喀斯特地形
編輯喀斯特地形是石灰巖、白云石、石膏等可溶性巖石溶解形成的地貌。 它的特點是地下排水系統有天坑和洞穴。 在適當的條件下,還記錄了更耐候的巖石,例如石英巖。 地下排水可能會限制地表水,幾乎沒有河流或湖泊。 然而,在溶解的基巖被覆蓋(可能被碎屑)或被一個或多個疊加的不可溶巖層所限制的地區,獨特的喀斯特特征可能只出現在地下水平,而在地面上可能完全消失。
古巖溶(地層柱中的埋藏巖溶)的研究在石油地質學中很重要,因為世界上多達 50% 的碳氫化合物儲量都蘊藏在碳酸鹽巖中,其中大部分存在于多孔巖溶系統中。
詞源
編輯英文單詞karst是19世紀末從德文喀斯特地形借來的,進入德文的時間更早。 根據一種解釋,該術語源自德語名稱,指的是在狄納拉克阿爾卑斯山范圍內發現的許多地質、地貌和水文特征。 該山脈從意大利東北角的里雅斯特市上方延伸,沿亞得里亞海東部沿岸橫跨巴爾干半島,一直延伸至科索沃和北馬其頓,即薩爾山脈的起點。 喀斯特地帶位于最西北部,在早期的地形研究中被描述為意大利和斯洛文尼亞之間的高原。
在當地的南斯拉夫語言中,該詞的所有變體都源自羅馬化的伊利里亞語基礎(產生拉丁語:carsus,達爾馬提亞語:carsus),后來從重建形式 *korsъ 轉化為斯洛文尼亞語:kras 和塞爾維亞-克羅地亞語等形式: 克拉什,克拉斯。 保留較舊的非復分解形式的語言包括意大利語:Carso、德語:喀斯特地形和阿爾巴尼亞語:karsti; 缺乏復分解排除了從任何南斯拉夫語言,特別是斯洛文尼亞語中借用的可能性。 斯洛文尼亞普通名詞 kras 在 18 世紀首次得到證實,形容詞形式 kra?ki 在 16 世紀得到證實。 作為專有名詞,斯洛文尼亞形式的 Grast 于 1177 年首次得到證實。
最終,這個詞起源于地中海。 有人認為這個詞可能源自原始印歐語詞根 karra- ‘rock’。 這個名字也可能與托勒密引用的 Kar(u)sádios oros 或拉丁語 Carusardius 相關。
早期研究
編輯Johann Weikhard von Valvasor 是斯洛文尼亞喀斯特研究的先驅,也是倫敦皇家提高自然知識學會的會員,他于 1689 年向歐洲學者介紹了喀斯特一詞,在他對河流地下流動現象的描述中描述了 切爾克尼察湖。
Jovan Cviji? xxx提高了對喀斯特地區的認識,以至于他被稱為喀斯特地貌學之父。 Cviji? 于 1893 年出版的 Das 喀斯特地貌現象主要討論了巴爾干半島的喀斯特地區,描述了喀倫、漏斗和 poljes 等地貌。 在 1918 年的出版物中,Cviji? 提出了巖溶景觀發展的周期性模型。 喀斯特地形水文學于 20 世紀 50 年代末和 60 年代初在法國成為一門學科。 以前,被稱為洞穴學家的洞穴探險家的活動被認為是一項運動而不是一門科學,這意味著從科學的角度來看,地下巖溶洞穴及其相關水道的研究不足。
發展
編輯喀斯特地形在致密的碳酸鹽巖中最為發育,例如石灰巖,其層狀薄且破碎度高。 喀斯特地形在白堊中通常不發育良好,因為白堊是高度多孔的而不是致密的,所以地下水的流動不會沿著裂縫集中。 喀斯特地形在地下水位相對較低的地方也最為發達,例如在具有根深蒂固的山谷的高地,以及降雨量從中到大的地方。 這有助于地下水快速向下流動,從而促進基巖溶解,而靜止的地下水會因碳酸鹽礦物飽和而停止溶解基巖。
溶解化學
造成巖溶特征的碳酸是在雨水穿過地球大氣層吸收二氧化碳 (CO2) 時形成的,二氧化碳很容易溶解在水中。 一旦雨水到達地面,它可能會穿過土壤,土壤呼吸會產生額外的二氧化碳。 一些溶解的二氧化碳與水反應形成弱碳酸溶液,從而溶解碳酸鈣。 石灰石溶解的主要反應順序如下:
在非常罕見的情況下,氧化可以發揮作用。 氧化在美國新墨西哥州古代 Lechuguilla 洞穴的形成中發揮了重要作用,目前在意大利的 Frasassi 洞穴中很活躍。
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