Ста́лагмит ( англ . / ˈ s t æ l ə ɡ ˌ m aɪ t / , американское / s t ə ˈ l æ ɡ m aɪ t / ; от греч. σταλαγμίτης ( stalagmítēs ) ; от др.-греч. σταλαγμίας ( stalagmías ) « капающий, капающий» и -ίτης ( -ítēs ) «тот, кто связан с, часть чего-либо») [1] — это тип скального образования, которое поднимается с пола пещеры из - за накопления материала, осевшего на полу из- за капель с потолка . Сталагмиты обычно состоят из карбоната кальция , но могут состоять из лавы , грязи , торфа , смолы , песка , шлака и амберата (кристаллизованной мочи крыс ). [2] [3]
Соответствующее образование, свисающее с потолка пещеры, — сталактит .
Наиболее распространенными сталагмитами являются натечные образования , которые обычно образуются в известняковых пещерах. [4] Формирование сталагмитов происходит только при определенных условиях pH внутри пещеры. Они образуются путем отложения карбоната кальция и других минералов, которые выпадают в осадок из минерализованных водных растворов . Известняк является основной формой карбоната кальция , который растворяется водой , содержащей углекислый газ , образуя раствор бикарбоната кальция в пещерах. [5] Парциальное давление углекислого газа в воде должно быть больше парциального давления углекислого газа в пещерной камере для обычного роста сталагмита. [6]
Если сталактиты — потолочные образования — вырастают достаточно длинными, чтобы соединиться со сталагмитами на полу, они образуют колонну.
Чтобы сохранить сталагмиты, их обычно не следует трогать, так как скальное образование образовано минералами, выпадающими из водного раствора на существующую поверхность; кожные жиры могут изменять поверхностное натяжение там, где минеральная вода прилипает или течет, тем самым влияя на рост образования. Масла и грязь (грязь, глина) от контакта с человеком также могут окрасить образование и навсегда изменить его цвет.
Другой тип сталагмитов образуется в лавовых трубках , пока внутри них еще активна расплавленная и жидкая лава . Их минералогический состав, близкий к составу кремнистых минералов, обычно встречающихся в базальте (например, обсидиане ), основном компоненте вулканического стекла , отличается. Их механизм образования/кристаллизации также заметно отличается от механизма известняковых сталагмитов ( CaCO
3) но общим моментом является то, что он остается движущей силой гравитации. Капли расплавленной лавы (кремнистого материала, SiO
2) затвердевают на полу уже опустевшей лавовой трубки, когда температура лавы достаточно понизится после прохождения и полного очищения основного потока лавы. По сути, это все еще гравитационное осаждение материала на пол пещеры (или пустоты).
Однако отличие от известковых сталагмитов заключается в том, что транспортировка кремнистого материала происходит в расплавленном состоянии, а не растворяется в водном растворе; дегазация CO2 не играет существенной роли. В случае с сталагмитами из лавы их образование также происходит очень быстро, всего за несколько часов, дней или недель, тогда как для сталагмитов из известняка может потребоваться до тысяч или сотен тысяч лет. Ключевое отличие от сталагмитов из лавы заключается в том, что как только расплавленная лава перестает течь, сталагмиты также перестают расти. Это означает, что если бы сталагмиты из лавы были разрушены, они бы никогда не выросли снова. [2] Сталагмиты в лавовых трубках встречаются реже, чем их сталактитовые аналоги, потому что во время их образования капающий расплавленный материал чаще всего падает на все еще движущийся поток лавы, который поглощает или уносит материал.
Общий термин «лавацикл» применялся к сталактитам и сталагмитам лавы без разбора и произошел от слова «сосулька» [2] .
Обычный сталагмит, который можно найти сезонно или круглый год во многих пещерах, — это ледяной сталагмит, обычно называемый сосульками , особенно в надземных контекстах. [7] Просачивание воды с поверхности проникает в пещеру, и если температура ниже нуля , вода будет собираться на полу в сталагмиты. Отложение может также происходить непосредственно из-за замерзания водяного пара . [8] Подобно сталагмитам из лавы, ледяные сталагмиты образуются очень быстро в течение часов или дней. Однако, в отличие от сталагмитов из лавы, они могут вырасти снова, если вода и температура подходят. Ледяные сталагмиты встречаются чаще, чем их сталактитовые аналоги, потому что более теплый воздух поднимается к потолкам пещер и может повышать температуру до уровня выше нуля.
Ледяные сталактиты могут также образовывать соответствующие сталагмиты под ними, и со временем они могут срастись, образовав ледяную колонну.
Сталактиты и сталагмиты также могут образовываться на бетонных потолках и полах, хотя там они образуются гораздо быстрее, чем в естественной среде пещеры. [9] [10]
Вторичные отложения, полученные из бетона, являются результатом деградации бетона, когда ионы кальция выщелачиваются из бетона в растворе и повторно откладываются на нижней стороне бетонной конструкции, образуя сталактиты и сталагмиты. [10] Отложение карбоната кальция в виде сталагмита происходит, когда раствор переносит насыщенный кальцием раствор выщелачивания в землю под бетонной конструкцией. Углекислый газ поглощается щелочным раствором выщелачивания, [11] что облегчает химические реакции для отложения карбоната кальция в виде сталагмита. [12] Эти сталагмиты редко вырастают выше нескольких сантиметров. [13]
Вторичные отложения, которые создают сталагмиты, сталактиты, натечные камни и т. д. за пределами естественной пещерной среды, называются « кальтемитами ». [10] Эти вторичные отложения, полученные из бетона, не могут называться « спелеотемами » из-за определения этого слова. [9]
Самый большой известный сталагмит в мире превышает 70 метров (230 футов) в высоту и находится в пещере Шондонг , Вьетнам . [14]
В горах Загрос на юге Ирана, примерно в 6 км (3,7 мили) от древнего города Бишапур , в пещере Шапур на четвертой из пяти террас стоит колоссальная статуя Шапура I , второго правителя империи Сасанидов , датируемая III веком . Статуя, высеченная из одного сталагмита, имеет высоту около 7 м (23 фута). [ требуется цитата ]
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )