|
 
|
Gdje nastaju sige?
Sige obilježavaju predjele čiji je geološki razvitak imao osobite značajke. Te
značajke ponajprije uključuju taloženje vapnenačkih i dolomitnih sedimenata,
koje se većinom obavlja u plitkom moru, no također i u jezerima i dubljim
morima. Vapnenci se najvećim dijelom sastoje od minerala kalcita, kemijskog
sastava CaCO3, a dolomitne stijene od minerala dolomita, kemijskog sastava
CaMg(CO3)2. Te se stijene pojavljuju u obliku slojeva koji odražavaju kolebanje
klimatskih prilika ili morske razine, što su inače opće značajke Zemljine
povijesti. Vapnenci i dolomiti nastajali su na raznim mjestima na Zemlji i u
raznim razdobljima. Najstariji su stari čak oko 2 milijarde godina, a najmlađi
nastaju i danas, najviše u tropskim i suptropskim predjelima. Glavnina vapnenaca
i dolomita Hrvatske, u kojima ima i mnogo siga, stara je između 220 i 45
milijuna godina.
Druga bitna značajka razvitka predjela gdje nalazimo sige je okopnjavanje
prostora gdje su se taložili vapnenci i dolomiti. To se događa bilo povlačenjem
mora (ili jezera) ili izdizanjem dijelova Zemljine kore, koje je često praćeno
lomljenjem i smicanjem stijenskih masa.
Konačno, okopnjavanje predjela građenih od vapnenaca i dolomita izlaže ih raznim
utjecajima na površini Zemlje, među kojima je najvažnije otapanje. Rezultat je
osebujni površinski i podzemni reljef koji nazivamo kršem ili krasom
(međunarodni termin karst). Veći dio otopljenoga karbonata iz vapnenačkih i
dolomitnih stijena odnosi se tekućicama, no manji dio se taloži u podzemnim
prostorima krša kao sige.
Krški pejzaž sjevernog Velebita. Otapanjem vapnenca na površini nastaju
žljebasta udubljenja - škrape, jedan od tipičnih krških fenomena.
Snimio: D. Lacković, 1997.
Krš ili kras
Krški predjeli zapremaju čak 46% površine Hrvatske, a podzemlje tog krša seže do
dubina od više kilometara. To je posljedica nekadašnjega velikoga prostiranja
plitkoga toploga mora gdje su nastajali vapnenački i dolomitni sedimenti, kao i
vrlo dugog trajanja tog mora (više od 150 milijuna godina). Velika površina i
velika debljina krša zaslužni su za bogatstvo površinskih i podzemnih oblika
reljefa i drugih pojava u hrvatskom kršu, a također i za bogatstvo sigama.
Krško područje Hrvatske. Prema Heraku, 1991. – pojednostavljeno.
Otapanje kao glavni proces oblikovanja krškog reljefa obavlja se pomoću vode
koja sadrži ugljikov dioksid. Proces otapanja vapnenca, odnosno njegovog glavnog
sastojka minerala kalcita, opisuje se ovako:
H2O + CO2
HCO3- + H+
CaCO3 + HCO3- + H+
Ca2+ + 2 HCO3-
kalcit ugljična kiselina
Ca ion i
hidrokarbonatni ioni u otopini
Vode koje teku krškim predjelima, kako površinske tako i podzemne, sadrže manje
ili veće udjele ugljikovog dioksida, koji većinom potječe iz tla, a dijelom
izravno iz oborina. On znatno pospješuje otapanje vapnenaca i dolomita koje
nazivamo okršavanjem. Okršavanjem nastaju kako mali oblici kao što su kamenice i
škrape, tako i veći oblici kao ponikve, krška polja, ponori i špilje. Sve su to
tipični oblici krša koji se u drugim predjelima nalaze izuzetno rijetko. Važnu
ulogu u razvitku krša ima geološka struktura predjela. To je zato jer stijenske
mase, i onda kada se isključivo sastoje od vapnenačkih stijena, nikada nisu
jednolične građe. Za to su zaslužne slojne plohe, pukotine i smične plohe koje
geolozi zovu rasjedima. Upravo ta mjesta koristi voda na svojem putu, pa ih
otapanjem proširuje. U podzemlju tako nastaju šupljine raznih
veličina, od sitnih do golemih, te neobično raznolikih oblika, a u šupljinama
osebujni nakit podzemlja-sige.
