KARST: กระบวนการผุกร่อนและภูมิทัศน์ - สิ่งแวดล้อม - 2026

Karst , Karst หรือ Karst โล่งอกเป็นรูปแบบของภูมิประเทศที่มีแหล่งกำเนิดเกิดจากการผุกร่อนกระบวนการโดยการละลายละลายหินปูนหิน Dolomites และยิปซั่ม ภาพนูนเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยการนำเสนอระบบระบายน้ำใต้ดินพร้อมถ้ำและท่อระบายน้ำ

คำว่า karst มาจากภาษาเยอรมัน Karst ซึ่งเป็นคำที่ใช้เรียกพื้นที่ Carso ของอิตาลี - สโลวีเนียซึ่งมีลักษณะภูมิประเทศที่เป็น karst มาก Royal Spanish Academy อนุมัติให้ใช้ทั้งคำ "karst" และ "karst" ซึ่งมีความหมายเทียบเท่ากัน

รูปที่ 1. เทือกเขา Anaga, Tenerife, Canary Islands, Spain ที่มา: Jan Kraus ผ่าน flickr.com/photos/johny

หินหินปูนเป็นหินตะกอนส่วนใหญ่ประกอบด้วย:

• แคลไซต์ (แคลเซียมคาร์บอเนต, CaCO ₃ )
• แมกนีไซท์ (แมกนีเซียมคาร์บอเนต, MgCO ₃ )
• แร่ในปริมาณเล็กน้อยที่ปรับเปลี่ยนสีและระดับการบดอัดของหินเช่นดินเหนียว (มวลรวมของอะลูมิเนียมซิลิเกตไฮเดรต) เฮมาไทต์ (แร่เฟอร์ริกออกไซด์ Fe ₂ O ₃ ) ควอตซ์ (แร่ซิลิกอนออกไซด์ SiO ₂ ) และไซเดอไรต์ (แร่เหล็กคาร์บอเนต FeCO ₃ )

โดโลไมต์เป็นหินตะกอนที่ประกอบด้วยแร่โดโลไมต์ซึ่งเป็นคาร์บอเนตคู่ของแคลเซียมและแมกนีเซียม CaMg (CO ₃ ) ₂ .

ยิปซั่มเป็นหินที่ประกอบด้วยแคลเซียมซัลเฟตไฮเดรต ( CaSO ₄ .2H ₂ O) ซึ่งอาจมีคาร์บอเนตดินเหนียวออกไซด์คลอไรด์ซิลิกาและแอนไฮไดรต์ในปริมาณเล็กน้อย (CaSO ₄ )

กระบวนการผุกร่อนของ Karst

กระบวนการทางเคมีของการสร้าง karst โดยทั่วไปรวมถึงปฏิกิริยาต่อไปนี้:

• การละลายคาร์บอนไดออกไซด์ (CO ₂ ) ในน้ำ:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

• การแยกตัวของกรดคาร์บอนิก (H ₂ CO ₃ ) ในน้ำ:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

• การละลายของแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO ₃ ) โดยการโจมตีด้วยกรด:

CaCO ₃ + H ₃ O ⁺ → Ca ²⁺ + HCO ₃ ^- + H ₂ O

• ด้วยปฏิกิริยาทั้งหมดที่เกิดขึ้น:

CO ₂ + H ₂ O + CaCO ₃ → 2HCO ₃ ^- + Ca ²⁺

• การกระทำของน้ำอัดลมที่เป็นกรดเล็กน้อยทำให้เกิดการแยกตัวของโดโลไมต์และการมีส่วนร่วมของคาร์บอเนตในภายหลัง:

CaMg (CO ₃ ) ₂ + 2H ₂ O + CO ₂ → CaCO ₃ + MgCO ₃ + 2H ₂ O + CO ₂

ปัจจัยที่จำเป็นสำหรับการปรากฏตัวของ karst relief:

