relieful-carstic

5/26/2018 relieful-carstic

1/108

INTRODUCERE

Din punct de vedere fizicogeografic, caracteristica unui peisaj este dat de relief i vegetaie,iar relieful, la rndul su, de natura rocii i de agentul modelator. Amprenta pe care o las cel din urmasupra peisajului nu este greu de descifrat i snt uor de distins formele create de vnt, de gheari, deapa curgtoare sau de mare. Mult mai greu este de identificat substratul pe care este edificat un peisaj itrebuie oarecare eperien ca s!i dai seama, dup relief, dac un munte este format din granite,conglomerate sau isturi cristaline. "ist, ns, o ecepie, o roc care, ca nici una alta, i impuneprezena n relief din prima clip, o roc creatoare de priveliti magnifice i originale, o roc cu multpersonalitate i cu nenumrate ciudenii. Aceast roc este calcarul. #i este att de aparte, nct dintretoate rocile este singura pentru a crui relief s!a creat un termen special i creia i s!a dedicat o ntreagdisciplin tiinific, ba chiar dou, carstologia ispeologia. $or le este consacrat cartea de fa.

%alcarul este scos att de pregnant din rndul celorlalte roci n ce privete modelarea reliefuluidin cauza unei proprieti & destul de rar ntlnit la rocile naturale & solubilitatea. %apacitatea unuisolid de a trece ntr!o soluie se ntlnete, de fapt, la aproape toate substanele minerale, ntr!o msurmai mic sau mai mare. 'nele minerale, de pild silicaii, snt ns att de greu solubile, nct procesulrmne nesemnificativ, chiar la scara timpului geologic. (n schimb alte minerale snt att de solubile,

nct dizolvarea lor poate fi perceput aproape cu ochii. "ste cazul srii. "i bine, ntre cele douetreme, calcarul ocup un loc intermediar, plasndu!se ca solubilitate mai aproape de sare) fr a puteafi urmrit cu ochii i nici mcar cu efecte notabile la scara vieii unui om, dizolvarea calcarului esteatt de accentuat la scara timpului geologic, nct are o influen covritoare asupra reliefului.

Dar, n definitiv, de ce dizolvarea unei roci joac un rol att de important n modelareareliefului* +entru a rspunde la aceast ntrebare amintim faptul c, dintre toi agenii modelatori aiscoarei terestre cel mai important este apa. Apa, cu firioarele ei mrunte, ce iroiesc pe pante, dislocsolul i roade rocile, iar cu fora nvalnic a torenilor, praielor i rurilor, adncete i lrgete vile.ezultatul final al aciunii ei este o aplatizare a reliefului, o diminuare a nlimilor. Motorul acestorprocese este gravitaia, care atrage in mod ineorabil apa spre cote mai sczute, sau, altfel spus,determin curgerea apei de la nlime spre prile joase ale reliefului. Mecanismul este hotrtor pentrurocile insolubile sau foarte puin solubile. $a rocile solubile, apa, atras de gravitaie, mai poate acionans i ntr!un alt fel, prin dizolvare, ea croindu!i drum nupe deasupra rocilor, ciprin ele. De aici

decurg dou consecine- /0 dizolvnd, apa sap drumuri subterane n roc, drumuri ce nu snt in celedin urm altceva dect peterile) 10 la suprafaa pmntului rurile formeaz n mod normal reelehidrografice cu confluene i cursuri tot mai mari nspre aval) n carst, avnd posibilitatea unui drenajsubteran, apele dispar brusc, absorbite fiecare de cte un aa!numit punct de pierdere, fr s maiconflueze ntre, ele, determinnd sisteme hidrografice nchise.

%ele dou fapte menionate, ce reprezint aspectul subteran sau de suprafa a unui singurproces, duc la formarea reliefului carstic.

