , często o oryginalnym kształcie, zwisającej ze stropu jaskini krasowej, ściany czy występu skalnego. Powstaje w wyniku wytrącania się węglanu wapnia z wody sączącej się ze szczeliny skalnej lub ściekającej wzdłuż krawędzi skały.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)