Jeskyně - Cave

Jeskyně Lechuguilla , Nové Mexiko , Spojené státy americké

Jeskyně nebo jeskyně je přírodní neplatné v zemi , zejména prostor dostatečně velký pro člověka vstoupit. Jeskyně často vznikají zvětráváním hornin a často zasahují hluboko pod zem. Slovo jeskyně může také odkazovat na mnohem menší otvory, jako jsou mořské jeskyně , skalní úkryty a jeskyně , ačkoli přísně vzato je jeskyně exogenní, což znamená, že je hlubší než její otvor široký a skalní úkryt je endogenní.

Speleologie je věda o průzkumu a studiu všech aspektů jeskyní a jeskynního prostředí. Navštěvující nebo zkoumání jeskyně pro rekreaci mohou být povoláni speleologie , speleologie , nebo spelunking .

Typy formací

Vznik a vývoj jeskyní je znám jako speleogeneze ; může k tomu dojít v průběhu milionů let. Velikost jeskyní se může značně lišit a vznikají různými geologickými procesy. Ty mohou zahrnovat kombinaci chemických procesů, eroze vodou, tektonické síly, mikroorganismy, tlak a atmosférické vlivy. Izotopové datovací techniky lze použít na jeskynní sedimenty, aby se určilo časové měřítko geologických událostí, které tvořily a formovaly dnešní jeskyně.

Odhaduje se, že jeskyně nemůže být pod tlakem nadložních hornin svisle pod povrchem více než 3000 metrů (9800 stop). To však neukládá maximální hloubku jeskyně, která se měří od jejího nejvyššího vchodu do nejnižšího bodu, protože množství horniny nad nejnižším bodem závisí na topografii krajiny nad ní. U krasových jeskyní je maximální hloubka stanovena na základě spodní hranice procesů tvorby krasu, která se shoduje se základnou rozpustných uhličitanových hornin. Většina jeskyní jsou tvořeny ve vápenci od rozpuštění .

Jeskyně lze klasifikovat také různými jinými způsoby, včetně kontrastu mezi aktivním a reliktním: u aktivních jeskyní protéká voda; reliktní jeskyně ne, i když v nich může být zadržována voda. Mezi typy aktivních jeskyní patří přítokové jeskyně („do kterých se potok potopí“), odtokové jeskyně („z nichž vytéká potok“) a jeskyněmi („prochází proudem“).

Speleotemy v Hall of the Mountain King of Ogof Craig a Ffynnon , a solutional cave in South Wales .

Řešení

Solutional jeskyně nebo krasových jeskyní jsou nejčastěji se vyskytující jeskyně. Takové jeskyně se tvoří ve skále, která je rozpustná; nejčastěji se vyskytují ve vápenci , ale mohou se také tvořit v jiných horninách včetně křídy , dolomitu , mramoru, soli a sádry . Hornina je rozpuštěna přírodní kyselinou v podzemních vodách, které prosakují ložními rovinami , poruchami , klouby a srovnatelnými prvky. Časem se trhliny zvětšují a stávají se jeskyněmi a jeskynními systémy.

Největší a nejhojnější roztokové jeskyně se nacházejí ve vápenci. Vápenec se rozpouští působením dešťové a podzemní vody nabité H 2 CO 3 ( kyselina uhličitá ) a přirozeně se vyskytujících organických kyselin . Proces rozpouštění vytváří charakteristický reliéf známý jako kras , charakterizovaný závrty a podzemní drenáží. Vápencové jeskyně jsou často zdobeny formami uhličitanu vápenatého produkovanými pomalým srážením. Patří sem tokové kameny , stalaktity , stalagmity , heliktity , soda a sloupy. Tato sekundární ložiska nerostů v jeskyních se nazývají speleotemy .

Části jeskyně roztoků, které jsou pod hladinou podzemní vody nebo místní hladinou podzemní vody, budou zaplaveny.

