انتقل إلى:- هيكل الهوابط
- التركيب الكيميائي
- داخل كهف
- ميزات الكهف الأخرى
- مقرنصات الحجر الجيري
- كيف ينمو
- هوابط غريبة
- موارد إضافية
- قائمة المراجع
الهوابط والصواعد تزين الكهوف في جميع أنحاء العالم. تتدلى الهوابط من السقف ، بينما ترتفع الصواعد من الأرض. إنها تنمو ببطء شديد ، وبعضها قديم جدًا لدرجة أنها تسبق الإنسان الحديث ، ذكرت Live Science سابقًا .
تنمو هذه التكوينات الصخرية الشبيهة بالأسنان عندما يتلامس الماء المتقطر مع هواء الكهف ، وفقًا لموقع National Park Service على الويب (يفتح في علامة تبويب جديدة). يحمل الماء معادن ذائبة ، يلتقطها خلال رحلته من سطح الأرض. أثناء مروره عبر الكهف ، فإنه يترك وراءه آثارًا صغيرة من تلك المعادن ، مما يؤدي إلى تكوين كل هوابط بالتنقيط.
ما هو شكل الهوابط؟
معظم الهوابط مخروطية الشكل:سميكة في الأعلى ومدببة إلى نقطة في الأسفل. لكن بعضها أجوف. على شكل قش ، تنمو هذه الهوابط عندما تتدفق المياه إلى وسطها. عندما تتبخر كل قطرة قطرة ، فإنها تترك غلافًا آخر من المعادن في قاع الأنبوب.
قش الكهوف هشة بشكل لا يصدق وغالبًا ما تنهار عند أدنى لمسة ، مما يجعلها اكتشافًا نادرًا في الكهوف المداومة جيدًا ، وفقًا لـ Journal of Cave and Karst Studies (يفتح في علامة تبويب جديدة).
يبدو أن بعض الهوابط على شكل قش تتحدى الجاذبية. تُعرف هذه الهياكل ، المعروفة باسم helictites ، بالتواءات ، ونتوءات ، ومقابض تميل في جميع الاتجاهات. العلماء ليسوا متأكدين تمامًا من كيفية تشكلها ، لكنهم يعتقدون أن الأمر قد يرجع إلى مزيج من الحركة الشعرية والرياح ، وفقًا لـ اتحاد أبحاث الفضاء بالجامعات (يفتح في علامة تبويب جديدة).
التغيرات الطفيفة في التيارات الهوائية عبر الكهف ، أو في اتجاه البلورات في الهوابط المتنامية ، يمكن أن تسحب قطرات الماء الصغيرة في اتجاهات جديدة. وبدلاً من أن تتساقط قطرات الماء نحو الأرض تحت تأثير قوة الجاذبية ، فإنها تتحرك جانبًا أو حتى لأعلى ، تاركة وراءها معادنها بينما تتحرك.
ماذا تحتوي الهوابط والصواعد؟
معظم الهوابط التي تراها في الكهوف مصنوعة من كربونات الكالسيوم ، وفقًا لـ الجمعية الملكية للكيمياء (يفتح في علامة تبويب جديدة). يشكل نوعين رئيسيين من البلورات:الكالسيت والأراجونيت. لديهم الصيغة الكيميائية CaCO3.
لهذا السبب ، تميل الهوابط إلى الظهور فقط في الكهوف حيث تحتوي الصخور المحيطة بها على الكالسيوم في شكل الحجر الجيري أو الدولوميت.
يمكن أن تحمل الهوابط أيضًا آثارًا لمواد كيميائية أخرى ، مما يمنحها ألوانًا وقوامًا مختلفًا. وتشمل هذه المواد الكيميائية الكربونات والكبريتيدات وحتى الأوبال.
غالبًا ما تحتوي كهوف الحجر الجيري على صواعد وكذلك مقرنصات. تنمو هذه الهياكل على الأرض ، مع قاعدة سميكة ونقطة تتجه نحو سقف الكهف. بعضها مسطح مثل البيض المقلي ، والبعض الآخر طويل ورقيق ، مثل عيدان المكنسة ، وفقًا موسوعة الكهوف (الطبعة الثالثة ، 2019) (يفتح في علامة تبويب جديدة).
غالبًا ما تنمو الصواعد مباشرة تحت الهوابط ، وتزيل أي معادن من قطرات الماء التي تتناثر على أرضية الكهف. ومع ذلك ، لا يأتي نوعان من زخرفة الكهوف دائمًا في أزواج:يمكن أن يظهر أحدهما بمفرده.
داخل الكهف
ميزات الكهف الأخرى
يمكن أن تحتوي كهوف الحجر الجيري أيضًا على أنواع أخرى من زخرفة الكهوف. وفقًا لمجلة Transactions of the Royal Society of South Africa (يفتح في علامة تبويب جديدة) ، الهوابط والصواعد كلاهما نوعان من أحجار التنقيط ، سميت لأنها تتكون من الماء المتساقط. ولكن قد ترى أيضًا أحجار التدفق وفشار الكهف.
تظهر الأحجار المتدفقة عندما ينزل الماء على جدار الكهف في ملاءات ، وفقًا لـ حديقة يوركشاير ديلز الوطنية (يفتح في علامة تبويب جديدة). تبدو مثل ستائر من المقرنصات ، معلقة معًا مثل شلال متجمد في الوقت المناسب. في بعض الأحيان ، تحتوي أحجار التدفق على طبقات من الألوان من المعادن التي خلفتها المياه ، مما يكتسبها اسم 'cave bacon' ، وفقًا لـ الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي (AGU) (يفتح في علامة تبويب جديدة).
يتشكل فشار الكهف حيث يأتي الماء من خلال المسام في الصخور ، مكونًا نتوءات وكتل تشبه التوت.