Osim u vapnencima i dolomitima, u drugim zemljama svijeta, krški reljef oblikuje
se, mnogo rjeđe, i na evaporitnim stijenama kao što su gips i kamena sol, te na
metamorfnim mramorima.
 |
a) Površinski vodotoci na netopivim stijenama (zeleno), nadolaženjem u područje
krša poniru uz rasjede, pukotine i slojne plohe otapajući stijenu prema dolje i
bočno.
b) Poniranje vode zaustavlja nepropusna podloga (smeđe). Okršavanje se
nastavlja, a u šupljinama bez vode talože se sige. Duž pukotina postupno se
otvaraju i drugi ulazi na površini.
c) Nastavak procesa opisanih pod crtežom b.
d) Naposljetku, strop špilje biva skinut korozijom i erozijom, te se špilja
pojavljuje na površini u obliku kanjona. Dokaze da je kanjon nekad bio špilja
nalazimo samo ponekad u rijetkim ostacima siga i drugih špiljskih sedimenata.
|
Tipičan krški reljef s brojnim ponikvama, nastalim otapanjem vapnenca te
urušavanjem stropova nekadašnjih
podzemnih šupljina. Biokovo. Snimio: D.
Lacković, 2000.
Sige na površini. Čiritež, Istra. Snimio: D.Bakšić
Sige - procesi taloženja
Iako je glavni proces oblikovanja krša, kako na površini tako i u podzemlju,
otapanje, sige nastaju upravo suprotnim procesom-taloženjem. Proces teče točno
obrnuto od procesa otapanja vapnenca navedenog u prethodnom poglavlju i može se
opisati ovako:
odlazi u zrak
Ca2+ + 2HCO3-
CO2
+ CaCO3 + H2O
ionska otopina kristalizira kalcit
Kada voda koja sadrži ione Ca2+ i HCO3- dođe do špilje ispunjene zrakom ulazi u
okoliš drugačije temperature, tlaka i vlage, što uzrokuje izmjenu ugljikovog
dioksida ili isparavanje, te kristalizaciju kalcita.
Izmjena CO2 je najčešći mehanizam taloženja siga u većini špilja.
Sadržaj CO2 u
zraku dobro zračenih špilja je čak oko 10 puta viši nego u atmosferi. Međutim,
pukotinske podzemne vode, koje s površine prodiru kroz stjenski nadsloj i
dospijevaju do špiljskog prostora, imaju čak 25 do 250 puta višu koncentraciju
CO2 nego što je ima zrak u špilji. Zbog toga, kada voda dospije u špilju,
CO2
izlazi iz nje sve dok se ne uravnoteži s koncentracijom CO2 u zraku špilje. Pri
tome dolazi do kristalizacije kalcita, odnosno stvaranja siga. Isparavanjem
podzemne vode pri ulasku u špilje, otopina postaje prezasićena te kristalizira
kalcit. Kako u većini špilja, zbog potpunog zasićenja zraka vlagom, nema
isparavanja, taj se proces najčešće odvija u pustinjskim područjima, kao npr. u
Meksiku, ili pak u područjima hladne klime, gdje se hladni zrak ulaskom u špilju
postupno zagrijava na stijenama, pa zbog toga može primiti veću količinu vlage.
Zbog isparavanja voda postaje prezasićena i taloži se kalcit.
Mračno podzemlje krša-okoliši u kojima nastaju sige
Podzemne šupljine u kojima prije svega rastu sige obično nazivamo špiljama. No
točniji opis toga pojma uključuje upravo one šupljine, koje su svojim
dimenzijama dostupne čovjeku, odnosno one u koje može ući. Nazivom jama
označavauju se kanali strmiji od 45 stupnjeva, često vertikalni, nastali
proširivanjem strmih pukotina, rasjeda ili međuslojnih ploha. Kaverne su pak
šupljine kojima nije poznata prirodna veza s površinom. Na njih se često nailazi
pri bušenju tunela, kao što se to dogodilo npr. pri bušenju tunela kroz Učku ili
kroz Velebit, te pri napredovanju brojnih kamenoloma.
Ulaz u Špilju u kamenolomu Tounj. Snimio: D.Lacković, 2007.
Poznat je primjer špilje u
kamenolomu Tounj kod Ogulina, dužine 8487m, jedne od najdužih i najljepših
hrvatskih špilja, koja je pronađena i istražena zahvaljujući napredovanju
kamenoloma kojim je “pojeden” strop jedne od dvorana ogromne kaverne. Budući je
nađena prirodna veza između te dvorane i špiljskoga izvora rijeke Tounjčice, ova
je kaverna preimenovana u špilju.