Lechuguilla Cave v Novém Mexiku a nedaleké Carlsbad Cavern jsou nyní považovány za příklady jiného typu řešení jeskyně. Byly vytvořeny plynem H 2 S ( sirovodík ) stoupajícím zespodu, kde zásobníky ropy uvolňují sirné výpary. Tento plyn se mísí s podzemní vodou a tvoří H 2 SO 4 ( kyselina sírová ). Kyselina pak rozpouští vápenec zespodu, nikoli shora, kyselou vodou prosakující z povrchu.

Hlavní

Zkoumání lávové trubice na Havaji .

Jeskyně vzniklé současně s okolní horninou se nazývají primární jeskyně .

Lávové trubice jsou vytvářeny vulkanickou činností a jsou nejčastější primární jeskyně. Jak láva teče z kopce, její povrch se ochlazuje a tuhne. Horká tekutá láva stále proudí pod touto kůrou, a pokud většina z ní vytéká, zůstane dutá trubice. Takové jeskyně najdete na Kanárských ostrovech , Jeju-do , čedičových pláních východního Idaha a na dalších místech. Kazumura Cave poblíž Hilo , Hawaii je pozoruhodně dlouhá a hluboká lava tube; je 65,6 km dlouhý (40,8 mil).

Lávové jeskyně zahrnují, ale nejsou omezeny na lávové trubice. Mezi další jeskyně vytvořené vulkanickou aktivitou patří mimo jiné trhliny, lávové formy, otevřené svislé potrubí, inflační, puchýře.

Moře nebo přímoří

Malovaná jeskyně, velká mořská jeskyně , ostrov Santa Cruz , Kalifornie

Mořské jeskyně se nacházejí podél pobřeží po celém světě. Zvláštním případem jsou přímořské jeskyně, které vznikají působením vln v zónách slabosti v mořských útesech. Tyto slabosti jsou často chyby, ale mohou to být také hráze nebo kontakty v rovině lůžka. Některé jeskyně s vlnami jsou nyní nad hladinou moře kvůli pozdějšímu pozvednutí. Jinde, v místech, jako je thajský záliv Phang Nga , byly roztokové jeskyně zaplaveny mořem a nyní podléhají pobřežní erozi. Mořské jeskyně mají obecně délku přibližně 5 až 50 metrů (16 až 164 stop), ale mohou přesáhnout 300 metrů (980 stop).

Korozní nebo erozní

Solná jeskyně v hoře Sodomě , Izraeli .

Korozní nebo erozní jeskyně jsou ty, které vznikají zcela erozí tekoucími potoky nesoucími skály a jiné sedimenty. Ty se mohou tvořit v jakémkoli typu horniny, včetně tvrdých hornin, jako je žula. Obecně musí existovat určitá zóna slabosti, která vede vodu, například porucha nebo kloub. Podtypem erozní jeskyně je větrná nebo Liparská jeskyně vytesaná větrem narozenými sedimenty. Mnoho jeskyní vytvořených původně procesem řešení často prochází následnou fází erozního nebo vadózního rozšíření, kde jimi procházejí aktivní potoky nebo řeky.

Ledovec

Ledovcová jeskyně v Big Four Glacier, Big Four Mountain , Washington , c. 1920

Ledovcové jeskyně jsou tvořeny tajícím ledem a tekoucí vodou uvnitř a pod ledovci. Dutiny jsou ovlivňovány velmi pomalým tokem ledu, který má tendenci jeskyně znovu zhroutit. Ledovcové jeskyně jsou někdy mylně označovány jako „ ledové jeskyně “, ačkoli tento druhý termín je řádně vyhrazen pro skalní jeskyně, které obsahují celoroční ledové útvary.

Zlomenina

Lomové jeskyně vznikají, když se vrstvy více rozpustných minerálů, jako je sádra, rozpouští mezi vrstvami méně rozpustné horniny. Tyto horniny se lámou a hroutí v kamenných blocích.

