غارهای آهکی چگونه به وجود می‌آیند؟ علوم پایه هفتم

آب‌های زیرزمینی هنگام نفوذ در سنگ‌های آهکی آن‌ها را در خود حل نموده و فضای‌های خالی بین آن‌ها ایجاد می کند با ادامهٔ این فرآیند غارهای آهکی به وجود می‌آیند، پس هر گونه گذرگاه یا راه زیرزمینی که بر اثر جریان آب‏ های اسیدی و نفوذ آن ها در سنگ‏ های آهکی به وجود می ‏آید، غار نامیده می‏ شود. 

این آب ها در سنگ‏ ها نفوذ می‏ کنند و گاهی وقت‏ ها شبکه ‏ای از حفره ‏های بزرگ زیرزمینی را به وجود می‏ آورند. پس از تشکیل هر غاری، آب از سقف و دیوارهای آن چکه می‏ کند، و بیشتر وقت ها سبب به وجود آمدن شکل‏ های عجیبی در کف و سقف غارها می شود.

غارها، محل‏ هایی طبیعی درون کوه ‏ها و زیرزمین هستند که در برابر تهدیدات شرایط جوی نامناسب و حیوانات وحشی، پناهگاه خوبی محسوب می ‏شوند. این غارها اولین نقاط مسکونی انسان‏ ها بوده ‏اند.

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 و 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.

نحوه شکل‌ گیری انواع غار

برای تشکیل غار ها، آب های زیر زمینی باید در جریان باشند، زیرا سکون آب های زیر زمینی باعث کاهش قدرت آنحلال آن می شود. عمل انحلال معمولاً در امتداد درز ها، گسل ها یا سطوح لایه بندی سنگ ها با سهولات بیشتری انجام می گیرد چون سنگ های آهکی به آسانی درآب حل می شوند، بیشتر غار های جهان مربوط به سنگ های آهکی می باشند.

آب باران با دی اکسید کربن هوا ترکیب شده و اسید ضعیف کربنیک را می سازد. این آب اسیدی در کنار آهک قرار می گیرد و آن را در خود حل می کند و ایجاد حفره کرده و کلسیم بیکربنات را می سازد.

در اثر هر عاملی مثل جریان شدید آب، گیاهان فتوسنتز کننده، کم شدن عمق و فشار آب باعث خروج گاز کربن دی اکسید از آب سخت که کلسیم بیکربنات است می شود و آهک رسوب می دهد که این رسوب در غار به صورت قندیل یا همان غار سنگ ها نمایان می شود و به مانند تابلو های زیبایی، چشم هر بیننده ای را به خود خیره می کند.

 

علل پیدایش و نحوه 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 می‌شود 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 آن ها 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 و 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 دور افتاه 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 آهکی بیشترین تعداد غارهای جهان را تشکیل می دهند که اکثر آن ها هم در اثر باران شکل یافته اند، ساختارهای آهکی میلیون ها سال پیش و اغلب در دریاهای کم عمق و از بقایای حیوانات دریایی تشکیل یافته اند، این نوع از صخره های رسوبی به شکل بلوک های بزرگ و سخت و مستطیلی هستند.

باران در خاک نفوذ می کند، مقدار اندکی از دی اکسید کربن جوّ قبلا در آب باران حل شده است و با گذشتن آب از میان خاک مقدار آن بیشتر هم می شود. چون آب باران می تواند از مواد آلی خاک هم دی اکسید کربن جذب کند.

آب و دی اکسید کربن، اسید کربنیک درست می کنند، اسید کربنیک به نفوذ خود در خاک و سنگ آهک ادامه می دهد تا به سطح ایستابی سفره آب زیر زمینی می رسد. سطح ایستابی، سطحی است که در آن صخره، خاک یا هر ماده دیگری از آب اشباع می شود.

اسید کربنیک سنگ آهک را درست زیر سطح ایستایی می خورد و آرام آرام تونل هایی را پدید می آورد، هر چه تونل بزرگتر می شود، آب بیشتری در خود جای می دهد و سنگ آهک سریعتر حل می شود. این تونلها یا در طول سطح ایستابی گسترش می یابند و یا در امتداد منافذ سنگ آهک به سمت پایین فرو می روند.

بعد از گذشت چند میلیون سال، اندازه تونل ها افزایش یافته و به غار تبدیل می شوند، اگر سطح ایستابی سفره آب پایین بیاید، رشد اندازه غار هم متوقف می شود، در این مرحله است که ساختارهای خنجر شکل استالاکتیت و استالاگمیت شروع به رشد می کنند.

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 سنگ ها، شکستگی ها و ترک هایی در بخش های سطحی پوسته زمین بوجود می آید.

از نظر ترکیبات شیمیایی بر اثر نفوذ آب های 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 کانی های 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.

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 میلیون ها 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.

انواع غارها  و علل پیدایش آن ها

غارهای حلال‌پوشی‌شده: غارهای حلال‌پوشی‌شده رایج‌ترین انواع غارند و این غارها از سنگ‌هایی تشکیل شده‌اند که حل شدنی اند، 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. 

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. 

غارهای دریایی یا ساحلی: غارهای دریایی در اثر فعالیت‌های موجی در مناطقی از دریا ایجاد می‌شود که صخره ضعیفی دارند. 

غارهای 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.

غارهای 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. 

غارهای فرسایشی: غارهای فرسایشی در اثر فرسایش حاصل از جریان‌هایی ایجاد شده‌اند که سنگ‌ها و رسوبات را با خود می‌آورند. 

غارهای آنچیالاین: غارهای آنچیالاین غارهایی هستند که ساحلی بوده و اغلب شامل مخلوطی از آب شیرین و آب شور می‌باشد.غارهای یخچالی: غارهای یخچالی از ذوب‌شدن برف و جریان آب در داخل یا زیر یخچال‌های طبیعی ایجاد می‌شوند.

---