Что такое сталактиты сталагмиты сталагнаты. Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты, другие каменные образования

Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты — что это такое? Основная порода крымских гор — известняк. Пронизанные трещинами скалы легко вбирают влагу. Сквозь них протекает вглубь горы дождевая и талая вода с растворенным углекислым газом. Это очень слабая угольная кислота взаимодействует с известняком (карбонатом кальция) переводит его в растворимое состояние (гидрокарбонат кальция), долгими тысячелетиями промывает и протачивает себе русло. Так образуется растущая обводненная пещера. Со временем подземная река может найти новую трещину и спустится ещё на один, на два, на три, а то и на все шесть этажей, как в Кизил-Кобе (Красных пещерах). Нижние «мокрые» пещеры продолжают расти, верхние сохраняют принятую форму.

Этапы образования карстовых пещер

1. Дождевая и талая вода просачивается по капиллярам сквозь почву с горными породами, вбирает в себя углекислый газ. Мелкие ручейки по трещинам собираются в подземную речку.
2. Вода (слабая угольная кислота) продолжает промывать себе русло. Известняк переходит в растворимое состояние и вымывается из скал, делая воду жесткой.
3. В середине пещеры вода уходит в трещину, начинает создавать себе другое русло. В покинутой пещере (уже свободной от реки) растут сталактиты.
4. Река промывает совсем новое русло. В пещере вырастают большие сталактиты.

Как образуются сталактиты?

Со сводов пещер капает жесткая вода. Это и преобразованные в каменных породах осадки, которые просочились с поверхности земли сквозь «крышу», и собственный пещерный конденсат. На поверхности камня проходит обратная реакция. Растворенный в воде гидрокарбонат кальция снова превращается в карбонат, отдавая углекислый газ. В быту подобный процесс ведёт к появлению налёта на ванных, накипи в кастрюлях и радиаторах.

Вначале на скале появляется колечко, затем растущая трубочка. Пока отверстие не засорилось, вода капает из него, и постепенно вырастает острая прямая каменная сосулька — сталактит . Если водоток хороший, если нет соседних каплей, сталактит будет одиночным и может вырасти большим. Там, где столетиями идёт постоянный дождик, нарастает целый лес сталактитов, обычно разной длины и толщины, иногда и разной окраски. Если капель совсем мелкая, могут появиться густые заросли «соломки» длиной более метра и толщиной в несколько миллиметров, прозрачной, сияющей в свете фонаря, словно изысканная подземная люстра.

Что такое сезонные кольца сталактитов?

Внешне они похожи на годичные кольца древесины. По ним тоже можно определить возраст, погодные условия во времена, отдаленные от нас на тысячи и даже на миллионы лет. Для этого определяют изотопный и химический состав нужного «кольца». Важно не ошибиться, Ведь колец так много!

Современный ионный масс-спектрометр позволяет отбирать пробы из слоев толщиной в одну сотую миллиметра — это соответствует точности анализа в один год.

Долго ли растут сталактиты?

Скорость роста пещерных сталактитов бывает очень разной. Это зависит от количества и состава стекающей с «потолка» воды, от температуры и влажности воздуха в пещере. Трудно даже говорить о каких-то средних величинах. В одних пещерах метровые сталактиты вырастают за тысячу лет, в других — за пять тысяч лет. Но в любом случае обломанная «каменная сосулька» — невосполнимый ущерб природе. След морального преступления — вроде убийства животного ради забавы.

Сталагмиты, сталагнаты и другие натечные образования

Какой ещё формы бывают натёчные образования в пещерах? В том месте, куда падает капля, сначала появляется пятнышко, затем бугорок из нерастворимых солей (в основном всё того же углекислого кальция). Бугорок растёт, превращается в каменный пенек — иногда заострённый, но чаще плоский или закругленный беспорядочным разбрызгиванием жесткой воды. Так образуется сталагмит . Обычно он крупнее, толще и крепче сталактита, потому что вода стекает по его стенкам и весь освободившийся карбонат идёт на строительство. И ещё потому, что сталактит рано или поздно обрывается под собственной тяжестью, а сталагмит — никогда.