• การดำรงอยู่ของเมทริกซ์หินปูน
• การมีน้ำมาก
• ความเข้มข้นของ CO _{2 ที่เห็นได้}ในน้ำ ความเข้มข้นนี้จะเพิ่มขึ้นตามแรงกดดันสูงและอุณหภูมิต่ำ
• แหล่งที่มาของ biogenic ของ CO 2 การมีอยู่ของจุลินทรีย์ซึ่งผลิต CO ₂ผ่านกระบวนการหายใจ
• มีเวลาเพียงพอสำหรับการกระทำของน้ำบนหิน

กลไกในการสลายตัวของหินโฮสต์:

• การกระทำของสารละลายกรดซัลฟิวริกในน้ำ (H ₂ SO ₄ )
• ภูเขาไฟที่ลาวาไหลเป็นถ้ำหรืออุโมงค์
• การกัดเซาะทางกายภาพของน้ำทะเลที่ก่อให้เกิดถ้ำทางทะเลหรือชายฝั่งเนื่องจากผลกระทบของคลื่นและการทำลายหน้าผา
• ถ้ำชายฝั่งเกิดขึ้นจากการกระทำทางเคมีของน้ำทะเลโดยมีการละลายของหินเจ้าภาพอย่างต่อเนื่อง

ธรณีสัณฐานของภาพนูน karst

การบรรเทาแบบ Karst สามารถก่อตัวขึ้นภายในหรือภายนอกของหินเจ้าภาพ ในกรณีแรกเรียกว่าคาร์สต์ภายในการบรรเทาอาการเอนโดคาร์สติกหรือไฮโปเจนิกและในกรณีที่สองคาร์สต์ภายนอกการบรรเทา exocarstic หรือ epigenic

รูปที่ 2 Karst โล่งอกใน Covadonga, Asturias, สเปน ที่มา: Mª Cristina Lima Bazánผ่าน https://www.flickr.com/photos//27435235767

-Internal karst หรือ endocarstic relief

กระแสน้ำใต้ดินที่ไหลเวียนภายในเตียงของหินคาร์บอเนตกำลังขุดเส้นทางภายในภายในหินขนาดใหญ่ผ่านกระบวนการละลายที่เราได้กล่าวถึง

ขึ้นอยู่กับลักษณะของการกัดเซาะรูปแบบต่างๆของการบรรเทา karst ภายในเกิดขึ้น

ถ้ำแห้ง

ถ้ำที่แห้งจะเกิดขึ้นเมื่อสายน้ำภายในออกจากช่องเหล่านี้ซึ่งสลักผ่านหิน

แกลลอรี่

วิธีที่ง่ายที่สุดในการขุดด้วยน้ำภายในถ้ำคือแกลเลอรี แกลเลอรีสามารถขยายให้กว้างขึ้นเพื่อสร้าง "ห้องใต้ดิน" หรืออาจทำให้แคบลงและสร้าง "ทางเดิน" และ "อุโมงค์" "อุโมงค์กิ่ง" และน้ำที่เพิ่มขึ้นที่เรียกว่า "กาลักน้ำ" ก็ได้

หินงอกหินย้อยและเสา

ในช่วงที่น้ำเพิ่งออกจากร่องในหินแกลเลอรีที่เหลือจะถูกปล่อยให้มีความชื้นสูงโดยมีหยดน้ำที่มีแคลเซียมคาร์บอเนตละลายอยู่

เมื่อน้ำระเหยคาร์บอเนตจะตกตะกอนกลายเป็นของแข็งและการก่อตัวปรากฏขึ้นจากพื้นดินที่เรียกว่า "หินงอก" ส่วนการก่อตัวอื่น ๆ จะห้อยลงมาจากเพดานถ้ำเรียกว่า "หินย้อย"

