KARST: VERWITTERUNGSPROZESSE UND LANDSCHAFTEN - UMGEBUNG - 2025

Der Karst , Karst oder Karsterelief ist eine Form der Topographie, deren Ursprung auf Verwitterungsprozessen durch Auflösen der löslichen Gesteinskalksteine, Dolomiten und Gips zurückzuführen ist. Diese Reliefs zeichnen sich durch ein unterirdisches Entwässerungssystem mit Höhlen und Abflüssen aus.

Das Wort Karst kommt vom deutschen Karst, ein Wort, das verwendet wird, um sich auf das italienisch-slowenische Gebiet Carso zu beziehen, in dem es viele Karstlandformen gibt. Die Royal Spanish Academy genehmigte die Verwendung der beiden Wörter "Karst" und "Karst" mit gleichwertiger Bedeutung.

Abbildung 1. Berge von Anaga, Teneriffa, Kanarische Inseln, Spanien. Quelle: Jan Kraus über flickr.com/photos/johny

Kalkgesteine ​​sind Sedimentgesteine, die hauptsächlich bestehen aus:

• Calcit (Calciumcarbonat, CaCO ₃ ).
• Magnesit (Magnesiumcarbonat, MgCO ₃ ).
• Mineralien in kleinen Mengen, die die Farbe und den Verdichtungsgrad des Gesteins verändern, wie Tone (Aggregate hydratisierter Aluminiumsilikate), Hämatit (Mineral aus Eisenoxid Fe ₂ O ₃ ), Quarz (Mineral aus Siliziumoxid SiO ₂ ) und Siderit (Eisencarbonatmineral FeCO ₃ ).

Dolomit ist ein Sedimentgestein aus dem Mineral Dolomit, einem Doppelcarbonat aus Kalzium und Magnesium CaMg (CO ₃ ) ₂ .

Gips ist ein Gestein aus hydratisiertem Calciumsulfat ( CaSO ₄ .2H ₂ O), das geringe Mengen an Carbonaten, Ton, Oxiden, Chloriden, Kieselsäure und Anhydrit (CaSO ₄ ) enthalten kann.

Karstverwitterungsprozesse

Die chemischen Prozesse der Karstbildung umfassen grundsätzlich folgende Reaktionen:

• Auflösen von Kohlendioxid (CO ₂ ) in Wasser:

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

• Die Dissoziation von Kohlensäure (H ₂ CO ₃ ) in Wasser:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → HCO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

• Die Auflösung von Calciumcarbonat (CaCO ₃ ) durch Säureangriff:

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

• Mit einer resultierenden Gesamtreaktion:

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

• Die Wirkung von leicht saurem kohlensäurehaltigem Wasser, die die Dissoziation des Dolomits und den anschließenden Beitrag von Carbonaten bewirkt:

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

Faktoren, die für das Auftreten von Karsterleichterungen erforderlich sind:

• Die Existenz einer Kalksteinmatrix.
• Das reichliche Vorhandensein von Wasser.
• Die nennenswerte CO ₂ -Konzentration im Wasser; Diese Konzentration steigt mit hohen Drücken und niedrigen Temperaturen.
• Biogene CO ₂ -Quellen . Vorhandensein von Mikroorganismen, die durch den Atmungsprozess CO ₂ produzieren .
• Genug Zeit für die Wirkung des Wassers auf den Felsen.

Mechanismen zur Auflösung des Wirtsgesteins:

• Die Wirkung von wässrigen Lösungen von Schwefelsäure (H ₂ SO ₄ ).
• Vulkanismus, bei dem Lavaströme röhrenförmige Höhlen oder Tunnel bilden.
• Physische erosive Wirkung von Meerwasser, das aufgrund des Aufpralls von Wellen und der Untergrabung von Klippen Meeres- oder Küstenhöhlen erzeugt.
• Küstenhöhlen, die durch die chemische Einwirkung von Meerwasser gebildet werden, mit ständiger Solubilisierung der Wirtsgesteine.

Geomorphologie von Karstreliefs

Karsterleichterungen können sich innerhalb oder außerhalb eines Wirtsgesteins bilden. Im ersten Fall spricht man von innerem Karst, endokarstischem oder hypogenem Relief und im zweiten Fall von externem Karst, exokarstischem oder epigenem Relief.

Abbildung 2. Karstrelief in Covadonga, Asturien, Spanien. Quelle: Frau Cristina Lima Bazán über https://www.flickr.com/photos//27435235767

-Internale Karst- oder endokarstische Erleichterung

Die unterirdischen Wasserströmungen, die in Betten aus kohlenstoffhaltigen Gesteinen zirkulieren, graben durch die von uns erwähnten Auflösungsprozesse innere Bahnen in den großen Gesteinen.

Abhängig von den Eigenschaften der Scheuer entstehen unterschiedliche Formen des inneren Karstreliefs.