De unde vine acest nume*+e la mijlocul secolului trecut, cnd geografia ncepea s se constituie ca tiin i cnd relieful

pmntului era supus unei atente analize pentru a fi descris, clasificat i eplicat, s!a constatat crelieful regiunii %arst din 2ugoslavia (Karst n limba german,Kras n limba slavon, Carso n ceaitalian0 este etrem de original, prezentnd forme cu totul aparte. %urnd s!a vzut c ele se datorescsubstratului calcaros, apoi s!a constatat c procesul esenial modelator este dizolvarea, fapt pentru care

relieful specific datorat proceselor de dizolvare a fost denumit, dup numele regiunii unde se afl binereprezentat i unde a fost studiat pentru prima dat, relief carstic. 3!a vorbit apoi de procese decarstificare, de forme carstice, de zone carstice etc., termenul cptnd o accepiune general, devenindo noiune tiinific i o disciplin.

Carstologia este disciplina care se ocup cu relieful format pe roci solubile, avnd ca atare labaz ca agent principal dizolvarea. "a nu se ocup ns numai de calcare, ci i de celelalte roci solubiledin scoar, cum ar fi, de pild, sarea.

%arstologia studiaz att formele prezentate la suprafaa pmntului de terenurile cu rocisolubile, forme cuprinse sub numele de exocarst, ct i pe cele realizate n interior i care constituieendocarstul.

Disciplina ce se ocup cu studiul peterilor poart numele de speologie. 3peologia este otiin sintetic cuprinznd toate aspectele legate de golurile subterane naturale.(n acest sens eist ospeologie fizic, ce se ocup cu formarea, evoluia i formele pe care le mbrac sau le cuprind

peterile, eist biospeologia, avnd ca obiect vieuitoarele ce triesc n peteri, i antropospeologia,menit s urmreasc relaiile omului cu peterile etc.


2/108

%ele dou discipline, carstologia4 i speologia fizic, se suprapun doar parial. %arstologia seocup i de formele de suprafa, ce nu fac obiectul speologiei fizice, iar aceasta se ocup de toateproblemele ridicate de golurile subterane din punct de vedere geografic, deci i de cele ce nu intr ndomeniul carstologiei. Astfel, speologia fizic se ocup, n afar de problemele de formarea peterilorspeogenez0 i de formele mbrcate de acestea speomorfologie0 i de circulaia apei n masivelecarstice speohidrologie0 i de climatul din golurile subterane speoclimatologia0.

%artea de fa este o carte de carstologie. avnd ca tel descrierea, clasificarea i eplicareaformelor ce iau natere pe rocile solubile, fiind structurat n trei pri.

+rima are ca scop stabilirea premiselor ce duc la carstificare i care snt n numr de trei- /0prezena apei ce determin dizolvarea factorul chimic0) 10 prezenta rocii solubile factorul litologic0,i trebuie accentuat c va fi vorba mai ales de calcare i mult mai puin de celelalte roci solubile- 50eistena cilor de atac utilizate de ap pentru a putea dizolva factorul structural0.

A doua parle este consacrat endocarstului. 3!a dat o mai mare etindere acestei pri,deoarece ea este, n general, mai puin cunoscut, adevrurile la care a ajuns morfologia endocarsticfiind n general recente i negsindu!i nc locul cuvenit n manuale) n acelai timp ele suscit unmare interes, avnd n vedere avntul mare luat n ultimul timp de cercetrile speologice.

A treia parte se ocup de eocarst, la scara de detaliu, al formelor individuale, dar i la aceea amarilor ansambluri, urmrindu!se trsturile caracteristice tipurile de carst0 i evoluia lor ciclulcarstic0. Desigur, n aceste capitole vor fi implicate i chestiuni de endocarst, n msura n care peterile

definesc tipurile sau stadiile carstice. 6ot aici va fi aneat un capitol consacrat carsturilor dezvoltate peroci necalcaroase, precum i unor forme pseudocarstic, asemntoare celor carstice, dar avnd la bazalte fenomene. 7 succint prezentare a carstului din punct de vedere al valorificrii economice ncheielucrarea.

