Wlew - Sinkhole

Red Lake sinkhole w Chorwacji

Sinkhole , znany również jako cenote , zlewozmywaka , dziury , swallet , otwór do połykania lub Dolině (różne handlowe zapadlisk są często używane zamiennie) jest wgłębienie lub otwór w ziemi spowodowane przez jakąś formę zawalenia warstwa powierzchniowa. Większość jest spowodowana procesami krasowymi – chemicznym rozpuszczaniem skał węglanowych lub procesami sufozji . Wgłębienia różnią się wielkością od 1 do 600 m (3,3 do 2000 stóp), zarówno pod względem średnicy, jak i głębokości, i różnią się formą, od mis wyłożonych glebą do przepaści o krawędziach skalnych. Zagłębienia mogą powstawać stopniowo lub nagle i można je znaleźć na całym świecie.

Tworzenie

Zagłębienia w pobliżu Morza Martwego powstają, gdy sól pod ziemią rozpuszcza się w wyniku wtargnięcia wody słodkiej w wyniku ciągłego obniżania się poziomu morza.
Zawalenie się zapadliska w Chinchón , Hiszpania .

Naturalne procesy

Wgłębienia mogą przechwytywać drenaż powierzchniowy z bieżącej lub stojącej wody, ale mogą również tworzyć się w wysokich i suchych miejscach w określonych lokalizacjach. Wgłębienia, które przechwytują drenaż, mogą pomieścić go w dużych jaskiniach wapiennych. Jaskinie te mogą spływać do dopływów większych rzek.

Powstawanie zapadlisk wiąże się z naturalnymi procesami erozji lub stopniowego usuwania słabo rozpuszczalnego podłoża skalnego (takiego jak wapień ) poprzez przesączanie się wody, zawalenie się stropu jaskini lub obniżenie zwierciadła wody . Wpadki często powstają w wyniku procesu sufozji . Na przykład woda gruntowa może rozpuszczać cement węglanowy, który utrzymuje razem cząstki piaskowca, a następnie odprowadzać luźne cząstki, stopniowo tworząc pustkę.

Od czasu do czasu w zapadlisku może pojawić się widoczny otwór do jaskini poniżej. W przypadku wyjątkowo dużych zapadlisk, takich jak zapadlisko Minyé w Papui Nowej Gwinei lub zlew Cedar w Parku Narodowym Mammoth Cave w Kentucky , na dnie może być widoczny podziemny strumień lub rzeka płynąca z jednej strony na drugą.

Zapadliska są powszechne tam, gdzie skała pod powierzchnią lądu jest wapieniem lub inną skałą węglanową , pokładami soli lub w innych rozpuszczalnych skałach, takich jak gips , które mogą być rozpuszczane naturalnie przez krążącą wodę gruntową . Zagłębienia lejowe występują również na terenach piaskowcowych i kwarcytowych .

Gdy skała się rozpuszcza, pod ziemią rozwijają się przestrzenie i jaskinie . Te zapadliska mogą być dramatyczne, ponieważ powierzchnia ziemi zwykle pozostaje nienaruszona, dopóki nie będzie wystarczającego wsparcia. Wtedy może nastąpić nagłe zawalenie się powierzchni terenu.

W dniu 2 lipca 2015 roku, naukowcy poinformował, że aktywne doły, związanych sinkhole wali i ewentualnie związane z wybuchami, znaleziono na komecie 67P / Czuriumow-Gerasimenko przez Rosetta sondy kosmicznej .

Sztuczne procesy

Zawalenie powstałe w wyniku przeciekania wody deszczowej przez chodnik i przenoszenia gruntu do pękniętej rury kanalizacyjnej.

Zawalenia, powszechnie błędnie określane jako zapadliska, zdarzają się również z powodu działalności człowieka, takiej jak zawalenie się opuszczonych kopalń i składowanie jaskiń solnych w kopułach solnych w miejscach takich jak Luizjana , Mississippi i Teksas . Częściej zawalenia występują na obszarach miejskich z powodu przerw wodociągowych lub zawalenia się kanalizacji, gdy stare rury się uginają. Mogą również wystąpić w wyniku przepompowywania i wydobywania wód gruntowych i płynów podpowierzchniowych.

