Procesy krasowe

Nasza planeta kształtowana jest przez wiele procesów rzeźbotwórczych, które dzielimy na wewnętrzne (endogeniczne) i zewnętrzne (egzogeniczne). Dziś pod lupę weźmiemy procesy krasowe. Dowiedz się więcej na temat czynników sprzyjającym procesom krasowym!

Rzeźbotwórcza działalność procesów krasowych – wprowadzenie

Co to są procesy krasowe? Jak przebiega proces ich powstawania? Procesy krasowe, nazywane powszechnie krasowieniem, polegają na rozpuszczaniu niektórych skał przez wodę zawierającą tlenek węgla (IV). Nazwa tego procesu pochodzi od Wyżyny Kras na terenie dzisiejszej Słowenii oraz Włoch, gdzie zjawisko to jest bardzo dobrze widoczne w rzeźbie terenu.

Szczególnie podatne na ten rodzaj oddziaływania są skały o konkretnym składzie chemicznym, zwłaszcza zawierające węglany (np. węglan wapnia – CaCO₃), ale także siarczany (w tym siarczan wapnia – CaSO₄) oraz chlorki (np. chlorek sodu – NaCl). Dzieje się tak dlatego, że wymienione grupy związków chemicznych stosunkowo łatwo ulegają rozpuszczaniu przez wodę. Skałami, które zawierają szczególnie dużo węglanów są wapienie, dolomity oraz marmury; siarczanów sporo w swoim składzie mają gipsy i anhydryty, a chlorków – m.in. sól kamienna i potasowa. To w tych skałach najczęściej możemy podziwiać formy rzeźby utworzone przez procesy krasowe.

Istota procesów krasowych oraz czynniki, które mają wpływ na ich tempo

Procesy krasowe zachodzą w wyniku reakcji chemicznych. W pierwszym etapie – w wyniku reakcji wody (np. opadowej) z tlenkiem węgla (IV) pochodzącym z atmosfery, podłoża skalnego lub pokrywy roślinnej i glebowej – powstaje roztwór kwasu węglowego (H₂CO₃). Można to zapisać w postaci następującej reakcji chemicznej:

W kolejnym etapie roztwór tego kwasu zaczyna oddziaływać na minerały budujące skały. Część minerałów, np. kwarc, nie jest na niego podatna. Inne, jak wymienione przez nas węglany, łatwo ulegają rozpuszczeniu w wyniku jego oddziaływania. Przykładem jest tutaj węglan (IV) wapnia, który tworzy kwaśny węglan (IV) wapnia – Ca(HCO₃)₂. W tej postaci może być on z łatwością wypłukiwany ze skał. Zapisujemy to w postaci następującej reakcji chemicznej:

Wypłukiwanie kwaśnego węglanu wapnia ze skał powoduje powstanie form erozyjnych. Natomiast jego ponowne wytrącenie się z roztworu wodnego – różnorodnych form naciekowych.

Na tempo procesów krasowych wpływ ma wiele czynników. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć:

• klimat, zwłaszcza wielkość opadów (najintensywniej tego typu procesy zachodzą w klimacie wilgotnym), a także temperatura powietrza – w niższych temperaturach może rozpuścić się więcej tlenku węgla (IV);
• rodzaj skał budujących podłoże;
• ukształtowanie terenu (na płaskich terenach czas oddziaływania wody na podłoże jest dłuższy, co zwiększa intensywność tych procesów);
• ilość tlenku węgla (IV) zależną m.in. od stopnia pokrycia terenu przez glebę i roślinność.

W zależności od tego, czy procesy krasowe przebiegają na powierzchni terenu, czy też pod nią, formy krasu dzielimy na powierzchniowe oraz podziemne.

Formy krasu powierzchniowego

Procesy krasowe na powierzchni terenu odpowiadają za powstanie wielu, bardzo zróżnicowanych form rzeźby. Do najbardziej spektakularnych należy zaliczyć ostańce krasowe, zwane czasami mogotami. Przybierają one formę wapiennych wzniesień – często o bardzo stromych, wręcz pionowych ścianach. Ich otoczenie zostało rozpuszczone przez wodę z tlenkiem węgla (IV). Ostańce natomiast się zachowały, gdyż często zbudowane są z bardziej odpornych skał wapiennych (np. o mniejszej zawartości węglanu wapnia bądź z większą domieszką innych, bardziej odpornych na rozpuszczanie minerałów). Najbardziej znanym przykładem procesów krasowych w Polsce jest Maczuga Herkulesa na obszarze Ojcowskiego Parku Narodowego w Dolinie Prądnika. Mogoty bardzo dobrze znamy także z obszarów wapiennych Azji Południowo-Wschodniej. Spotkamy je między innymi w Chinach oraz Wietnamie.

Ryc. 1. Przykłady ostańców krasowych – po lewej stronie Maczuga Herkulesa na obszarze Ojcowskiego Parku Narodowego a po prawej stronie liczne mogoty w dorzeczu rzeki Li 

Innymi formami krasu powierzchniowego są lejki krasowe, czyli zamknięte zagłębienia o średnicy do kilku metrów. Tworzą się na powierzchni terenu w wyniku wpadającej szczelinami wody pod powierzchnię ziemi. Mogą one także powstać na skutek zapadania się stropów jaskiń. Gdy kilka sąsiadujących lejków krasowych łączy się ze sobą, formują się uwały. Może się też zdarzyć, że kilka uwałów połączy się ze sobą, tworząc dużą, płaskodenną kotlinę krasową. W ten sposób powstają tzw. polja – znane np. z obszaru Gór Dynarskich na Bałkanach.