I. PROCESELE DE CARSTIFICARE

I. APA LA LUCRU

a. Rocile i solubilitatea3coara +mntului este alctuit din roci foarte variate, distingndu!se cteva mii de specii,

deosebite prin compoziie chimic, alctuire mineralogic, structur i genez. Din ultimul punct de

vedere, geologii deosebesc trei feluri de roci- rocile eruptive, formate prin solidificarea i cristalizarea topiturilor eistente n scoara +mntului

de eemplu granitele sau bazaltele0) rocile sedimentare, formate prin depunerea unui material preeistent. "le se mpart n mai multe

grupe- rocile detritice de sfrmare0, nscute din distrugerea scoarei de ctre ageni fizici cum snt

ploaia, vntul i apa curgtoare dezagregare0, sau chimici alteraie0. 3frmturile de roc snttransportate de ape n bazinele marine su oceanice, unde se depun i se cimenteaz, dnd natereconglomeratelor, gresiilor i argilelor)

rocile chimice de precipitaie0 iau natere prin depunerea dintr!o soluie a diferitelor minerale depild sarea, gipsul0)

rocile organice iau natere datorit vieuitoarelor, fie din aciunea lor vital roci biogene, deeemplu chihlimbarul0, fie prin acumularea chiar a corpurilor diferitelor vieuitoare rociorganogene, de eemplu cret, crbunii0)

rocile metamorfice de transformare0 rezult din celelalte grupe prin recristalizare la mari adncimii presiuni n scoara pmntului de eemplu isturile cristaline, marmura0.

(ntre fenomenele ce au loc la suprafaa +mntului, dizolvarea rocilor i a mineralelor ocupun loc nsemnat. %apacitatea unei substane de a se dizolva poart numele de solubilitate. 3olubilitateadepinde de substana dizolvat, de lichidul n care se face dizolvarea numit solvent0 i de condiiile dedesfurare a procesului temperatura i presiunea mediului0. (n natur solventul obinuit este apa,diferind dup gradul de ncrcare cu substane dizolvate. +entru sare, de eemplu, apa de ru este unsolvent mai bun dect apa de mare, care, cuprinznd deja o cantitate de sruri, are o putere mai redusde dizolvare, ajungnd mai repede la saturaie, adic la capacitatea maim de a cuprinde sruridizolvate. 6ot aa apa de izvor difer de apa de ru, iar aceasta de cea de ploaie.

3olubilitatea este o caracteristic a oricrei substane. De aceea i mineralele i rocile ce

alctuiesc scoara +mntului se pot mpri n insolubile, greu solubile sau puternic solubile. +rimeledou categorii snt greu de distins, deoarece ceea ce se determin n eperienele de laborator nu este cutotul valabil i n natur, unde rocile snt supuse proceselor la alt scar dimensional i de timp. Aa,


3/108

de pild, cuaritele, roci formate numai din bioid de siliciu, se dovedesc complet insolubile neperienele de laborator, dar au fost descoperite n +odiul 8razilian forme clare carstice de dizolvarepe cuarite ce au stat epuse unui climat etrem de cald i umed timp de peste un miliard de ani9 :iindcazuri rar ntlnite, n linii generale se vorbete de roci insolubile i de roci solubile. 'ltimele pot firestrnse doar la dou grupe- evaporitele i carbonaii."vaporitele snt rocile chimice de precipitaie ce rezult din evaporarea unei soluii, respectiv din apa

de mare. Din categoria lor fac parte anhidritul, gipsul i sarea. A doua grup o formeaz carbonaii, rociconstituite din minerale carbonatice. Acestea snt- calcitul carbonatul de calciu0, magnezitulcarbonatul de magneziu0, sideritul carbonatul,de fier0, rodocrozitul carbonatul de mangan0, ;itheritulcarbonatul de bariu0 etc), precum i doi carbonai dubli, dolomitul carbonatul de calciu i magneziu0i ari milioane l situndu!se dolomitul. %alcarul s!a format n tot trecutulgeologic al +mntului depunndu!se n medie cte />&1> cm pe mileniu. "l formeaz masive

importante, cum ar fi la noi +iatra %raiului, munii 6rascu, o bun parte a munilor %ernei, ai8anatului, 8ihorului i +durea %raiului, iar peste hotare adevrate lanuri montane cum snt Alpii%alcaroi de ?ord i Alpii Din@rici. %alcarul este ntlnit i ca ciment al rocilor detritice conglomeratesau gresii calcaroase0, acestea putnd, prin dizolvare, s genereze forme carstice.