Wgłębienia mogą również powstawać, gdy zmieniają się naturalne wzorce odprowadzania wody i opracowywane są nowe systemy odprowadzania wody. Niektóre zapadliska tworzą się, gdy zmienia się powierzchnia ziemi, na przykład gdy tworzone są stawy przemysłowe i ściekowe; znaczna waga nowego materiału może spowodować zawalenie się stropu istniejącej pustej przestrzeni lub wgłębienia podpowierzchniowego, powodując powstanie zapadliska.

Klasyfikacja

Rozwiązanie zapadliska

Zapadliska roztworu lub rozpuszczania tworzą się, gdy woda rozpuszcza wapień pod przykryciem gleby. Rozpuszczanie powiększa naturalne otwory w skale, takie jak spoiny, pęknięcia i płaszczyzny podłoża. Gleba osadza się w powiększonych otworach tworząc niewielkie zagłębienie na powierzchni gruntu.

Zapadlina rozpuszczania USGS.

Zagłębienia przykrywkowo-osiadające

Zapadliska osiadania pokrywy tworzą się tam, gdzie puste przestrzenie w leżącym poniżej wapieniu pozwalają na większe osiadanie gleby, aby utworzyć większe zagłębienia powierzchniowe.

USGS pokrywa zapadliska.

Zapadki przykrywkowe

Zapadliska zapadliska lub „wypadki” tworzą się, gdy tak dużo gleby osadza się w pustkach w wapieniu, że powierzchnia gruntu zapada się. Zawalenia powierzchni mogą nastąpić nagle i spowodować katastrofalne uszkodzenia. Nowe zapadliska mogą również powstawać, gdy działalność człowieka zmienia naturalne wzorce drenażu wody na obszarach krasowych.

USGS pokrywa zapadliska.

Pseudokrasowe zapadliska

Pseudokrasowe zapadliska przypominają krasowe zapadliska, ale powstają w wyniku procesów innych niż naturalne rozpuszczanie skał.

Ludzkie przyspieszone zapadliska

Cztery panele ilustrują wzrost jam gleby nad jamą skalną.  Podnosząca się woda zmiękcza glebę.  Woda poruszająca się w dół przenosi zmiękczoną glebę do zagłębienia skalnego.
Działania człowieka i zmiany terenu, które powodują wahania poziomu wody, przyspieszają zapadanie się zapadliska

US Geological Survey zauważa, że „Jest to przerażająca myśl wyobrazić sobie grunt pod twoimi stopami lub dom nagle rozpada się i tworzy wielką dziurę w ziemi.” Działalność człowieka może przyspieszyć zapadanie się krasowych zapadlisk, powodując zapadanie się w ciągu kilku lat, które normalnie ewoluowałyby przez tysiące lat w naturalnych warunkach. Zapadliska zapadliska, które charakteryzują się zapadaniem się wgłębień w glebie, które powstały tam, gdzie gleba opada do leżących poniżej zagłębień skalnych, stanowią najpoważniejsze zagrożenie dla życia i mienia. Wahania poziomu wody przyspieszają ten proces zapadania się. Kiedy woda unosi się przez szczeliny w skale, zmniejsza spójność gleby . Później, gdy poziom wody opada, zmiękczona gleba spływa w dół do zagłębień skalnych. Woda płynąca w przewodach krasowych unosi glebę, zapobiegając gromadzeniu się gleby w zagłębieniach skalnych i umożliwiając kontynuowanie procesu zawalenia.

Indukowane zapadliska występują tam, gdzie działalność człowieka zmienia sposób, w jaki wody powierzchniowe zasilają wody gruntowe . Wiele zapadlisk spowodowanych przez człowieka występuje tam, gdzie naturalne rozproszone ładowanie jest zakłócone, a woda powierzchniowa ulega koncentracji. Działania, które mogą przyspieszyć zawalanie się lejów krasowych, obejmują usuwanie drewna, wodowanie, układanie rurociągów, kanałów ściekowych, wodociągów, kanalizacji burzowych i wiercenia. Działania te mogą zwiększyć ruch wody w dół poza naturalną szybkość uzupełniania wód gruntowych . Zwiększony spływ z nieprzepuszczalnych powierzchni dróg, dachów i parkingów przyspiesza również zawalanie się lejów krasowych wywołanych przez człowieka.