Trockene Höhlen

Trockene Höhlen entstehen, wenn innere Wasserströme diese Kanäle verlassen, die sich durch die Felsen geschnitzt haben.

Galerien

Die einfachste Art, in einer Höhle vom Wasser gegraben zu werden, ist die Galerie. Die Galerien können erweitert werden, um „Gewölbe“ zu bilden, oder sie können verengt werden und „Korridore“ und „Tunnel“ bilden. Es können auch „verzweigte Tunnel“ und Wasseraufstiege, sogenannte „Siphons“, gebildet werden.

Stalaktiten, Stalagmiten und Säulen

Während der Zeit, in der das Wasser gerade seinen Lauf in einem Felsen verlassen hat, bleiben die verbleibenden Galerien mit einem hohen Grad an Feuchtigkeit zurück und geben Wassertröpfchen mit gelöstem Calciumcarbonat ab.

Wenn das Wasser verdunstet, fällt das Carbonat in einen festen Zustand aus und es erscheinen Formationen, die aus dem Boden wachsen und als "Stalagmiten" bezeichnet werden, und andere Formationen, die an der Decke der Höhle hängen und als "Stalaktiten" bezeichnet werden.

Wenn sich ein Stalaktit und ein Stalagmit im selben Raum treffen und sich vereinigen, bildet sich in den Höhlen eine "Säule".

Kanonen

Wenn das Dach der Höhlen zusammenbricht und zusammenbricht, bilden sich "Canyons". So entstehen sehr tiefe Schnitte und senkrechte Wände, an denen Oberflächenflüsse fließen können.

-Externer Karst, exokarstisches oder epigenes Relief

Die Auflösung von Kalkstein durch Wasser kann das Gestein auf seiner Oberfläche durchdringen und Hohlräume oder Hohlräume unterschiedlicher Größe bilden. Diese Hohlräume können einige Millimeter im Durchmesser sein, große Hohlräume mit mehreren Metern Durchmesser oder röhrenförmige Kanäle, die als "Lapiaces" bezeichnet werden.

Wenn sich ein Lapiaz ausreichend entwickelt und eine Depression erzeugt, erscheinen andere Karstlandformen als "Dolinen", "Uvalas" und "Poljes" bezeichnet.

Dolinas

Das Sinkloch ist eine Vertiefung mit einer kreisförmigen oder elliptischen Basis , deren Größe mehrere hundert Meter erreichen kann.

In den Dolinen sammelt sich häufig Wasser an, das durch Auflösen der Carbonate eine Spüle in Form eines Trichters gräbt.

Trauben

Wenn mehrere Dolinen wachsen und sich zu einer großen Vertiefung verbinden, bildet sich eine "Traube".

Poljés

Wenn eine große Vertiefung mit flachem Boden und Abmessungen in Kilometern gebildet wird, spricht man von einem „Poljé“.

Ein Poljé ist theoretisch eine riesige Traube, und innerhalb des Poljé gibt es die kleinsten Karstformen: Uvalas und Dolinen.

In den Poljés bildet sich ein Netz von Wasserkanälen mit einer Senke, die ins Grundwasser mündet.

Abbildung 3. Cueva del Fantasma, Aprada-tepui, Venezuela. (Beachten Sie die Personen auf der linken Seite des Bildes als Größenreferenz). Quelle: MatWr, aus Wikimedia Commons

Karstformationen als Lebenszonen

In den Karstformationen gibt es intergranulare Räume, Poren, Gelenke, Brüche, Risse und Kanäle, deren Oberflächen von Mikroorganismen besiedelt werden können.

Fotozonen in Karstformationen

In diesen Oberflächen der Karstreliefs werden je nach Durchdringung und Intensität des Lichts drei photische Zonen erzeugt. Diese Zonen sind:

• Eingangsbereich : Dieser Bereich ist einer Sonneneinstrahlung mit einem täglichen Tag-Nacht-Beleuchtungszyklus ausgesetzt.
• Dämmerungszone : Zwischenphotische Zone.
• Dunkler Bereich: Bereich, in den kein Licht eindringt.

Fauna und Anpassungen in der photischen Zone

Die verschiedenen Lebensformen und ihre Anpassungsmechanismen stehen in direktem Zusammenhang mit den Bedingungen dieser photischen Zonen.

Die Eintritts- und Dämmerungszonen haben tolerierbare Bedingungen für eine Vielzahl von Organismen, von Insekten bis zu Wirbeltieren.

Die dunkle Zone bietet stabilere Bedingungen als die oberflächlichen Zonen. Zum Beispiel wird es nicht durch Windturbulenzen beeinflusst und hält das ganze Jahr über eine praktisch konstante Temperatur aufrecht. Diese Bedingungen sind jedoch aufgrund des Fehlens von Licht und der Unmöglichkeit der Photosynthese extremer.

