Jak powstają jaskinie ?

Tekst i rysunek opracowany na podstawie książki Mariusza Szelerewicza i Andrzeja Górnego: "Jaskinie Wyżyny Krakowsko - Wieluńskiej", Wydawnictwo PTTK "Kraj", Warszawa-Kraków, 1986. (rys M. Szelerewicz), a także książki Christiana Parmy i Apoloniusza Rajwy: "Turystyczne Jaskinie Tatr - Przewodnik", Wydawnictwo Sport i Turystyka, Warszawa 1989.

Według definicji jaskinia to: powstała w sposób naturalny próżnia w skale dostępna dla człowieka. Definicja ta wyklucza wszystkie obiekty powstałe w wyniku działalności ludzkiej. Jaskiniami więc Jaskinia Frasassi we Wloszech nie są: sztolnie, studnie gospodarskie, podziemne lochy i kute piwnice, gdyż nie zostały one stworzone przez przyrodę.
Najogólniejszy podział jaskiń rozróżnia jaskinie pierwotne i wtórne. Jaskinie pierwotne, to te które powstały w jednym procesie razem ze skałą, w której występują. Typowym przykładem takich jaskiń są jaskinie lawowe powstałe podczas krzepnięcia spływających jęzorów lawy.
Jaskinie wtórne powstały już po uformowaniu się skały. Zaliczymy tutaj jaskinie np. tektoniczne, powstałe na skutek uderzeń fal morskich i jaskinie krasowe. Jaskinie krasowe są najczęściej występującym typem i mają największe rozmiary, dlatego są głównym obiektem zainteresowań grotołazów i speleologów.
Słowo "kras" pochodzi z języka chorwackiego (kr) i oznacza skałę lub kamień. Tak nazywano wyżynne obszary półwyspu Istria. Z czasem słowo to przyjęło się jako określenie typowego zespołu występujących tam zjawisk.
Jaskinie krasowe to jaskinie powstałe na skutek rozpuszczania skal krasowiejących przez wodę. Do takich skał zaliczamy sól kamienną, gips, wapień i dolomit. Jaskinie w soli kamiennej i w dolomicie występują sporadycznie. Sól rozpuszcza się zbyt łatwo i powstałe jaskinie są bardzo nietrwałe. Dolomit z kolei rozpuszcza się trudno, Jaskinia Frasassi we Wloszech a jego spękana budowa nie sprzyja powstawaniu jaskiń.
Wapień zbudowany jest z węglanu wapnia - kalcytu (CaCO₃). Węglan wapnia rozpuszczany jest przez przez wodę tylko w niewielkim stopniu, ale woda nasycona dwutlenkiem węgla w powietrzu i glebie rozpuszcza go już 300 razy silniej. Dzieje się tak dlatego, że po połączeniu wody z dwutlenkiem węgla powstaje kwas węglowy (H₂CO₃), który reaguje z węglanem wapnia tworząc kwaśny węglan wapnia (Ca(HCO₃)₂) łatwo rozpuszczalny w wodzie. Intensywność tego procesu zależy od temperatury, dlatego w zimniejszym klimacie jaskinie są mniejsze i posiadają uboższe nacieki.
Proces chemicznego osłabiania i rozpuszczania skały nazywany jest korozją. Oprócz niego pewien wpływ na tworzenie jaskiń ma erozja, czyli mechaniczne wymywanie odłamków skalnych, np. przez silny wodny strumień. Woda wnika w skałę przez powstałe wcześniej niewielkie szczeliny (tzw. szczeliny inicjalne), poszerza je i tworzy skomplikowany system podziemnych kanałów. Wody wnikające w skałę zbierają się w coraz większe kanały i wypływają na powierzchnię w dużych źródłach zwanych wywierzyskami znajdujących się w dnach dolin, u podnóża masywu lub na granicy ze skałami nieprzepuszczalnymi. Takie wywierzyska "wypluwają" nieraz ogromne ilości wody. Z największego wywierzyska Polski, Lodowego Źródła w Dolinie Kościeliskiej w Tatrach, podczas silnych ulew wylewa się do 10 000 litrów wody na sekundę, a na świecie występują wywierzyska wielokrotnie większe (np. na Kaukazie maksymalne wypływy wywierzyska odprowadzającego wody z masywu Bzybzkiego sięgają 197 000 litrów na sekundę). Czasami na terenach krasowych spotyka się sytuację odwrotną, gdy rzeka ginie nagle wpadając do otworu w ziemi i kontynuuje swoją drogę pod ziemią. Miejsce takie nazywamy ponorem.

Formy krasu podziemnego i powierzchniowego

Formy krasu powierzchniowego i podziemnego: 1 - dolina, 2 - otwór jaskini (czarno zaznaczone są korytarze, poziomym szrafem korytarze wypełnione wodą, pionowym - wypełnione osadami), 3 - lejki krasowe, 4 - otwarty lejek krasowy, 5 - studnia krasowa, 6 - ślepa dolina z ponorem, 7 - wywierzysko.