Niektóre indukowane zapadliska są poprzedzone znakami ostrzegawczymi, takimi jak pęknięcia, obwisanie, zakleszczone drzwi lub odgłosy pękania, ale inne rozwijają się z niewielkim lub żadnym ostrzeżeniem. Jednak rozwój krasu jest dobrze rozumiany, a właściwa charakterystyka miejsca może zapobiec katastrofom krasowym. Tak więc większość katastrof w zapadlisku jest przewidywalnych i możliwych do uniknięcia, a nie „ działań Bożych ”. American Society of Civil Engineers ogłosił, że potencjał sinkhole upadku musi być częścią planowania przestrzennego na obszarach krasowych. Tam, gdzie zawalenie się konstrukcji w zapadlisku może spowodować utratę życia, społeczeństwo powinno być świadome zagrożeń.

Najbardziej prawdopodobnymi miejscami zapadnięcia się zapadliska są obszary, w których już istnieje duże zagęszczenie istniejących zapadlisk. Ich obecność pokazuje, że podpowierzchnia zawiera system jaskiń lub inne niestabilne puste przestrzenie. Tam, gdzie w wapieniu występują duże wnęki, mogą wystąpić duże zapadnięcia powierzchniowe, takie jak zapadnięcie się zapadliska w Winter Park na Florydzie . Zalecenia dotyczące użytkowania gruntów na obszarach krasowych powinny unikać lub minimalizować zmiany powierzchni ziemi i naturalnego odwodnienia.

Ponieważ zmiany poziomu wody przyspieszają zapadanie się zapadliska, należy podjąć środki w celu zminimalizowania zmian poziomu wody. Obszary najbardziej podatne na zapadnięcie się zapadliska można zidentyfikować i uniknąć. Na obszarach krasowych tradycyjne oceny fundamentów ( nośność i osiadanie ) zdolności gruntu do podtrzymywania konstrukcji muszą być uzupełnione geotechnicznymi badaniami terenowymi pod kątem ubytków i defektów w podłożu skalnym. Ponieważ powierzchnia gleby/skały na obszarach krasowych jest bardzo nieregularna, liczba próbek podpowierzchniowych ( wierceń i próbek rdzeniowych ) wymagana na jednostkę powierzchni jest zwykle znacznie większa niż na obszarach niekrasowych.

W lesie brakuje ponad trzech akrów drzew po tym, jak zapadły się w dół w kształcie lejka z wodą na dnie.
Ponad trzy akry lasu nagle zniknęły w zapadlisku „grudniowy gigant” w Montevallo w stanie Alabama w USA.

W 2015 r. US Geological Survey oszacował koszt napraw uszkodzeń powstałych w wyniku procesów związanych z krasem na co najmniej 300 milionów dolarów rocznie w ciągu ostatnich 15 lat, ale zauważył, że może to być rażące zaniżenie na podstawie nieodpowiednich danych. Największa ilość uszkodzeń krasowych krasowych lejów krasowych w Stanach Zjednoczonych występuje na Florydzie, w Teksasie, Alabamie, Missouri, Kentucky, Tennessee i Pensylwanii. Największą niedawną dziurą w USA jest prawdopodobnie ta, która powstała w 1972 roku w Montevallo w Alabamie w wyniku sztucznego obniżenia poziomu wody w pobliskim kamieniołomie. Ten „grudniowy gigant” lub „Golly Hole” ma 425 stóp długości, 350 stóp szerokości i 150 stóp głębokości.

Inne obszary o znaczącym zagrożeniu krasowym obejmują basen Ebro w północnej Hiszpanii; wyspa Sardynii ; półwysep włoski; obszary kredowe w południowej Anglii; Syczuan , Chiny; Jamajka; Francja; Chorwacja; oraz Rosja, gdzie jedna trzecia całkowitej powierzchni lądowej jest pokryta krasem.