Если движение воды не нарушено, сталактит срастается со сталагмитом. Образуется прочнейшая подземная колонна — сталагнат. Отныне ей не угрожает уже ничто, кроме землетрясений, поэтому сталагнаты могут разрастаться до гигантских размеров.

Стекая по наклонным сводам пещеры, жесткая вода оставляет за собой не пятнышки, а полоски карбоната кальция. Эти полоски растут в толщину и со временем превращаются в тонкие плоские паруса . Они бывают ровными и волнистыми, как края скатерти, могут покрыть всю стену до земли, а могут остаться в форме чебуреков, образовав «карниз» или «люстру», и дальше расти уже как обычные сталактиты. Всё зависит от движения прихотливой, своенравной, «ленивой» водяной капли, которая всегда выбирает себе путь самый лёгкий и самый выгодный. Обычно гребешки позванивают, если постучать по ним палочкой, поэтому обросшие гребешками стены называют ксилофонами или органами .

Самые интересные и необычные из карстовых натёков — геликтиты , или эксцентрики . Начиная расти как сталактиты, они странно и причудливо изгибаются. Иногда это бывают сталактиты второго порядка, они вырастают как ветви на стволе дерева. Почему же сталактиты начинают расти в стороны, словно друзы кристаллов, или даже закручиваются в спираль, превращаясь в геликтиты? Наука не даёт точного ответа. Механика и химизм роста геликтитов — явления пограничные между двумя формами: натёчной и кристаллической. Найдены геликтиты в пещерах «200 лет Симферополю», Нижний Баир.

Геликтиты образуются в местах, где воздух неподвижен; там переходит в твёрдое состояние всё тот же гидрокарбонат кальция, растворенный не в капающей со сводов воде, а во влаге воздуха.

Подземные водопады тоже оставляют после себя следы известняка. Он нарастает плотным природным слоем и останется украшением на десятки и сотни тысяч лет. Даже после того, как непутевая речка покинет верхние этажи пещеры, мы видим застывшие каменные водопады …

Капели и ручейки натекают в ванночки, по краям которых нарастает известняковый валик — гуровая плотина . В гуровых ванночках идёт своя жизнь: растут каменные «кувшинки» и «лотосы» с округлыми «бутонами» и лежащими в воде плоскими «листьями».

В некоторых ванночках созревает пещерный жемчуг . Это не драгоценный камень, но состав морских и пещерных жемчужин один и тот же. Принято считать, что упавшая в ванночку песчинка вращается водным потоком и постепенно обволакивается известняком (который в чистом виде прозрачен, как стекло). Но жемчужины образуются и в совсем тихих заводях…

Влажную, мягкую, бесформенную массу белого цвета, иногда с голубоватым оттенком, назвали лунным молоком . Это всё тот же углекислый кальций. Лунное молоко по-своему украшает пещеры, а высохшее, оно рассыпается при нажиме в тонкий порошок. Как образуется лунное молоко, истинная тайна карстовых пещер, — о том высказывают лишь маловразумительные предположения. Ничто в природе, кроме кальцита, не существует в таком состоянии. Лунное молоко бывает сухим и мокрым, жидким и плотным, вязким и текучим. В действительности это вещество ни твёрдое, ни жидкое, оно вообще непонятно какое… Ученые обходят эту тему, оставляя любителям экзотики чистое поле для размышлений и фантазии.

Арагонитовые кристаллы

Когда уходит вода, рост пещеры прекращается, но её внутреннее убранство продолжает обогащаться новыми украшениями. Влажность воздуха в глубоких каменных полостях приближается к 100%. Водяные пары насыщены ионами гидрокарбоната кальция, и на камнях (чаще вдоль трещин) вырастают кристаллы.

