Kodėl laša stalaktitai?
Trumpas atsakymas: Stalaktitai laša, nes vanduo, kuriame ištirpę uolienoje esantys mineralai, kabo nuo olos lubų ir sudaro lašus. Kai lašai netenka anglies dioksido arba išgaruoja, mineralai išsiskiria iš vandens ir suformuoja mažytį žiedą, o vanduo krenta kaip lašas.
Išsamesnis paaiškinimas
Lietaus vanduo įsigeria į žemę ir iš dirvožemio sugeria anglies dioksidą. Taip susidaro silpna anglies rūgštis, kuri, vandeniui tekant per plyšius, tirpdo kalkakmenį (kalcio karbonatą). Kai šis mineralų prisotintas vanduo pasiekia olos lubas, plyšio ar iškilimo viršūnėje susidaro mažas lašelis.
Lašas laikosi dėl paviršiaus įtempimo (vandens traukos jėgos). Lašui stovint, jis praranda anglies dioksidą į olos orą arba lėtai išgaruoja. Dėl anglies dioksido praradimo ištirpę mineralai išsiskiria iš tirpalo ir prilimpa prie uolienos.
Per daugelį lašų auga mažas mineralo žiedas ir lašelis krenta, nunešdamas daugiau mineralų, kad stalaktitas būtų ilgesnis.
Mokslinis paaiškinimas
Įvardyti dėsniai / principai: karbonatų tirpimas ir nusėdimas, CO2 degazavimas ir paviršiaus įtempimas.
Lietaus vanduo sugeria CO2 dirvožemyje ir tampa silpna anglies rūgštimi (H2CO3). Ši rūgštis reaguoja su kalcio karbonatu (CaCO3) kalkakmenyje ir sudaro tirpų kalcio (Ca2+) ir bikarbonato jonus (HCO3–). Kai šis vanduo patenka į atvirą olą, iš vandens išsiskiria anglies dioksidas (šis procesas vadinamas degazavimu, kurį lemia dujų tirpumas, kaip ir Henrio dėsnis).
Dėl CO2 netekimo pasikeičia cheminė pusiausvyra, todėl kalcio karbonatas tampa mažiau tirpus ir nusėda (sudaro kietą CaCO3) aplink lašą. Paviršiaus įtempimas ir maža šiurkšti dėmė ant lubų pritvirtina lašą vietoje, todėl nusėdimas vyksta jo viršūnėje. Per tūkstančius lašų ir daugelį metų nusėdęs kalcitas virsta stalaktitu.
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai išmatavo urvų vandens cheminę sudėtį, lašėjimo greitį ir kalcito sluoksnius ant formacijų, kad susietų CO2 praradimą ir mineralų nusėdimą. Olų eksperimentai ir laboratoriniai darbai atkuria tą patį nusodinimo procesą kontroliuojamomis sąlygomis .
Kasdieniai pavyzdžiai
- Stalaktitai kalkakmenio urvuose, tokiuose kaip ilgos urvų sistemos ir parodomieji urvai
- Ploni tuščiaviduriai vamzdeliai, vadinami „sodos šiaudeliais“, kurie atrodo kaip maži pieštukai
- Užuolaidų arba draperijų dariniai, kabantys sulankstytuose lakštuose
- Stalagmitai, susidarantys urvo dugne, kur nukrenta lašai
- Mineralų nuosėdos po nesandariais betoniniais paviršiais arba stogo kraštais (tufas)
Praktinis bandymas
Druskos „stalaktito“ auginimas
Sauga: Neragaukite tirpalų; nuvalykite išsiliejusius skysčius, kad grindys nebūtų slidžios.
Priemonės
- du skaidrūs puodeliai
- medvilninis siūlas
- valgomoji druska
- šiltas vanduo
- lipni juosta
Žingsniai
- Padėkite du puodelius maždaug 10–15 cm atstumu vienas nuo kito ir įpilkite šilto vandens į kiekvieną puodelį.
- Įmaišykite valgomąją druską, kol vanduo sulaikys tiek druskos, kiek gali (sotus tirpalas) ir liks šiek tiek grūdelių.
- Lipnia juosta priklijuokite virvelę taip, kad ji panirtų į druskos tirpalą viename puodelyje, o kitas galas būtų antrame puodelyje, o tarp puodelių kabėtų trumpa kilpa.
- Palikite įrenginį nepajudintą kelias dienas ir stebėkite, kaip kristalai formuojasi palei kabančią virvelės dalį.
- Kasdien tikrinkite, bet nejudinkite puodelių; leiskite garavimui ir judėjimui išilgai virvelės atlikti savo darbą. Ką tai rodo: Vanduo neša ištirpusį mineralą (druską) ir judėdamas bei garuodamas palieka kietus kristalus, panašiai kaip urvų lašai palieka kalcitą.
Svarbūs žodžiai
- Stalaktitas: mineralinis darinys, kabantis nuo olos lubų, susidariusių lašant vandeniui.
- Kalcitas: kalcio karbonato (CaCO3) mineralinė forma, iš kurios sudaryti dauguma stalaktitų.
- Degazavimas: ištirpusių dujų (pvz., CO2) išskyrimo į orą procesas.
- Paviršiaus įtempimas: jėga, dėl kurios skysčio paviršius veikia kaip plona oda ir padeda lašams laikytis kartu.
Trumpi klausimai
Ar stalaktitai kada nors nustoja lašėti?
Kai kurie nustoja lašėti, jei išdžiūsta vandens šaltinis arba užsidaro kanalas, bet daugelis laša tūkstančius metų.
Kaip greitai stalaktitai auga?
Augimas yra labai lėtas – dažnai keli milimetrai per metus ar mažiau, priklausomai nuo lašėjimo greičio ir cheminės sudėties .
Kodėl stalaktitai yra skirtingų spalvų?
Maži kiekiai kitų mineralų, tokių kaip geležis ar manganas, susimaišo su kalcitu ir suteikia spalvas.
Ar saugu liesti lašantį vandenį oloje?
Geriausia neliesti olų darinių; aliejai nuo odos gali sustabdyti mineralų kaupimąsi ir pakenkti dariniui.