Występowanie

Cała woda powierzchniowa przepływ rzeki Alapaha najbliższej Jennings, Floryda przechodzi w sinkhole prowadzących do Floridan wodonośnej wód gruntowych
Gouffre de Padirac we Francji znany od III wieku. i zbadany w 1889 r.
Zapadlisko na Florydzie w 2015 roku

W krasowych krajobrazach pojawiają się zwykle wgłębienia. Krajobrazy krasowe mogą mieć nawet tysiące zapadlisk na małym obszarze, nadając krajobrazowi wygląd podziurawiony. Te zapadliska odprowadzają całą wodę, więc na tych obszarach występują tylko podziemne rzeki . Przykładami krasowych krajobrazów z licznymi masywnymi zapadliskami są Góry Khammouan ( Laos ) i Płaskowyż Mamo (Papua Nowa Gwinea). Największe znane zapadliska uformowane w piaskowcu to Sima Humboldt i Sima Martel w Wenezueli .

Niektóre zapadliska tworzą grube warstwy jednorodnego wapienia. Ich formowaniu sprzyja duży przepływ wód gruntowych, często powodowany dużymi opadami; takie opady powodują powstawanie gigantycznych zapadlisk w górach Nakanaï na wyspie New Britain w Papui Nowej Gwinei. Potężne podziemne rzeki mogą tworzyć się w kontakcie między wapieniem a leżącą poniżej nierozpuszczalną skałą, tworząc duże podziemne puste przestrzenie.

W takich warunkach powstały największe znane zapadliska świata, takie jak Xiaozhai Tiankeng ( Chongqing , Chiny) o głębokości 662 metrów (2172 stóp ), gigantyczne sótanos w stanach Querétaro i San Luis Potosí w Meksyku i inne.

Niezwykłe procesy utworzyły ogromne zapadliska Sistema Zacatón w Tamaulipas (Meksyk), gdzie ponad 20 zapadlisk i innych formacji krasowych zostało ukształtowanych przez podgrzane wulkanicznie, kwaśne wody gruntowe. Doprowadziło to nie tylko do powstania najgłębszego na świecie wypełnionego wodą zapadliska – Zacatón – ale także unikalnych procesów sedymentacji trawertynu w górnych partiach zapadliska, co doprowadziło do uszczelnienia tych zapadlisk pokrywkami z trawertynu.

Stan Floryda w Ameryce Północnej znany jest z częstych zawaleń lejów krasowych, zwłaszcza w centralnej części stanu. Znajdujący się pod nim wapień ma od 15 do 25 milionów lat. Na obrzeżach stanu zapadliska są rzadkie lub nie istnieją; wapień ma tam około 120 000 lat.

Obszar Murge w południowych Włoszech ma również liczne zapadliska. W zbiornikach retencyjnych mogą powstawać wgłębienia pod wpływem dużych opadów deszczu.

Zastosowania ludzkie

Otwory wpuszczane są od wieków wykorzystywane jako składowiska różnych form odpadów . Konsekwencją tego jest zanieczyszczenie zasobów wód podziemnych , co ma poważne konsekwencje zdrowotne na takich obszarach.

Maya cywilizacja czasami używane sinkholes w Jukatan (znana jako cenotes ) jako miejsca zdeponować cenne przedmioty i ludzkich ofiar.

Kiedy zapadliska są bardzo głębokie lub połączone z jaskiniami, mogą stanowić wyzwanie dla doświadczonych grotołazów lub, gdy są wypełnione wodą, nurków . Niektóre z najbardziej spektakularnych to cenote Zacatón w Meksyku (najgłębszy na świecie zapadlisko wypełniony wodą), zapadlisko Boesmansgat w RPA, Sarisariñama tepuy w Wenezueli, Sótano del Barro w Meksyku oraz w mieście Mount Gambier w Australii Południowej. . Zapadliska, które tworzą się w rafach koralowych i wyspach, które zapadają się na ogromne głębokości, są znane jako niebieskie dziury i często stają się popularnymi miejscami do nurkowania.