เมื่อหินงอกหินย้อยมาบรรจบกันในพื้นที่เดียวกันจะเกิด "เสา" ขึ้นภายในถ้ำ

ปืนใหญ่

เมื่อหลังคาถ้ำพังถล่มลงมาจึงเกิด "แคนยอน" ขึ้น ดังนั้นรอยตัดที่ลึกมากและผนังแนวตั้งจึงปรากฏขึ้นซึ่งแม่น้ำผิวน้ำสามารถไหล

-External karst, exocarstic หรือ epigenic relief

การละลายของหินปูนด้วยน้ำสามารถเจาะหินที่พื้นผิวและสร้างรูหรือโพรงที่มีขนาดแตกต่างกัน โพรงเหล่านี้อาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่กี่มิลลิเมตรโพรงขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายเมตรหรือช่องท่อที่เรียกว่า "lapiaces"

ในขณะที่ Lapiaz พัฒนาอย่างเพียงพอและสร้างความหดหู่ใจลักษณะภูมิประเทศ karst อื่น ๆ จึงเรียกว่า "sinkholes", "uvalas" และ "poljes"

Dolinas

หลุมบ่อเป็นที่ลุ่มที่มีฐานกลมหรือรูปไข่ซึ่งมีขนาดสามารถเข้าถึงได้หลายร้อยเมตร

บ่อยครั้งที่น้ำในช่องลมสะสมโดยการละลายคาร์บอเนตจะขุดอ่างในรูปทรงของกรวย

องุ่น

เมื่อหลุมบ่อหลายแห่งเติบโตและเข้าร่วมกับภาวะซึมเศร้าครั้งใหญ่ "องุ่น" จึงเกิดขึ้น

Poljés

เมื่อเกิดพายุดีเปรสชันขนาดใหญ่ที่มีก้นแบนและมีขนาดเป็นกิโลเมตรจะเรียกว่า "โพลเจ"

ในทางทฤษฎีแล้วpoljéเป็นองุ่นขนาดใหญ่และภายในpoljéมีรูปแบบ karst ที่เล็กที่สุด: uvalas และ sinkholes

ในPoljésเครือข่ายของช่องน้ำถูกสร้างขึ้นพร้อมอ่างล้างจานที่เทลงสู่น้ำใต้ดิน

รูปที่ 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela (สังเกตคนทางด้านซ้ายของภาพเพื่ออ้างอิงขนาด) ที่มา: MatWr จาก Wikimedia Commons

การก่อตัวของ Karst เป็นโซนชีวิต

ในการก่อตัวของ karst จะมีช่องว่างระหว่างเม็ดรูพรุนรอยต่อรอยแตกรอยแยกและท่อซึ่งพื้นผิวสามารถถูกทำให้เป็นอาณานิคมโดยจุลินทรีย์ได้

โซนถ่ายภาพในรูปแบบ karst

ในพื้นผิวของภาพนูนแบบคาร์สต์เหล่านี้จะมีการสร้างโซนถ่ายภาพสามโซนขึ้นอยู่กับการทะลุผ่านและความเข้มของแสง โซนเหล่านี้ ได้แก่ :

• บริเวณทางเข้า : บริเวณนี้มีการฉายรังสีแสงอาทิตย์พร้อมวงจรไฟทั้งกลางวันและกลางคืนทุกวัน
• แดนสนธยา : โซนถ่ายภาพระดับกลาง
• พื้นที่มืด : บริเวณที่แสงไม่ทะลุ

สัตว์ป่าและการดัดแปลงในโซนถ่ายรูป

รูปแบบต่างๆของชีวิตและกลไกการปรับตัวมีความสัมพันธ์โดยตรงกับเงื่อนไขของโซนแสงเหล่านี้

การเข้าและแดนสนธยามีสภาพที่ทนได้สำหรับสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดตั้งแต่แมลงไปจนถึงสัตว์มีกระดูกสันหลัง

โซนมืดแสดงสภาพที่มั่นคงมากกว่าโซนผิวเผิน ตัวอย่างเช่นไม่ได้รับผลกระทบจากความปั่นป่วนของลมและรักษาอุณหภูมิให้คงที่ตลอดทั้งปี แต่สภาวะเหล่านี้รุนแรงมากขึ้นเนื่องจากไม่มีแสงและไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้