Причудливость, прихотливость фигур аэрозольной кристаллизации несравнима ни с какими натеками: созданные по законам микромира, они зависят от состава и концентрации ионов, от путей перемещения молекул воды, от правил построения кристаллических решеток со всеми их дополнениями и отклонениями. Арагонит — это твёрдая разновидность кальцита. Он образуется при достаточно низких температурах, чаще всего под землёй — в пещерах, рудных месторождениях, в холодных источниках.

В пещерах можно обнаружить мельчайшие кристаллы арагонита. Когда их много, они светятся в луче фонаря, словно небесные звёздочки. Иногда нарастают крупные остроугольные кристаллы, а рядом — мелкие, собранные в «веточки», в «пушинки», в «снежинки». Это могут быть остроиглые «ёжики», различных оттенков «процветшие» сталактиты, отдельные и собранные в соцветия «пещерные цветы» разной окраски и невообразимой формы.

Самые интересные и разнообразные подземные украшения вырастают в результате комбинированного действия жидкой воды и насыщенного ионами аэрозоля. Изящные антропоморфные статуэтки, зверушки, «волосатые Аго», «медузы» с бахромой «щупалец» по краям, «актинии»… Словом, готовь фотоаппарат, раскрывай блокнот, фантазируй! Но всё будет бедно, всё не то: мы простые смертные, а пещеры созданы её величеством Природой. Неравноценно.

Природа всегда была и остается для человека загадкой, и в далекие первобытные времена, и в современном мире. Одной из таких загадок современности являются пещеры. Раньше людей не интересовало откуда они произошли – главное, что они служили надежным укрытием от непогоды и врагов. Сегодня исследованием пещер занимается специальная наука – спелеология. Спелеологи подробно изучают все закономерности появления углублений, состав пород, особенности флоры и фауны, а также дают прогнозы по их развитию. Пещеры содержат в себе много интересного: неизвестную живность, различные источники воды, отростки — сталактиты и сталагмиты. О них мы и поговорим в этой статье.

Как образуются сталактиты и сталагмиты

Такие отростки образуются преимущественно в карстовых и пещерах – где содержится большое количество минеральных пород. К ним относят известняк, мел, даламит, мрамор, гипс, соль. Под воздействием дождевой влаги, которая содержит в себе растворенный углекислый газ, породы размываются, а осадочная вода стекает внутрь таких пещер. От скорости стекания воды зависит появление того или иного вида отростков.

– отросток, состоящий из минеральной породы и формирующийся с потолка пещеры. Он образуется, когда вода стекает медленно и капли подолгу задерживаются наверху пещерного углубления. В пещерах преобладает пониженная температура, как раз она и способствует застыванию капель. Так постепенно стекающие и застывающие капли формируют некое каменное образование в виде толстой иглы, но больше всего по форме сталактит напоминает сосульку.

Сталагмит – отросток, состоящий из минеральной породы и формирующийся с нижней поверхности пещеры. Он возникает, когда осадочная вода стекает быстро с потолка пещерного пространства и попадает в одну точку на полу. На нижней поверхности пещеры температура еще ниже, чем наверху и капли застывают еще быстрее. Под силой тяжести капля ударяется о пол и растекается на небольшое расстояние по кругу от места падения капли. Такое застывание капель образует толстое и плотное основание сталагмита, и он похож на конусообразный отросток с заостренным верхом.

Частота расположения сталактитов и сталагмитов зависит от степени проницаемости пещерной поверхности и от состава минеральных пород. Если породы в основном известняковые или гипсовые, то растворяться они будут быстрее и вода будет быстрее стекать по верхней части пещеры. Сталактиты и сталагмиты в такой породе будут хрупкими, поэтому при осмотре таких пещер надо быть осторожным – не задевать отростки, ни кричать, ни топать, иначе неизбежны травмы от падения таких образований. Иногда сталактиты и сталагмиты сливаются в один сплошной столбик – сталагнат; такие столбики могут образовывать целые колонны внутри пещер.