Talus

Jeskyně Talus jsou tvořeny otvory mezi velkými balvany, které spadly dolů do náhodné hromady, často na základnách útesů. Tato nestabilní ložiska se nazývají talus nebo suť a mohou podléhat častým skalním pádům a sesuvům půdy .

Anchialine

Anchialinské jeskyně jsou jeskyně, obvykle pobřežní, obsahující směs sladké a slané vody (obvykle mořské vody). Vyskytují se v mnoha částech světa a často obsahují vysoce specializovanou a endemickou faunu.

Fyzické vzorce

  • Odvětvené jeskyně připomínají povrchové dendritické proudy; jsou tvořeny průchody, které se připojují po proudu jako přítoky. Větvené jeskyně jsou nejběžnějším z jeskynních vzorů a vznikají v blízkosti závrtů, kde dochází k dobíjení podzemní vody . Každý průchod nebo větev je napájen samostatným zdrojem dobíjení a konverguje do dalších větví vyššího řádu po proudu.
  • Úhlové síťové jeskyně se vytvářejí z protínajících se trhlin karbonátové horniny, které měly zlomeniny rozšířené chemickou erozí. Tyto zlomeniny tvoří vysoké, úzké, přímé průchody, které přetrvávají v rozšířených uzavřených smyčkách.
  • Anastomotické jeskyně do značné míry připomínají povrchové spletené proudy, přičemž se jejich průchody oddělují a poté se setkávají dále v odvodnění. Obvykle se tvoří podél jednoho lůžka nebo struktury a jen zřídka přecházejí do horních nebo dolních lůžek.
  • Spongework jeskyně vznikají spojením dutin roztoku smícháním chemicky různorodé vody. Dutiny vytvářejí trojrozměrný a náhodný vzor připomínající houbu.
  • Ramiformní jeskyně se tvoří jako nepravidelné velké místnosti, galerie a průchody. Tyto randomizované trojrozměrné místnosti vznikají ze stoupající vodní hladiny, která eroduje karbonátovou horninu vodou obohacenou sirovodíkem.
  • Pit jeskyně (svislé jeskyně, výmoly nebo jednoduše „jámy“) se skládají spíše ze svislé šachty než z vodorovného jeskynního průchodu. Mohou, ale nemusí být spojeny s jedním z výše uvedených strukturálních vzorců.

Geografická distribuce

Vchod do jeskyně Torhola v Lohja ( Finsko )

Jeskyně se nacházejí po celém světě, i když distribuce zdokumentovaného jeskynního systému je značně zkreslená směrem k těm zemím, kde je jeskyně již mnoho let populární (jako Francie, Itálie, Austrálie, Velká Británie, Spojené státy atd.). V důsledku toho se prozkoumané jeskyně nacházejí hojně v Evropě, Asii, Severní Americe a Oceánii, ale v Jižní Americe, Africe a Antarktidě jsou řídké.

Toto je hrubé zobecnění, protože velké rozlohy Severní Ameriky a Asie neobsahují žádné zdokumentované jeskyně, zatímco oblasti jako Madagaskarské suché listnaté lesy a části Brazílie obsahují mnoho zdokumentovaných jeskyní. Vzhledem k tomu, že jeskyni zkoumají světová rozloha rozpustného podloží, distribuce zdokumentovaných jeskyní se pravděpodobně změní. Například Čína, přestože obsahuje přibližně polovinu odkrytého vápence na světě - více než 1 000 000 kilometrů čtverečních (390 000 čtverečních mil) - má relativně málo zdokumentovaných jeskyní.