Można wyróżnić trzy etapy tworzenia się korytarzy. W pierwszym wody wypełniają całkowicie przekrój korytarzy i płyną często pod znacznym ciśnieniem. Strefę tę nazywamy strefą saturacji. Później wody płyną tylko dnem korytarzy. Jest to strefa wadyczna, w której całkowicie zalane mogą pozostawać tylko pewne odcinki korytarzy zwane syfonami. Na końcu, w strefie aeracji woda opuszcza całkowicie korytarze i występuje tylko w postaci deszczu podziemnego i niewielkich jeziorek. Suche już korytarze jaskini mogą z upływem czasu wypełnić się znowu wodą. W każdej z wymienionych stref powstają inne typowe formy krasu podziemnego. W warunkach całkowitego wypełnienia wodą tworzą się kotły wirowe (eworsyjne), korytarze o kształcie okrągłych rur (pod ciśnieniem) i korytarze o charakterze gąbczastym (przy wolnym przepływie wody). W korytarzach częściowo wypełnionych wodą tworzą się rynny denne, kręte meandry (patrz np. na plan jaskini Cabanowej) i jamki wirowe pozwalające odczytać prędkość i kierunek przepływu wody. W strefie aeracji tworzy się szata naciekowa. Wszystkie te elementy, a często ich złożone połączenia dla doświadczonego grotołaza są swoistą encyklopedią historii jaskini i przewodnikiem pozwalającym przewidywać budowę nieznanych jeszcze partii.

Woda tworząca jaskinie spływa najpierw pionowymi studniami w dół, aby po osiągnięciu poziomu wywierzyska płynąć poziomo w jego kierunku. Z czasem, kiedy na skutek erozji powstaje nowe, niżej położone wywierzysko, wody opuszczają korytarze wypełnione dotychczas wodą i tworzą nowe niżej. Położone wyżej poziome części jaskini stają się suche i z czasem częściowo zamulają się lub ulegają zawaleniu. W ten sposób w jednej jaskini można odnaleźć wiele "pięter" połączonych pionowymi studniami i kominami, którymi to piętrami kiedyś woda odpływała poziomo do wywierzysk. Im piętra położone wyżej, tym starsze. Na terenach wyżynnych korytarzy poziomych jest więcej niż pionowych. W górach większą rolę odgrywają formy pionowe. Przykładem jaskini, w której łatwo wyodrębnić takie piętra i pionowe części jest Śnieżna Studnia w Tatrach (druga co do głębokości jaskinia Polski).
Z układem korytarzy jaskiń związany jest ich sposób podziału na poszczególne typy genetyczne. (nazwy typów pochodzą z języka francuskiego) Do typu aven zaliczmy jaskinie składające się z pionowych studni (np. do jaskiń tego typu zaliczana była jaskinia Śnieżna Studnia, zanim osiągnięto w niej dolne poziome części). Typ gouffre oprócz pionowych studni posiada poziome piętra odprowadzające wody do wywierzyska, a jaskinie typu reseau są złożonym labiryntem krzyżujących się ze sobą studni, kominów i poziomych korytarzy. Do tego ostatniego typu można w Polsce zaliczyć np. jaskinię Bandzioch Kominiarski.

Słowniczek trudniejszych terminów

Jaskinie pierwotne - jaskinie powstałe równocześnie ze skałą w której występują. Przykładami są jaskinie lawowe lub jaskinie w koralowcach.
Jaskinie wtórne - jaskinie powstałe w skalę już po jej ostatecznym uformowaniu. Są to najliczniej występujące obiekty. Zaliczamy do nich np. jaskinie krasowe i tektoniczne.
Meander - niezwykle kręty pionowy korytarz powstały na skutek wcinania się coraz głębiej płynącego dnem potoku. Meandry są poskręcane nie tylko w poziomie, ale też i w pionie. Często są ciasne i trudne do pokonania.
Ponor - (ludowa nazwa: łykawiec) miejsce gdzie płynąca na powierzchni rzeka lub strumień wpada pod ziemię, by dalej płynąć jaskinią.
Syfon - odcinek korytarza wypełniony po strop wodą, łączący korytarze częściowo suche. Aby go pokonać konieczne jest nurkowanie. Najdłuższy pokonany syfon w Polsce znajduje się w jaskini Kasprowej Niżniej i ma 333 m długości.
Szczeliny inicjalne - powstałe w sposób naturalny spękania skały krasowiejącej, które wykorzystuje przepływająca woda. Po ich poszerzeniu stają się zaczątkami korytarzy.
Wywierzysko - źródło krasowe. Wody opadowe w rejonie krasowym wnikają pod ziemię, gdzie się łączą i na powierzchnię wydostają się już jako obfita rzeka.

POWRÓT WYŻEJ: tutaj możesz wrócić na poprzednią stronę.

POWRÓT NA STRONĘ GŁÓWNĄ: tutaj możesz wrócić na stronę tytułową.

Ostatnia zmiana 2000.05.04