Inne powierzchniowe formy krasu są znacznie mniejsze. Zaliczamy do nich ospę krasową, czyli niewielkie zagłębienia w skale skupione na małej powierzchni, a także żłobki i żebra krasowe. Powstają na skutek rozpuszczania lekko nachylonych powierzchni skalnych, po których liniowo spływa woda – zawiera ona tlenek węgla (IV). Ciekawe są ponory – zagłębienia; w nich pod powierzchnią terenu mogą znikać rzeki o nawet dużych przepływach wody. Ich przeciwieństwo stanowią wywierzyska – wydajne źródła krasowe, którymi woda spod ziemi wydostaje się na powierzchnię terenu.

Ryc. 2. Formy krasu powierzchniowego – po lewej stronie lejek krasowy w Chorwacji a po stronie prawej żłobki krasowe z obszaru Karpat w Rumunii

Formy krasu podziemnego

Na powierzchni terenu procesy krasowe kształtują rzeźbę poprzez rozpuszczanie skał. Woda może także wnikać przez szczeliny i lejki krasowe w głąb ziemi i także tam kontynuować swoje działanie. W ten sposób powstają najbardziej znane efekty działalności procesów krasowych, czyli jaskinie. W niektórych z nich, np. w Jaskini Mamuciej w USA, łączna długość korytarzy przekracza 100 kilometrów! Jaskinie mogą mieć jeden lub kilka poziomów korytarzy, niejednokrotnie połączonych ze sobą pionowymi studniami krasowymi (zwanymi czasem także kominami krasowymi). W Polsce jaskinie występują głównie w południowej części kraju. Znane są szczególnie te występujące w Tatrach (np. Wielka Śnieżna o długości 22 kilometrów – największa jaskinia w Polsce), na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej (np. Grota Łokietka), w Górach Świętokrzyskich (Jaskinia Raj ze wspaniałą szatą naciekową) a także w Sudetach (Jaskinia Niedźwiedzia).

Ryc. 3. Przykładowe wnętrza polskich jaskiń: po lewej stronie Jaskini Raj w Górach Świętokrzyskich a po prawej Wielkiej Jaskini Śnieżnej w Tatrach

W jaskiniach tworzy się często szata naciekowa – powstała w wyniku wtórnej depozycji węglanu wapnia. Następuje to wówczas, gdy w efekcie zmiany warunków fizykochemicznych (np. temperatury, ciśnienia) roztwór nasycony staje się roztworem przesyconym. Wówczas węglan wapnia z roztworu ponownie się wytrąca, a w jaskiniach powstają charakterystyczne sople zwisające ze stropu (zwane stalaktytami), słupki tworzące się na dnie jaskini (stalagmity), z kolei w wyniku połączenia obu form – kolumny określane mianem stalagnatów. Wszystkie one są widoczne na poniższej fotografii:

Ryc. 4. Szata naciekowa Jaskini Niedźwiedziej

Formy naciekowe mogą przybierać niekiedy fantazyjne kształty, np. przypominające zasłony lub firany. Nazywane są one draperiami. Na dnach jaskiń tworzą się także misy martwicowe – w nich niejednokrotnie można spotkać kuliste formy. Pochodzą z wytrącania się węglanu wapnia z wody, która znajduje się w ciągłym ruchu. Takie węglanowe „kulki” nazywamy perłami jaskiniowymi.

Ryc. 5. Perły jaskiniowe powstałe w jaskini na obszarze Parku Narodowego Carlsbad Cavern w Stanach Zjednoczonych

Podsumowanie i znaczenie procesów krasowych

Procesy krasowe mają spory potencjał rzeźbotwórczy nie tylko na powierzchni terenu, ale także pod nią, zwłaszcza na obszarach zbudowanych ze skał węglanowych, siarczanowych oraz chlorkowych. Wyjątkowość form rzeźby, które powstają w efekcie współpracy wody i tlenku węgla (IV), jest chroniona przez człowieka. Na obszarach o rzeźbie krasowej tworzy się niejednokrotnie parki narodowe – w Polsce najlepszy tego przykład stanowi Ojcowski Park Narodowy. Oczywiste jest tym samym, że obszary przekształcone przez procesy krasowe przyciągają swoją wyjątkowością turystów. Są więc nieraz ważnym źródeł dochodów dla miejscowej ludności.

Niestety, jest też drugie oblicze tych procesów. Każdego roku w jaskiniach, na skutek nieszczęśliwych wypadków, giną ludzie. Zdarza się to także w Polsce. Ponadto zapadające się stropy jaskiń są poważnym zagrożeniem dla człowieka i mogą powodować znaczące szkody gospodarcze. Pisaliśmy o tym w jednym z wcześniejszych artykułów o zapadnięciach gruntu.

Materiały źródłowe