karsthule

Dannelsesforløpet til en hule, og de prosessene som virker inn på dannelsen, kalles speleogenese. Målet med de fleste morfologiske studier av huler er å forstå deres speleogenese og hvordan denne reflekterer endringer i de ytre geomorfologiske forholdene. Da det er en nær sammenheng mellom landskapsutviklingen på overflaten og speleogenesen, er grotter meget viktige redskaper til å utlede landskapsutviklingen i et område.

Karsthuler dannes lettest i kompakte, rene kalksteiner som har god oppsprekning. Dette er fordi vannbevegelse og dermed korrosjon konsentreres langs noen få kanaler. I porøse kalksteiner derimot, som for eksempel kritt og eolianitt (fossile sanddyner), dannes grotter vanskeligere, nettopp fordi vannstrømmen er mer diffus og korrosjonen ikke så lett kan danne passasjer. Videre er det en forutsetning at sprekkesystemet danner en kontinuerlig kjede av vannledere igjennom hele bergmassen, slik at aggressivt vann kan strømme igjennom. En isolert sprekk vil ikke kunne utvikle seg til noen grotte.

Når en mikroskopisk tynn vannfilm flyter på et sprekkeplan, vil korrosjonen, på grunn av tilfeldige ujevnheter, danne tynne, dendrittiske (forgrenede) kanaler, såkalte protoledere. Strømningsmotstanden i en slik protoleder er mye mindre enn i sprekken rundt, og denne forskjellen driver prosessen videre i akselererende tempo. Dannelsen av protoledere er en forholdsvis langsom prosess, men så snart protolederne er lenket sammen fra innløp til utløp og har fått en diameter på cirka 1 cm, vil aggressivt vann kunne strømme igjennom kanalsystemet i hele dets lengde, og den videre utvikling til store grottepassasjer går svært raskt.

Grottepassasjene deles inn i to grunnleggende morfologiske typer: de som er dannet i den umettede sonen over grunnvannsspeilet (vadose passasjer) og de som er dannet i den mettede sonen under grunnvannsspeilet (freatiske passasjer). I den vadose sonen, som er delvis luftfylt, drives vannet nedover av tyngdekraften, og korrosjonen kan da i prinsippet bare virke nedover, slik at man får dannet canyoner og sjakter.

I den freatiske sonen drives vannet av trykkforskjeller i helt vannfylte kanaler. Her vil både tak, vegger og gulv kunne utvides like mye, slik at det (dersom bergarten er homogen) dannes sirkulære eller elliptiske trykkledninger eller freatiske rør. For det andre vil trykkforskjellene kunne drive vannet oppoverbakke, slik at trykkledningene snart kan gå oppover, snart nedover bakke.

I tilfeller hvor termalt (varmt) vann med høyt CO₂-innhold presses opp igjennom kalksteiner, vil en få dannet hydrotermale grotter. Disse grottene danner gjerne uregelmessige rom som er forbundet med trangere partier; i sjeldnere tilfeller dannes en serie kuppelformede rom som representerer konveksjonsceller. Disse rommene er igjen knyttet sammen med trangere passasjer i et arrangement som minner om en drueklase holdt opp ned.

Hydrotermale grotter er ofte rikt dekorert med ulike mineraler, som for eksempel barytt (BaSO₄), kalsitt (CaCO₃), gips (CaSO₄) og pyrolusitt (MnO₂).

Hydrotermale karsthuler finnes blant annet i Ungarn. For eksempel er hotellene og kurbadene på Buda-siden i Budapest bygd over varme kilder som er knyttet til slike grotter.

Fra oljeførende formasjoner vil det i mange tilfeller unnvike H₂S (hydrogensulfid). Dersom denne gassen trenger inn i karbonatbergarter, vil den kunne oksideres til svovelsyre (H₂SO₄) der hvor gassen møter oksygenholdig vann fra overflaten. Svovelsyren, som er en meget sterk syre, vil tære på kalksteinen, og meget store hulrom kan dannes på denne måten. Grottene som dannes, er ofte rikt dekorert med gips og elementært svovel, som er dannet ved bakterielle prosesser.

Carlsbad Caverns og Lechuguilla-hulen i New Mexico, USA, er eksempler på slike karsthuler.

• karst
• geologi
• grotter