Nazwy lokalne

Blue Hole w pobliżu Ambergris Caye , Belize

Duże i nietypowe wizualnie zapadliska są dobrze znane miejscowej ludności od czasów starożytnych. Obecnie zapadliska są pogrupowane i nazwane według nazw specyficznych lub ogólnych. Niektóre przykłady takich nazw wymieniono poniżej.

  • Aven - Na południu Francji nazwa ta oznacza jaskinię pit w języku oksytańskim .
  • Czarne dziury – termin ten odnosi się do grupy wyjątkowych, okrągłych, wypełnionych wodą dołów na Bahamach. Formacje te wydają się być rozpuszczone w mule węglanowym z góry, przez wodę morską. Ciemny kolor wody jest spowodowany warstwą fototropowych mikroorganizmów skoncentrowanych w gęstej, fioletowej warstwie na głębokości od 15 do 20 m (49 do 66 stóp); ta warstwa „połyka” światło. Metabolizm w warstwie mikroorganizmów powoduje podgrzanie wody. Jednym z nich jest Czarna Dziura Androsa.
  • Niebieskie dziury – początkowo nazwa ta została nadana głębokim podwodnym otworom krasowym na Bahamach, ale jest często używana w przypadku głębokich, wypełnionych wodą dołów utworzonych w skałach węglanowych. Nazwa pochodzi od ciemnoniebieskiego koloru wody w tych zapadliskach, który jest tworzony przez wysoką przejrzystość wody i dużą głębokość zapadliska; tylko ciemnoniebieski kolor widma widzialnegomoże wniknąć w taką głębię i powrócić po odbiciu.
  • Cenotes – odnosi się to do charakterystycznych, wypełnionych wodą zapadlisk na Półwyspie Jukatan , Belize i niektórych innych regionach. Wiele cenot powstało w wapieniu osadzonym w płytkich morzach powstałych w wynikuuderzenia meteorytu Chicxulub .
  • Sótanos – ta nazwa została nadana kilku gigantycznym dołom w kilku stanach Meksyku.
  • Tiankengs – są to niezwykle duże zapadliska, zazwyczaj głębsze i szersze niż 250 m (820 stóp), z przeważnie pionowymi ścianami, najczęściej tworzone przez zawalenie się jaskiń. Termin ten oznaczapo chińsku dziury w niebie ; wiele z tego największego typu zapadliska znajduje się w Chinach.
  • Tomo – termin ten jest używany w nowozelandzkim kraju krasowym na określenie dziur w doniczkach.

Rurociąg pseudokrasowy

2010 Guatemala City sinkhole utworzone nagle w maju tego roku; Za jego powstanie obwiniano ulewne deszcze z Tropical Storm Agatha i zły system odwadniający. Pochłonęła trzypiętrowy budynek i dom; mierzył około 20 m (66 stóp) szerokości i 30 m (98 stóp) głębokości. Podobna dziura powstała w pobliżu w lutym 2007 roku.

Ta duża pionowa dziura nie jest prawdziwym zapadliskiem, ponieważ nie powstała w wyniku rozpuszczania wapienia, dolomitu, marmuru ani żadnej innej rozpuszczalnej w wodzie skały. Zamiast tego są przykładami „rurociągów pseudokrasowych”, powstałych w wyniku zawalenia się dużych wnęk, które powstały w słabych, kruchych osadach wulkanicznych czwartorzędu leżących u podstaw miasta. Choć słabe i kruche, te osady wulkaniczne mają wystarczającą spójność, aby mogły stać w pionowych ścianach i rozwijać w nich duże podziemne puste przestrzenie. Proces zwany „ rurociągiem gruntowym ” najpierw stworzył duże podziemne puste przestrzenie, ponieważ woda z przeciekających wodociągów przepływała przez te osady wulkaniczne i mechanicznie wypłukiwała z nich drobne materiały wulkaniczne, a następnie stopniowo erodowała i usuwała grubsze materiały. W końcu te podziemne puste przestrzenie stały się na tyle duże, że ich dachy zawaliły się, tworząc duże dziury.