Záznamy a superlativy

Pět nejdéle zkoumaných

  1. Mamutí jeskyně , Kentucky , USA
  2. Sistema Sac Actun / Sistema Dos Ojos , Mexiko
  3. Jeskyně Jewel , Jižní Dakota , USA
  4. Sistema Ox Bel Ha , Mexiko
  5. Jeskyně Optymistychna , Ukrajina

Ekologie

Olms ve slovinské jeskyni

Zvířata obývající jeskyně jsou často kategorizována jako troglobiti (druhy omezené na jeskyně), troglofilové (druhy, které mohou žít celý život v jeskyních, ale vyskytují se i v jiných prostředích), trogloxeny (druhy, které využívají jeskyně, ale nemohou svůj životní cyklus dokončit úplně v jeskyních) a nehod (zvířata, která nepatří do žádné z předchozích kategorií). Někteří autoři používají samostatnou terminologii pro vodní formy (například stygobity , stygofily a stygoxeny ).

Z těchto zvířat jsou troglobiti snad nejneobvyklejšími organismy. Druhy troglobitů často vykazují řadu charakteristik, nazývaných troglomorfní, spojených s jejich přizpůsobením se podzemnímu životu. Mezi tyto charakteristiky může patřit ztráta pigmentu (často vedoucí k bledému nebo bílému zbarvení), ztráta očí (nebo alespoň optické funkce), prodloužení přívěsků a vylepšení dalších smyslů (jako je schopnost vnímat vibrace ve vodě). Vodní troglobiti (nebo stygobiti), jako například ohrožené jeskynní krevety Alabama , žijí ve vodních útvarech nacházejících se v jeskyních a živiny získávají z detritu vyplaveného do jejich jeskyní a z výkalů netopýrů a dalších obyvatel jeskyně. Mezi další vodní troglobity patří jeskynní ryby a jeskynní mloci , jako je olm a texaský slepý mlok .

Jeskynní hmyz, jako je například Oligaphorura (dříve Archaphorura) schoetti, jsou troglofilové, dosahující délky 1,7 milimetru (0,067 palce). Mají rozsáhlou distribuci a byly studovány poměrně široce. Většina vzorků jsou ženy, ale mužský vzorek byl odebrán ze St Cuthberts Swallet v roce 1969.

Netopýři , jako netopýr šedý a netopýr mexický , jsou trogloxeny a často se nacházejí v jeskyních; pasou se mimo jeskyně. Některé druhy jeskynních cvrčků jsou klasifikovány jako trogloxeny, protože ve dne žijí v jeskyních a v noci se krmí nad zemí.

Vzhledem k křehkosti jeskynních ekosystémů a skutečnosti, že jeskynní oblasti bývají navzájem izolované, v jeskyních se nachází řada ohrožených druhů, například pavouk zubatý , pavouk liphistius a netopýr šedý.

Jeskyně navštěvuje mnoho povrchově žijících zvířat, včetně lidí. Obvykle se jedná o relativně krátkodobé vpády, kvůli nedostatku světla a obživy.

Vchody do jeskyní mají často typickou flóru. Například ve východních mírných Spojených státech jsou jeskynní vchody nejčastěji (a často hustě) osídleny kapustovou kapustou Cystopteris bulbifera .

Archeologický a kulturní význam

Taíno petroglyfy v jeskyni v Portoriku

V celé historii primitivní národy využívaly jeskyně. Nejstarší lidské fosilie nalezené v jeskyních pocházejí ze série jeskyní poblíž Krugersdorpu a Mokopane v Jižní Africe. Jeskynní lokality Sterkfontein , Swartkrans , Kromdraai B, Drimolen , Malapa , Cooper's D, Gladysvale, Gondolin a Makapansgat přinesly řadu raných lidských druhů, které se datují do doby před třemi až jedním milionem let, včetně Australopithecus africanus , Australopithecus sediba a Paranthropus robustus . Obecně se však nemyslí, že tito raní lidé žili v jeskyních, ale že je do jeskyní přivedli masožravci, kteří je zabili.