ด้วยเหตุผลเหล่านี้พื้นที่คาร์สต์ลึกจึงถือว่ามีสารอาหารไม่ดี (โอลิโกโทรฟิค) เนื่องจากไม่มีผู้ผลิตหลักในการสังเคราะห์แสง

เงื่อนไขข้อ จำกัด อื่น ๆ ในการก่อตัวของ karst

นอกเหนือจากการไม่มีแสงในสภาพแวดล้อม endocarstic แล้วในการก่อตัวของ karst ยังมีเงื่อนไขที่ จำกัด อื่น ๆ สำหรับการพัฒนารูปแบบชีวิต

สภาพแวดล้อมบางอย่างที่มีการเชื่อมต่อทางอุทกวิทยากับพื้นผิวอาจทำให้เกิดน้ำท่วมได้ ถ้ำทะเลทรายสามารถสัมผัสกับความแห้งแล้งเป็นเวลานานและระบบท่อของภูเขาไฟสามารถสัมผัสกับการระเบิดของภูเขาไฟได้

ในถ้ำภายในหรือการก่อตัวของเซลล์ภายนอกอาจเกิดสภาวะที่คุกคามถึงชีวิตได้หลายอย่างเช่นความเข้มข้นที่เป็นพิษของสารประกอบอนินทรีย์ กำมะถันโลหะหนักความเป็นกรดหรือด่างมากก๊าซร้ายแรงหรือกัมมันตภาพรังสี

จุลินทรีย์ในพื้นที่ endocarstic

ในบรรดาจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในรูปแบบ endocarstic เราสามารถกล่าวถึงแบคทีเรียอาร์เคียเชื้อราและยังมีไวรัสอีกด้วย กลุ่มจุลินทรีย์เหล่านี้ไม่ได้นำเสนอความหลากหลายที่แสดงในแหล่งที่อยู่อาศัยบนพื้นผิว

กระบวนการทางธรณีวิทยาหลายอย่างเช่นการเกิดออกซิเดชันของเหล็กและกำมะถันการแอมโมเนียมไนตริฟิเคชั่นการดีไนตริฟิเคชั่นการออกซิเดชั่นของซัลเฟอร์แบบไม่ใช้ออกซิเจนการลดซัลเฟต (SO ₄ ^2- ) การเกิดก๊าซมีเทนไซโคลไลเซชัน(การก่อตัวของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนแบบวัฏจักรจากมีเทน CH ₄ ) อื่น ๆ เป็นสื่อกลางโดยจุลินทรีย์

ตัวอย่างของจุลินทรีย์เหล่านี้เราสามารถอ้างอิงได้:

• Leptothrix sp. ซึ่งมีผลต่อการตกตะกอนของเหล็กในถ้ำบอร์รา (อินเดีย)
• บาซิลลัสพูมิลิสที่แยกได้จากถ้ำ Sahastradhara (อินเดีย) ทำให้เกิดการตกตะกอนของแคลเซียมคาร์บอเนตและการสร้างผลึกแคลไซต์
• แบคทีเรียออกซิไดซ์ที่มีเส้นใยกำมะถัน Thiothrix sp. พบในถ้ำ Lower Kane, Wyomming (USA)

จุลินทรีย์ในเขต exocarstic

การก่อตัวของ exokarst บางชนิดมี deltaproteobacteria spp , Acidobacteria spp., Nitrospira spp. และโปรตีโอแบคทีเรียเอสพีพี

ชนิดของสกุล: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium และ Firmicutes เป็นต้นสามารถพบได้ในการก่อตัวของ hypogenic หรือ endokarst

ทิวทัศน์ของการก่อตัวของ karst ในสเปน

• Las Loras Park ได้รับการแต่งตั้งให้เป็น World Geopark โดย UNESCO ซึ่งตั้งอยู่ทางตอนเหนือของ Castilla y León
• ถ้ำปาเปลโลนาบาร์เซโลนา
• ถ้ำอาร์ดาเลสมาลากา
• ถ้ำSantimamiñeประเทศที่ว่างเปล่า
• ถ้ำ Covalanas, Cantabria
• ถ้ำ La Haza, Cantabria
• Miera Valley, Cantabria
• เซียร์ราเดกราซาเลมากาดิซ
• ถ้ำ Tito Bustillo, Ribadesella, Asturias
• Torcal de Antequera, มาลากา
• Cerro del Hierro, เซบียา
• Massif de Cabra, Subbética Cordobesa
• อุทยานธรรมชาติ Sierra de Cazorla, Jaén
• เทือกเขา Anaga, Tenerife
• Massif of Larra, Navarra
• Rudrón Valley, บูร์โกส
• อุทยานแห่งชาติ Ordesa, Huesca
• Sierra de Tramontana มายอร์ก้า
• อาราม Piedra, Zaragoza
• Enchanted City, Cuenca

ภูมิทัศน์ของการก่อตัวของ karst ในละตินอเมริกา

• ทะเลสาบมอนเตเบลโลเชียปัสเม็กซิโก
• El Zacatónเม็กซิโก
• Dolinas de Chiapas เม็กซิโก
• Cenotes of Quintana Roo เม็กซิโก
• ถ้ำ Cacahuamilpa ประเทศเม็กซิโก
• Tempisque, คอสตาริกา
• ถ้ำ Roraima Sur ประเทศเวเนซุเอลา
• ถ้ำ Charles Brewer เมืองChimantáประเทศเวเนซุเอลา
• La Danta System ประเทศโคลอมเบีย
• Gruta da Caridade ประเทศบราซิล
• Cueva de los Tayos เอกวาดอร์
• Cura Knife System ประเทศอาร์เจนตินา
• เกาะ Madre de Dios ประเทศชิลี
• การก่อตัวของ El Loa ประเทศชิลี
• บริเวณชายฝั่ง Cordillera de Tarapacáประเทศชิลี
• Cutervo Formation, เปรู
• รูปแบบPucaráเปรู
• ถ้ำ Umajalanta ประเทศโบลิเวีย
• Polanco Formation, อุรุกวัย
• วัลเลมีประเทศปารากวัย

อ้างอิง

1. Barton, HA และ Northup, DE (2007). ธรณีวิทยาในสภาพแวดล้อมถ้ำ: มุมมองในอดีตปัจจุบันและอนาคต วารสาร Cave and Karst Studies. 67: 27-38.
2. Culver, DC และ Pipan, T. (2552). ชีววิทยาของถ้ำและแหล่งที่อยู่อาศัยใต้ดินอื่น ๆ Oxford, UK: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
3. Engel, AS (2007). เกี่ยวกับความหลากหลายทางชีวภาพของแหล่งที่อยู่อาศัยของซัลฟิดิกคาร์สต์ วารสาร Cave and Karst Studies. 69: 187-206.
4. คราจิก, พ. (2547). นักชีววิทยาถ้ำขุดพบขุมทรัพย์ที่ถูกฝังไว้ วิทยาศาสตร์. 293: 2,378-2,381
5. Li, D. , Liu, J. , Chen, H. , Zheng, L. และ Wang, k. (2018) ชุมชนจุลินทรีย์ในดินตอบสนองต่อการปลูกหญ้าอาหารสัตว์ในดินคาร์สต์ที่เสื่อมโทรม การย่อยสลายและการพัฒนาที่ดิน. 29: 4,262-4,270.
6. ดอย: 10.1002 / ldr.3188
7. Northup, DE และ Lavoie, K. (2001). ธรณีวิทยาของถ้ำ: บทวิจารณ์ วารสารธรณีชีววิทยา. 18: 199-222.