كيمياء مقرنصات الحجر الجيري
تتشكل الهوابط والصواعد عندما تتساقط مياه الأمطار عبر صخور الحجر الجيري. على طول الطريق ، تلتقط ثاني أكسيد الكربون ، من الهواء ومن أي مادة عضوية تمر أثناء تقطرها ، وفقًا لخدمة المتنزهات الوطنية. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء لصنع حمض ضعيف يسمى حمض الكربونيك. يمكن لهذا الحمض أن يذوب الحجر الجيري ، ويتفاعل مع الكالسيت المعدني ويسحبها إلى الماء على شكل بيكربونات الكالسيوم.
عندما تتسرب المياه إلى الكهف ، تلامس الهواء مرة أخرى. هناك ، يترك ثاني أكسيد الكربون ، ويخرج الكالسيوم من المحلول ، مكونًا الكالسيت الصخري مرة أخرى.
كيف تنمو
هوابط غريبة
هل تعلم أن الصواعد والهوابط لا توجد دائمًا في الكهوف؟ يمكنك رؤيتها تحت المباني الخرسانية ، في أنابيب الحمم البركانية ، وحتى تتدلى من جانب المرآب الخاص بك في الشتاء. هذا لأن الصواعد والهوابط ليست مصنوعة دائمًا من الحجر الجيري.
ربما تكون الهوابط الجليدية هي النوع الأكثر شيوعًا من الهوابط. تتشكل عندما يكون الجو باردًا بدرجة كافية حتى يتجمد الماء ، ولكنها مشمسة بدرجة كافية لتذوب مرة أخرى ، وفقًا لمقال نشر عام 2019 في موسوعة الكهوف (يفتح في علامة تبويب جديدة). تتسرب المياه الذائبة نحو الأرض وتتجمد مرة أخرى قبل أن تصطدم بالأرض.
استخدم علماء من جامعة كامبريدج وجامعة أريزونا الصور الفوتوغرافية والرياضيات والفيزياء لمعرفة سبب وجود رقاقات جليدية مدببة. لاحظوا أنه عندما تتدفق المياه إلى الأسفل ، فإنها تمتزج معًا لتشكيل ورقة. تُصدر تلك الورقة الحرارة ، مما يجعل جيبًا دافئًا من الهواء حول الجليدية. يرتفع الهواء الدافئ ، مما يعني أن الماء يتجمد بشكل أسرع في الجزء السفلي من الجليد ، مما يجعله يطول ويصبح رقيقًا عند الطرف.
هناك نوع آخر من الهوابط التي قد تراها في حياتك اليومية وهو الهوابط الخرسانية ، وفقًا لما ذكرته الجمعية الملكية للكيمياء (يفتح في علامة تبويب جديدة). يمكنك العثور عليها في مواقف السيارات وحتى على الأنابيب في منزلك. تحتوي الخرسانة على كالسيوم أكسيد ، الذي يذوب عندما يمر السائل القلوي عبره. عندما يصطدم هذا السائل بالهواء ، يخرج الكالسيوم من المحلول ، مكونًا مادة صلبة تسمى الكالثيميت. إذا جاءت القطرات بسرعة كافية ، فيمكن أن تبدأ صواعد الكالثيميت في التكوين أيضًا.
يصعب العثور على الهوابط الغريبة الأخرى. تتشكل مقرنصات الحمم داخل أنفاق تسمى أنابيب الحمم البركانية ، والتي تحمل الصخور المنصهرة تحت الأرض ، وفقًا لـ International Journal of Speleology (يفتح في علامة تبويب جديدة). عندما يبدأ سقف أنبوب الحمم البركانية في البرودة ، يتحول إلى قشرة تشبه إلى حد ما وعاء من الكاسترد. تحتها ، تستمر الغازات الساخنة في التمدد ، دافعة على الجلد وتمدده لتشكل أنابيب مجوفة تتصلب وتتحول إلى صخور صلبة.
موارد إضافية
بالإضافة إلى توفير ميزات مذهلة ، يمكن لجيولوجيا الكهوف أن تعلمنا عن مناخ الأرض. يمكنك أن تقرأ عن هذه القرائن في المركز الوطني للمعلومات البيئية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) (يفتح في علامة تبويب جديدة). لمعرفة المزيد عن الهوابط الموجودة تحت الماء ، استكشف البحث الذي أجرته جامعة هايدلبرغ (يفتح في علامة تبويب جديدة).
ببليوغرافيا
مجلة دراسات الكهوف والكارست للجمعية الوطنية لعلم الكهوف (2005). https://caves.org/pub/journal/PDF/V67/cave_67-01-fullr.pdf (يفتح في علامة تبويب جديدة)
"تحليل وتحسين معاملات العملية من أجل التمعدن الأحيائي في المختبر لـ CaCO3 بواسطة Klebsiella pneumoniae ، المعزولة من الهوابط من كهف Sahastradhara". الجمعية الملكية للكيمياء (2020). https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2020/ra/d0ra00090f (يفتح في علامة تبويب جديدة)
موسوعة الكهوف ، الطبعة الثالثة ، (2019). https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/stalagmite (يفتح في علامة تبويب جديدة)
جيولوجيا Makapan والكهوف الأخرى. معاملات الجمعية الملكية لجنوب إفريقيا (1951). https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00359195109519881؟journalCode=ttrs20 (يفتح في علامة تبويب جديدة)
أصل مقرنصات الحمم الأنبوبية والأشكال الأخرى ذات الصلة. المجلة الدولية لعلم الكهوف (1998). https://digitalcommons.usf.edu/ijs/vol27/iss1/14/ (يفتح في علامة تبويب جديدة)