První raný hominid, který byl kdy nalezen v Africe, Taung Child v roce 1924, byl také považován za po mnoho let pocházející z jeskyně, kde byl uložen poté, co byl předcházen orlem. O tom se však nyní diskutuje (Hopley et al., 2013; Am. J. Phys. Anthrop.). Jeskyně se vytvářejí v dolomitech plošiny Ghaap, včetně naleziště jeskyně Wonderwerk ve starší, střední a pozdější době kamenné ; jeskyně, které se tvoří podél okraje srázu, jako ta, která se předpokládá pro Taung Child, jsou vytvořeny v sekundárním vápencovém ložisku zvaném tufa . Existuje mnoho důkazů pro další rané lidské druhy obývající jeskyně nejméně před jedním milionem let v různých částech světa, včetně Homo erectus v Číně v Zhoukoudian , Homo rhodesiensis v Jižní Africe v jeskyni Hearths ( Makapansgat ), Homo neandertalensis a Homo heidelbergensis v Evropě na archeologickém nalezišti Atapuerca , Homo floresiensis v Indonésii a Denisovanové na jižní Sibiři.

V jižní Africe raní moderní lidé pravidelně používali mořské jeskyně jako úkryt před asi 180 000 lety, když se poprvé naučili využívat moře (Marean et al., 2007; Nature). Nejstarším známým nalezištěm je PP13B v Pinnacle Point . To možná umožnilo rychlou expanzi lidí z Afriky a kolonizaci oblastí světa, jako je Austrálie, před 60–50 000 lety. V celé jižní Africe, Austrálii a Evropě používali raní moderní lidé jeskyně a skalní úkryty jako místa pro skalní umění, jako jsou ta na zámku Giants . Jeskyně jako yaodong v Číně byly použity jako úkryt; jiné jeskyně byly používány k pohřbívání (například hrobky vysekané kameny ) nebo jako náboženská místa (například buddhistické jeskyně ). Mezi známé posvátné jeskyně patří Čínská jeskyně tisíce Buddhů a posvátné jeskyně na Krétě .

Jeskyně a akustika

Význam zvuku v jeskyních předchází novodobému chápání akustiky. Archeologové odhalili vztahy mezi malbami teček a čar, v konkrétních oblastech rezonance, v jeskyních Španělska a Francie, a také nástroji zobrazujícími paleolitické motivy, ukazatele hudebních událostí a rituálů. Shluky obrazů byly často nalezeny v oblastech s pozoruhodnou akustikou, někdy dokonce replikovaly zvuky zvířat vyobrazených na zdech. Lidský hlas byl také teoreticky použit jako echolokační zařízení k navigaci v tmavších oblastech jeskyní, kde byly pochodně méně užitečné. Tečky červeného okru se často nacházejí v prostorech s nejvyšší rezonancí, kde byla výroba obrazů příliš obtížná. Zde je zpěv nejefektivnějším způsobem prozkoumávání jeskyní.

Jeskyně nadále poskytují využití moderním průzkumníkům akustiky. Cumberland Caverns dnes poskytuje jeden z nejlepších příkladů moderního hudebního využití jeskyní. Jeskyně jsou využívány nejen pro dozvuky, ale také pro tlumící vlastnosti jejich abnormálních tváří. Nepravidelnosti ve stěnách Cumberland Caverns rozptýlené zvuky odrážející se od stěn dávají prostoru a téměř kvalitě nahrávacího studia. V průběhu 20. století začali hudebníci zkoumat možnost využití jeskyní jako míst jako klubů a koncertních síní, například Dinah Shore , Roy Acuff a Benny Goodman . Na rozdíl od dneška se tyto rané představení obvykle konaly v ústí jeskyní, protože nedostatek technologie znemožňoval hloubky interiéru s hudebním vybavením. V Luray Caverns ve Virginii byly vyvinuty fungující varhany, které generují zvuk paličkami s výraznými krápníky, každý s jinou výškou.

Viz také

Reference