A doua roc carbonatic important este dolomitul, format din mineralul cu acelai nume, ceia natere fie prin precipitare direct din apa mrii, fie prin procese chimice ulterioare depuneriicalcarului, ce duc la nlocuirea parial a ionului de %a cu cel de Mg. Dolomitele ocup i ele suprafeentinse pe glob la noi n ar ele genereaz carstul din munii +oiana usc, iar peste hotareinteresantul platou carstic cu forme specifice de la Montpelier!le!ieu, Masivul %entral :rancez,%ausse ?oir0.

Deoarece evaporitele, precum i rocile detritice cu ciment calcaros vor forma obiectul unuicapitol aparte, n cele ce urmeaz ne vom ocupa de calcare. De menionat c atunci cnd ne referim lacalcare nelegem n general i dolomitul i marmura.

+entru a nelege modul n care iau natere i snt apoi supuse carstificrii calcarele, estenecesar s facem o scurt incursiune n lumea reaciilor i a formulelor chimice.

b. Reaciile de dizolvare+rocesul de dizolvare cel mai simplu este cel de disociere ntr!un solvent al unei sri n ionii

componeni. Aa, de pild, sarea ?a %20 se desface n ap n ionii ce rmn ncrcai cu cte o sarcinelectric pozitiv i negativ-

?a %l &B ?aCC %l!.

$a alte substane, dizolvarea nu este o simpl disociere a moleculei n ioni, ci o combinare aacestora cu un solvent. Astfel, acidul clorhidric %l0 nu se dizolv pur i simplu n ap dup formula-

%l &> CC %l!,

ci reacioneaz cu apa astfel-

%lC 1> &B 5>CC %l!,

ionul 57 dnd caracterul acid al soluiei.

Dizolvarea carbonatului de calciu a calcarului0 ar trebui ca se fac dup formula-

%a %>5&B %aCCC %>5!!

(n realitate o astfel de dizolvare nu are loc n apa i ne putem convinge uor de acest lucrupunnd o bucic de calcar n ap distilat, care s nu vin n contact cu aerul. ?u se observ nici odizolvare. Dac calcarul este pus ns sub un curent de ap n contact cu aerul, dup un timp, de altfel


4/108

destul de lung, el este dizolvat parial de apa. Aceasta se ntmpl, deoarece dioidul de carbon cu apad acid carbonic-

%>1C 1> &B 1%>5acid carbonic0.

7r, acidul carbonic atac calcarul, transformndu!l n dicarbonat de calciu solubil n ap-

%a %>5C 1%75> %a%>501calcar acid dicarbonat de

insolubil0 carbonic0 calciu, solubil0

Deci, reacia complet este urmtoarea-

%a %>5C %>1&B 1> %a%>501,calcar0 dioid ap0 dicarbonat de calciu0

de carbon0

Dizolvarea calcarului de ctre ap depinde, deci, de prezena dioidului de carbon n ap. %uct este mai muit %>1n ap cu att se formeaz mai mult acid carbonic, care dizolv mai mult calcar.

%um totul depinde de cantitatea de %71 din apa, s ne ocupm puin de el.

c. Rolul dioidului de carbo!Dioidul de carbon se afl totdeauna n aer, de unde trece, ntr!o anumit cantitate, n ap,

unde o parte se combin cu apa pentru a da acid carbonic, cealalt parte rmnnd dizolvat fizic. "istastfel un echilibru ntre %>1din aer, cel dizolvat n ap zis liber0 i cel combinat n acid carbonic. Deobicei majoritatea dioidului de carbon din ap este doar dizolvat, cel combinat n acid carbonic fiindn mic cantitate, fapt pentru care soluia are un caracter slab acid. "ist un echilibru ntre dioidul decarbon din aer i cel din soluie, liber i combinat, pentru anumite condiii de temperatur i presiune ipentru o anumit cantitate de %7a din aer. %e se ntmpl dac parametrii de mediu se schimb*

/. +entru o temperatur i o presiune constant eist n soluie o cantitate determinat de %>1liber i combinat0. Dac n aer crete cantitatea de %>1, acesta va trece ntr!o mai mare cantitate n ap,unde va d mai mult %71liber i mai mult %>1legat n acidul carbonic, ceea ce duce la o cretere acaracterului acid al soluiei. (ntre %>1din aer i cel total din ap rmne ns un raport constant.