Сталактиты могут выглядеть по-разному, это зависит от состава пород и химических процессов, происходящих под влиянием углекислого газа и воды. Также большое влияние оказывает температура и циркуляция воздуха в пещере, если внутри частенько гуляет ветер, то нити, отростки могут быть непрямыми, искривленными, дугообразными. Так в пещере можно увидеть бахрому из сталактитов, гребешки, драпировку, нити, различные фигурки, грибки. Форма сталагмитов тоже может быть разной – от простых конусных столбиков, до приплюснутых грибков.

Образования в виде отростков в карстовых пещерах могут расти целыми столетиями. В некоторых они растут быстрее, в некоторых очень долго. На всем земном шаре находятся тысячи карстовых пещер, многие из них уже изучены, многие еще неизвестны миру.

Самые известные во всем мире пещеры сталактитов и сталагмитов

«Мамонтова пещера» (США, Кентукки)

По данным ученых возникла около 10 миллионов лет назад, название получила благодаря своим размерам, длина ее составляет около 600 км. Внутри находится целая система шахт и разветвлений. Минеральные отростки в этой пещере располагаются целыми этажами, во многих ее отделах и залах каменные глыбы торчат прямо из воды. Зрелище впечатляет как спелеологов, так и туристов, но необходимо быть осторожным – заблудиться в ней очень легко.

«Хрустальная пещера» (Мексика)

Внутри пещера заполнена кристаллами из гипса, самый большой отросток достигает 11 метров в высоту, а его масса 54 тонны! Посетить такую пещеру вряд ли удастся обычным туристам, ведь температура внутри достигает +50 градусов.

«Пещера Горла Барлога» (Россия)

Высота пещеры около 2800 метров, внутри находится целая система различных по объему залов, колодцев и ручьев. Наполнение в залах различное от больших пирамидальных кристальных отростков до различных глиняных и кальциевых отложений. Спускаться в такую пещеру опасно даже профессионалам.

Несмотря на все опасности, связанные с путешествием по таким шедеврам природы, пещеры всегда будут манить к себе своей неповторимой и чарующей красотой, и таинственной тишиной, где имеется свое летоисчисление и свое особое течение жизни.

Видео

Гуляева Милёна Николаевна ученица 2 «В» класса МАОУ Домодедовской СОШ №2 Кл. руководитель Пономаренко И. Ю.

Цели проекта"Сталактиты и сталагмиты":

1. Узнать, что такое сталактиты и сталагмиты.

2. Изучить процесс появление сталактитов и сталагмитов.

3. Провести эксперимент по созданию сталактитов в домашних условиях.

Скачать:

Предварительный просмотр:

1 слайд

Проект на тему «Сталактиты и сталагмиты».

Подготовила ученица 2 «В» класса Гуляева Милёна Николаевна.

2 слайд

Цель проекта:

1. Узнать, что такое сталактиты и сталагмиты.

2. Изучить процесс появление сталактитов и сталагмитов.

3. Провести эксперимент по созданию сталактитов в домашних

Условиях.

3 слайд

Введение

В один прекрасный зимний день я наткнулась на заметку о Никитских пещерах, расположенных в окрестностях моего родного города Домодедово.

4 слайд

Мне стало интересно, что же в них находится? Я решила узнать об этом у сестры. Она сказала что какие-то сталактиты и я ничего не поняла. Открываю энциклопедию, а там...

Целый новый мир, мир подземной природы! И самым красивым явлением пещер мне показались те самые сталактиты. Насколько же прекрасны и причудливы их формы и размеры. А давайте я теперь расскажу это вам!

6 слайд

Давайте разберемся как сталактиты и сталагмиты появляются. И сталактиты и сталактиты растут очень медленно - сотни и тысячи лет.

7 слайд

Если пещера не очень высокая то сталактит и сталагмит срастаются и получается сталагнат. Сталактит - растёт сверху Сталагмит -растёт снизу Сталагнат сросшиеся сосульки сталактита и сталагмита.

8 слайд

Слово сталактит с греческого переводится как «натёкший по капле».

