地理課沒上的喀斯特地形秘密檔案 | 台灣之美
![地理課沒上的喀斯特地形秘密檔案](https://i.imgur.com/2P5xFLc.jpg)
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Author 作者 李紅春/臺灣大學地質科學系教授。
從化學式的左左右右 看石灰岩如何形成特殊景觀大多數石灰岩地層是在上億年前的海洋環境形成,經地殼運動抬升到地表,在長期溶蝕、侵蝕風化、構造擠壓、 崩塌斷陷等地質作用下塑造出各種地貌形態。石灰岩的主成分──碳酸鈣(CaCO3),其溶解和沉澱過程可透過下列化學反應式表達,該式可向兩個方向進行:往右是石灰岩被水溶解變成離子而被帶走,往左則是碳酸鈣從水中沉澱出來,形成各種石灰岩洞穴中的沉積。
CaCO3+CO2+H2O⇌Ca2++2HCO3-
一般而言雨水的pH值小於 7,在溶解土壤和大氣中的二氧化碳(CO2)後更低,足以溶解碳酸鈣。而當地表水滲入石灰岩層溶解大量碳酸鈣後,便形成 CaCO3 過飽和溶液,而當此溶液封閉在岩石中,會使其中的 CO2無法 逃逸。因此,下滲的岩溶水進入洞穴後為與洞穴大氣壓平衡,會從溶液中釋出 CO2,造成上述反應式向左進行, 使碳酸鈣從中沉澱出來。
當然,水分蒸發也同樣會使反應式向左,發生碳酸鈣沉澱,但這種情況下,就不是所謂的平衡反應。平衡反應要求反應速度足夠慢,CO2釋出形成碳酸鈣沉澱,這對科學上利用石筍(在洞穴中從地上向上生長的石灰岩) 獲取古氣候和古環境信息來說是非常重要的。
什麼樣的條件下可以得到喀斯特地形呢?通常只要是含有石灰岩的地區,就可以形成喀斯特地形。 世界上有很多國家都有典型的喀斯特地形,例如:歐洲 的奧地利、斯洛伐克、義大利、法國、羅馬尼亞、斯洛維尼亞及亞洲的中國、越南等。該地形從熱帶到寒帶皆有分布,而不同的石灰質母岩所形成的喀斯特地形也不同。碳酸鹽母岩,主要以石灰岩(...
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