1. 3 ne nchipuim acum c n aer este o cantitate constant de %>1i c presiunea este deasemenea constant, dar se schimb temperatura apei. $a o temperatur mai cobort apa arecapacitatea s se combine cu mai mult dioid de carbon, dnd mai mult acid carbonic. +entru aceastaare nevoie de %>1, pe care nu!l ia ns din aer, cci echilibrul dintre %> 1i cel total din ap nu seschimb, ci l ia din dioidul de carbon dizolvat, ntre %>1 dizolvat i cel combinat va fi deci unechilibru, cu treceri dintr!o parte n alta dup cum va scdea sau va crete temperatura.

5. Acelai lucru se ntmpl i dac se schimb presiunea aerului fr ca s se schimbecantitatea de %>1din aer sau temperatura. $a o ridicare a presiunii, apa are o capacitate mai mare de ase combina cu %>1, pe care!l va lua din cel liber, nu din aer, astfel c la o ridicare a presiunii va eistamai mult acid carbonic n ap, dei raportul dintre %>1din aer i cel din ap liber C combinat0 esteacelai.

De aici o prim concluzie-Cantitatea de acid carbonic din ap crete cnd n aer este mai mult dioxid de carbon, and

scade temperatura i cnd crete presiunea.%e se ntmpl cu calcarul aflat ntr!o ap, unde eist dioid de carbon i, deci, acid carbonic*

Acesta atac carbonatul de calciu i!l transform n dicarbonat de calciu. %arbonatul, calcarul solid, seva transforma treptat n dicarbonat, care este solubil. 3e pune ntrebarea, ct calcar va fi dizolvat de ap,ct din el va fi atacat de acidul carbonic* Aceasta depinde de cantitatea de acid carbonic aflat n ap,cci ntreg acidul carbonic eistent se va combina cu calcarul, dnd dicarbonatul de calciu. #tim ns cacidul carbonic depinde cantitativ de %>1dizolvat n ap, ele stnd ntr!un echilibru. +rin combinarea

acidului carbonic cu calcarul, echilibrul se stric. +entru restabilirea lui, o parte din %>1dizolvat se vacombina cu apa, dnd acid carbonic. "fortul este ins inutil, cci acidul carbonic atac imediat calcarul,dnd din nou dicarbonat i echilibrul iar se stric. +entru restabilire, mai trece o parte din %71 dizolvat


5/108

n acid carbonic, dar acesta se combin iar cu calcarul i iar se stric echilibrul, i aa mai departe.3e pune din nou problema- ct va continua aceast reacie* spunsul ar prea simplu- atta

timp ct eist %71 dizolvat. (n realitate nu tot %71trece n acid carbonic, ci mai rmne o parte cu roluls echilibreze soluia el st n echilibru cu dicarbonatul dizolvat0. 6ot ce este peste necesarul deechilibru este ns luat necombinat n acid carbonic, care imediat se combin cu calcarul i ddicarbonat. Acest Etot ce este peste necesarul de echilibruF este, deci, cel important n dizolvarea

calcarului, aici el atac calcarul, fapt pentru care este denumit E%> 1agresivF. +rin epuizarea lui nu semai poate forma acid carbonic, iar odat consumat ntregul acid carbonic disponibil prin combinarea cucalcarul, acesta nu va mai putea fi atacat mai departe. Aadar Edizolvarea calcaruluiF depinde decantitatea de %>1agresiv din ap. %nd el nu mai eist, nici calcarul nu mai este atacat. 3oluia este nechilibru i se zice c este saturat.

Ajungem cu aceasta la a doua concluzie important- calcarul este dizolvat att timp ct existC1agresiv, adic C!dizolvat peste necesarul de ec"ilibru.