Aus diesen Gründen gelten tiefe Karstgebiete als nährstoffarm (oligotrop), da ihnen photosynthetische Primärproduzenten fehlen.

Andere Randbedingungen in Karstformationen

Neben der Abwesenheit von Licht in endokarstischen Umgebungen gibt es in Karstformationen andere einschränkende Bedingungen für die Entwicklung von Lebensformen.

Einige Umgebungen mit hydrologischen Verbindungen zur Oberfläche können überflutet werden. Wüstenhöhlen können lange Dürreperioden erleben und vulkanische Röhrensysteme können eine erneute vulkanische Aktivität erfahren.

In inneren Kavernen oder endogenen Formationen können auch verschiedene lebensbedrohliche Zustände auftreten, wie z. B. toxische Konzentrationen anorganischer Verbindungen; Schwefel, Schwermetalle, extreme Säure oder Alkalität, tödliche Gase oder Radioaktivität.

Mikroorganismen der endokarstischen Bereiche

Unter den Mikroorganismen, die endokarstische Formationen bewohnen, können wir Bakterien, Archaeen, Pilze und auch Viren erwähnen. Diese Gruppen von Mikroorganismen weisen nicht die Vielfalt auf, die sie in Oberflächenlebensräumen zeigen.

Viele geologische Prozesse wie Eisen- und Schwefeloxidation, Ammonifikation, Nitrifikation, Denitrifikation, anaerobe Schwefeloxidation, Reduktion von Sulfat (SO ₄ ^2- ), Methancyclisierung (Bildung von cyclischen Kohlenwasserstoffverbindungen aus Methan CH ₄ ) unter anderem andere werden durch Mikroorganismen vermittelt.

Als Beispiele für diese Mikroorganismen können wir anführen:

• Leptothrix sp., Was den Eisenniederschlag in den Borra-Höhlen (Indien) beeinflusst.
• Bacillus pumilis, isoliert aus Sahastradhara-Höhlen (Indien), vermittelt die Ausfällung von Calciumcarbonat und die Bildung von Calcitkristallen.
• Das filamentöse schwefeloxidierende Bakterium Thiothrix sp., Gefunden in Lower Kane Cave, Wyomming (USA).

Mikroorganismen der exokarstischen Zonen

Einige Exokarstformationen enthalten Deltaproteobacteria spp. , Acidobacteria spp., Nitrospira spp. und Proteobacteria spp.

Arten der Gattungen: Epsilonproteobacteriae, Ganmaproteobacteriae, Betaproteobacteriae, Actinobacteriae, Acidimicrobium, Thermoplasmae, Bacillus, Clostridium und Firmicutes können unter anderem in hypogenen oder Endokarst-Formationen gefunden werden.

Landschaften von Karstformationen in Spanien

• Der Las Loras Park, von der UNESCO als Weltgeopark ausgewiesen, befindet sich im nördlichen Teil von Castilla y León.
• Papellona-Höhle, Barcelona.
• Ardales Höhle, Malaga.
• Santimamiñe Höhle, leeres Land.
• Höhle von Covalanas, Kantabrien.
• Höhlen von La Haza, Kantabrien.
• Miera Valley, Kantabrien.
• Sierra de Grazalema, Cádiz.
• Tito Bustillo Höhle, Ribadesella, Asturien.
• Torcal de Antequera, Malaga.
• Cerro del Hierro, Sevilla.
• Massif de Cabra, Subbética Cordobesa.
• Naturpark Sierra de Cazorla, Jaén.
• Anaga Berge, Teneriffa.
• Massiv von Larra, Navarra.
• Rudrón-Tal, Burgos.
• Ordesa Nationalpark, Huesca.
• Sierra de Tramontana, Mallorca.
• Kloster von Piedra, Saragossa.
• Verzauberte Stadt, Cuenca.

Landschaften von Karstformationen in Lateinamerika

• Seen von Montebello, Chiapas, Mexiko.
• El Zacatón, Mexiko.
• Dolinas de Chiapas, Mexiko.
• Cenoten von Quintana Roo, Mexiko.
• Cacahuamilpa-Grotten, Mexiko.
• Tempisque, Costa Rica.
• Roraima Sur Höhle, Venezuela.
• Charles Brewer Cave, Chimantá, Venezuela.
• La Danta System, Kolumbien.
• Gruta da Caridade, Brasilien.
• Cueva de los Tayos, Ecuador.
• Cura Knife System, Argentinien.
• Insel Madre de Dios, Chile.
• Gründung von El Loa, Chile.
• Küstengebiet der Cordillera de Tarapacá, Chile.
• Cutervo-Formation, Peru.
• Pucará-Formation, Peru.
• Umajalanta-Höhle, Bolivien.
• Polanco-Formation, Uruguay.
• Vallemí, Paraguay.

Verweise

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