9 слайд

Сталактиты возникают в результате процесса, который называют карст (карстовый процесс).Вода, насыщенная известняком, по мельчайшим трещинкам добирается до потолка уже созданной пещеры и повисает на нём. Дело в том что даже самые высокие каменные горы не являются сплошным монолитом в них есть микротрещены через которые вода просачивается с поверхности горы в пещеры.

10 слайд

Как я поняла сталактиты могут состоять из разных веществ,но главным создателем является вода именно она растворяет соли минералов, известняк и каменные породы. Сталактиты могут образоваться из многих растворимых веществ но самые распространенные это:

1.Кальцитовые (известняковые) сталактиты.

2. Гипсовые сталактиты.

3. Соляные сталактиты.

4.Ледяные сталактиты.

11 слайд

Среди множества сталактитов и сталагмитов есть необыкновенные - они имеют собственные имена, например: «Ведьмин палец», пещера «Сорек», пещера «Нежная».

12 слайд

Читая детскую энциклопедию, я увидела опыт по выращиванию сталактитов и решила повторить его самостоятельно. Все этапы данного опыта были документально зафиксированы.

13слайд

Цели эксперимента: провести опыт по выращиванию сталактита в домашних условиях; зафиксировать этапы проведения эксперимента; сделать вывод на основании полученных материалов.

14 слайд

Сначала делаю насыщенный раствор соды.

Затем заливаю его в банки, соединённые шерстяной нитью.

15слайд

День за днём я следила за ростом «домашних» сталактитов и фиксировала их

Величину. Вот что у меня получилось!

16 слайд

Вывод

После эксперимента я поняла, что сталактиты растут долго, но выращивать

«домашние» сталактиты можно! Это очень интересно и познавательно.

17 слайд

Подведение итогов.

В ходе исследования данной темы я:

1. Изучила историю таких явлений природы как сталактиты и сталагмиты.
2. Узнала очень много новых и интересных фактов о пещерах.
3. Провела увлекательный эксперимент по выращиванию сталактитов в искусственно созданных условиях.
4. Подготовила красочную презентацию для тех, кто интересуется прекрасным и удивительным миром природы!

Спасибо за внимание!!!

Почему возникают пещеры

Земная поверхность имеет сложное по составу и конфигурации строение. В свое время, когда происходило формирование суши и океанов, образовывались и различные минералы. К примеру, базальт появился при высокой температуре и давлении в результате вулканической деятельности. В таких же условиях возник и гранит. А вот известняк, мрамор, мел, гипс и соль, из которых могут состоять сталактиты и сталагмиты, образовались по другому механизму, в менее экстремальных обстоятельствах. Все они растворяются в воде - это их отличительное свойство. Когда вода вымывает эти элементы из состава горных пород, то внутри возникают пустоты. Они и называются пещерами.

Пустое пространство внутри какого-либо тела - это карст. В соответствии с этим термином карстовыми стали называть и большинство известных людям пещер. Надо сказать, что пещеры могут образовываться и в результате других процессов, протекающих в земной коре, но это уже тема отдельного разговора. Важно подчеркнуть, что сталактиты и сталагмиты возникают именно в карстовых образованиях. В этих пустотах природные процессы не прекращаются ни на мгновение, хотя и продолжаются в течение многих миллионов лет. Ученые подсчитали, сталактиты и сталагмиты вырастают примерно на 1 см за 100 лет.

По утверждению специалистов, самая большая карстовая пещера на планете расположена в США. Штат Кентукки знаменит тем, что здесь находятся Мамонтовы пещеры, сталактиты и сталагмиты которых привлекают и туристов, и ученых. Эти пещеры сообщаются между собой. Общая протяженность подземных залов и переходов составляет 560 километров. На острове Крит расположено почти полторы тысячи пещер. Самая интересная из них - Сфедони. Ее возраст оценивается от семи до пятнадцати миллионов лет. Размеры она имеет скромные, всего 145 метров. Однако ее интерьер (если можно так выразиться) отличается удивительными пропорциями и красотой. Возникает впечатление, что он оформлен руками человека.