Špilja Debeljača, Lovinac. Snimio: D.Bakšić
Napredovanjem procesa okršavanja, podzemne šupljine se povezuju u velike,
katkada kilometarske, labirinte, te goleme dvorane.
Tako Mammoth Cave u Sjevernoj Americi, najduža špilja na svijetu, ima ukupnu
dužinu kanala oko 570 km, a dosad najdublja poznata jama svijeta, Goufre
Mirolda-Lucien Bouclier u Francuskoj duboka je 1733 m.
Špiljski sustav – Đula Medvedica, s ukupnom dužinom kanala od preko 16 km,
najduža je špilja u Hrvatskoj. Ulazi u nju nalaze se u samome gradu Ogulinu.
špilja je nastala dugotrajnim korozijskim i erozijskim djelovanjem rijeke Dobre,
koja ponire u Ogulinu i teče dalje podzemnim kanalima te ponovo izvire kao
Gojačka Dobra. Najdublja hrvatska jama - Jamski sustav Lukina jama - Trojama s
dubinom od 1392 metra nalazi se u Hajdučkim kukovima na sjevernom Velebitu.
Zauzima 13. mjesto među najdubljim jamama svijeta.
Postupnim proširivanjem šupljina omogućuje se sve jači protok i brzina otapanja
stijene, pa se otapanju pridružuje i mehaničko razaranje stijene. Voda
mehaničkim radom odlama i odnosi čestice stijene, čime nastaju i specifične
teksture na stijenama (slika desno). U potpuno potopljenim kanalima voda
manje-više podjednako otapa i erodira sve dijelove kanala te stvara eliptični
ili kružni presjek. Takvi oblici tipični su za početno razdoblje u potpuno
potopljenom (freatičkom) okolišu. U špiljama gdje se razina vode spustila
relativno naglo, ili je tok promijenio put skrenuvši kroz drugu pukotinu, ostaju
sačuvani takvi eliptični presjeci kanala. Kada se razina podzemne vode postupno
spušta, a gornji dijelovi kanala ostaju suhi ili za velikih kiša samo povremeno
poplavljuju, otapanje i erozija ostaje nadalje aktivna još samo u nižim
dijelovima kanala, što dovodi do usijecanja na njegovome dnu. Nastaju kanali
čiji su presjeci u obliku slova V, po čemu prepoznajemo tzv. vadozno razdoblje
postanka, kada kanali nisu potpuno potopljeni. Opadanjem snage vodenoga toka u
kanalima zaostaju nanosi šljunka, pijeska i mulja. Iz procjednih voda, koje još
kaplju sa stropova ili se u tankom filmu slijevaju niz bokove kanala,
kristalizacijom nastaju sige. Pojava siga označava kasniji stadij oblikovanja
jedne špilje u kojem započinje smanjenje njenoga volumena. špilje u tom stadiju
obično su najpristupačnije - nema puno vode, kanali su dovoljno veliki za
komotan prolaz, i najljepše. Obilan rast siga može dovesti i do potpunoga
ispunjavanja šupljina, odnosno špilja, koje i same mogu biti erodirane ako se iz
bilo kog razloga vodeni tok ponovo aktivira. Osim tokovima slatke vode, šupljine
mogu biti preplavljene i morem, kao što se to dogodilo nakon pleistocenskih
ledenih doba i početkom toplijega razdoblja holocena, prije otprilike 10 000
godina. Zbog topljenja velikih količina leda na Zemlji, nivo mora podigao se za
oko 120 metara i potopio brojne špilje i jame.
Erozijom i snižavanjem površinskoga reljefa, krške šupljine mogu postupno ostati
bez stropa i tako se pojaviti na površini gdje se preoblikuju u ponikve, kanjone
i druge oblike krškoga reljefa. Među poznatije i impresivne primjere
pojavljivanja velikih, nekada podzemnih šupljina, na površini, spada Crveno i
Modro jezero kod Imotskog.
Od oko 7000 poznatih jama i špilja u Hrvatskoj, za turistički posjet uređeno je
svega njih 14. Posjećivanje turistički neuređenih špilja i jama, za nestručne
posjetitelje može biti po život opasno. Edukaciju o sigurnom kretanju i
istraživanju krškog podzemlja provode speleološki odsjeci planinarskih društava
te različiti speleološki klubovi i društva diljem Hrvatske. |