Otwór korony

Dziura w koronie to osiadanie w wyniku podziemnej działalności człowieka, takiej jak górnictwo i rowy wojskowe . Przykłady obejmowały przypadki nad okopami z I wojny światowej w Ypres , w pobliżu kopalni w Nitrze na Słowacji, kopalnia wapienia w Dudley w Anglii, nad starą kopalnią gipsu w Magherakloone w Irlandii.

Godne uwagi przykłady

Niektóre z największych zapadlisk na świecie to:

W Afryce

  • Blue Hole – Dahab, Egipt. Okrągła dziura lub niebieska dziura o głębokości 130 m (430 stóp). Obejmuje łuk prowadzący do Morza Czerwonego na 60 m (200 stóp), który był miejscem wielu prób freedivingu i nurkowania, często śmiertelnych.
  • Boesmansgat - południowoafrykański zapadlisko słodkowodne o głębokości około 290 m (950 stóp).
  • Jezioro Kashiba – Zambia. Około 3,5 ha (8,6 akrów) powierzchni i około 100 m (330 stóp) głębokości.

W Azji

Na Karaibach

W Ameryce Środkowej

W Europie

  • Przepaść Hranicka na Morawach w Republice Czeskiej jest najgłębszą znaną podwodną jaskinią na świecie. Najniższa potwierdzona głębokość (stan na 27 września 2016 r.) wynosi 473 m (404 m poniżej lustra wody).
  • Pozzo del Merro , niedaleko Rzymu, Włochy. Na dnie stożkowego wykopu o długości 80 m (260 stóp) i głębokości około 400 m (1300 stóp) jest to jeden z najgłębszych zapadlisk na świecie (patrz poniżej Sótano del Barro).
  • Jezioro CzerwoneChorwacja . Około 530 m (1740 stóp) głęboki dół z prawie pionowymi ścianami, zawiera około 280-290 m (920-950 stóp) głębokie jezioro.
  • Gouffre de PadiracFrancja . Ma głębokość 103 m (338 stóp) i średnicę 33 m (108 stóp). Zwiedzający zjeżdżają 75 m windą lub schodami do jeziora, które po wejściu do systemu jaskiń, w którym znajduje się 55-kilometrowa podziemna rzeka, umożliwia spływ łodzią.
  • Vouliagmeni – Grecja. Zapadlisko Vouliagmeni jest znane jako „Diabelska Studnia”, ponieważ jest uważane za niezwykle niebezpieczne. Zginęło w nim czterech płetwonurków. Maksymalna głębokość 35,2 m (115 stóp) i penetracja pozioma 150 m (490 stóp).
  • Poldergadery – Irlandia. Ten sinkhole znajduje się w powiatu, z Kilderry południu w pobliżu Miltown , Kerry w 52 ° 7'57.5 "N 9 ° 44'45.4" W / 52.132639°N 9.745944°W / 52.132639; -9,745944 . Zapadlisko, które znajduje się na obszarze skalnego podłoża krasowego, ma około 80 metrów średnicy i 30 metrów głębokości, a na dnie otworu rośnie wiele dojrzałych drzew. Na poziomie otaczającego gruntu zapadlisko zajmuje powierzchnię około 1,3 akrów. Jego obecność jest wskazana na mapach Ordnance Survey z 1829 roku.

W Północnej Ameryce

Meksyk

Stany Zjednoczone

W Oceanii

W Ameryce Południowej

  • Sima HumboldtBolívar , Wenezuela. Największy zapadlisko w piaskowcu o głębokości 314 m (1030 stóp), z pionowymi ścianami. Unikalny, odizolowany las na dole.
  • W zachodniej części Cerro Duida w Wenezueli znajduje się kompleks kanionów z zapadliska. Najgłębszy zapadlisko ma głębokość 450 m (1480 stóp) (od najniższej krawędzi w kanionie); całkowita głębokość 950 m (3120 stóp).

Zobacz też

Bibliografia

Domena publiczna Ten artykuł zawiera  materiały należące do domeny publicznej ze stron internetowych lub dokumentów Służby Geologicznej Stanów Zjednoczonych .

Uwagi

Bibliografia

Zewnętrzne linki