На первых порах знакомства с пещерами у некоторых людей возникает вопрос о том, чем отличаются сталактиты и сталагмиты? Если говорить на бытовом языке, то сталактиты - это "сосульки", которые свисают с потолка. Вода просачивается через почву и горную породу, размывая попутно те минералы, которые в ней растворяются. Попадая в помещение пещеры, вода испаряется, а минеральные вещества остаются в сухом остатке. Сосулька постепенно нарастает и увеличивается в размерах. В том случае, когда минеральный раствор образуется слабонасыщенный, его капли падают с высоты и достигают пола. В этом месте тоже образуется "сосулька", только острием вверх. Это сталагмит.

Специалисты и любители подземных маршрутов не устают удивляться разнообразию имеющихся на планете пещер. Казалось бы, уже все изучено и объяснено. Однако новые факты заставляют вновь и вновь возвращаться к прежним вопросам. Общеизвестно, что сталактиты и сталагмиты образуются в результате испарения влаги, которая проникает извне. Однако исследования последних лет показали, что так происходит не всегда. Из сказанного следует, что пещеры еще не раскрыли всех своих тайн. Над их разгадкой еще предстоит поломать голову любознательным и энергичным исследователям.

Вода способна пробивать в горных породах длинные проходы. Такие проходы называются пещерами. Пещеры в большинстве случаев образуются в тех местах, где залегают пласты минералов, которые вода может растворить. Пещеры редко представляют собой отдельную пустоту в горе, а большей частью - ряд пустот.

Эти пустоты имеют форму залов или гротов самой разной величины. Пещеры обычно соединены между собой тесными или низкими проходами. В горе встречаются целые подземные города с системой ходов и залов, расположенных почти на одном уровне, или с уклоном в одну из сторон.

В некоторых камерах текут подземные речки или ручейки. Есть подземные впадины, где сохранились озерки-бассейны разных размеров со стоячей водой на дне отдельных гротов.

Камеры бывают очень большие или очень маленькие. В Северной Америке есть знаменитая Мамонтова пещера. Она состоит из двухсот галерей, общей длиной не менее двухсотпятидесяти километров. Самая большая имеет высоту тридцать метров. Пол пещер обычно усеян обломками горной породы, или покрыт пылью. В пещерах часто находят кости людей и животных, которые жили здесь много тысяч лет назад. Тогда люди не умели строить домов и прятались от холода и хищников в пещерах.

В наше время пещеры заселены летучими мышами, совами, филинами и голубями.

Первобытный человек, живший в пещерах, оставил в них кости свои и животных, которых он съедал, угли и золу своих огнищ, остатки каменных и костяных топоров и ножей. На стенах многих пещер до нашего времени сохранились рисунки и надписи.

На дне и своде практически любой пещеры можно увидеть твердые, окаменевшие формы, которые образовались из извести и капелек воды, просачивающихся через трещины в потолке. Таким образом медленно, но верно растет сосулька, превращаясь со временем в довольно ощутимую громадину, а называется она сталактитом.

С пола, в тоже время, растёт другая сосулька, более широкая и плоская - сталагмит. Если в потолке много трещин, то на нём со временем вырастает множество сталактитов. Если не обламывать сталактиты и сталагмиты - они со временем, соединившись друг с другом, образуют прочную блестящую колонну. Эти капельки на своде и на полу пещеры создают очень красивые и эффектные при искусственном освещении архитектурные ансамбли.

Ещё красивее световые эффекты в пещерах - ледниках, так как сталактиты и сталагмиты в них состоят изо льда. При низкой температуре они растут не только зимой, но и летом. На стенах и сводах, где вода не капает, водяной пар осаждается в виде инея, состоящего из крупных красивых ледяных кристаллов. Эти кристаллы отражают огонь свечей или факелов миллионами блёсток.