(n definitiv, ntr!o ap n contact cu aerul i n care este calcar eist G feluri de %> 1- %71legat & din carbonat din calcarul solid0) %71semilegat & n dicarbonat dizolvat ca atare0) %71 & de echilibru H n soluie ca %>1, dar inert, fr s intre n reacie

liber agresiv H n soluie, cu o eisten efemer, cci imediat ce d decalcar l atac, dnd dicarbonat.

%nd soluia este n echilibru, este saturat, nu eist dect primele trei feluri de C1. "adevine agresiv cnd apare al patrulea tip datorit cruia ncepe dizolvarea calcarului. "ist ns idezechilibrarea invers, cnd %71!ul de echilibru nu mai este suficient pentru a ine n soluiedicarbonatul dizolvat, ceea ce duce la precipitarea calcarului. Dezechilibrarea unei soluii saturate sedatoreaz modificrii parametrilor de mediu i eist ase cazuri simple, trei ducnd 2ft dizolvarea, iartrei la depunerea calcarului.

d. Dizolvarea i "reci"itarea calcarului #! !atur$

/. Dac ntr!o soluie n echilibru ptrunde o nou cantitate de %>1, el va fi dizolvat, va trece nacid carbonic, acesta va ataca calcarul i!l va dizolva, dnd dicarbenat. 7rice cantitate n plus de %> 1va

fi, deci, %71agresiv i va avea ca efect o dizolvare n plus a calcarului. %are este efectul practic al unuiastfel de proces*(n general aerul are un coninut mediu constant de %> 1 i anume 5 pri %>1la l >>> pri aer,

adic >,>5I. (n sol, n jurul rdcinilor de plante, din cauza diverselor reacii biochimice, coninutulaerului n %>1poate crete pn la />I. Apa de ploaie trecnd prin sol se va mbogi n aa msur cu%>1, nct va avea puterea s dizolve dintr!un calcar subiacent pn la >,J grame la litru de ap fa de>,/K grame la litru ct ar fi putut dizolva dac nu era vegetaia. :aptul este vizibil n regiunilecalcaroase, unde anumite plante, care acumuleaz %71n pmnt, pot face adevrate guri n calcar. 7ap astfel ncrcat cu %>1, ptruns n masivul de calcar, determin o coroziune intens, mrindcrpturile i ducnd la formarea peterilor.

Aadar s reinem primul caz- creterea cantit#ii de C!, prin aport din afara solu#iei,determin o mai puternic dizolvare a calcarului.

1. #i fr s intervin %>1 n plus, echilibrul eistent se poate strica prin modificareacondiiilor fizice. 3!a vzut c n apa cu %>1fr calcar0, cantitatea de acid carbonic crete o dat cuscderea temperaturii. "chilibrul se stabilete n favoarea acidului carbonic i n dauna dioidului liber,care se mpuineaz. Dac este i calcarul prezent, soluia anterior saturat devine agresiv dizolvndcalcar n plus. Aceasta se ntmpl pe seama dioidului de echilibru inert, parial devenit agresiv,trecnd n acid carbonic. %u ct este temperatura mai joas, cu att este necesar mai puin %71 deechilibru, posibilitatea de dizolvare a calcarului crescnd. %e nseamn aceasta din punctul de vedere alformrii peterilor*

Dac ntr!un masiv de calcar ptrunde pe o crptur ap de ploaie cu o cantitate oarecare de%>1, calcarul ncepe s fie dizolvat pn ce soluia se satureaz. +trunznd ns mai adnc n masiv, apaajunge ntr!o zon mai rece, devenind astfel din nou agresiv i dizolv n continuare calcarul. Deaceea, apa ptruns n calcar nu!i pierde dect cu greu puterea de dizolvare, cci, dei se ncarc din cen ce mai mult cu dicarbonat, ea se i rcete, rmnndu!i prin aceasta puterea de dizolvare.

5. (n cazul al treilea nu se schimb temperatura, ci presiunea. $a o presiune sczut, ocantitate oarecare de %7a ine n echilibru o cantitate mai mic de dicarbonat dect la o presiune


6/108

ridicat. +rin mrirea presiunii este, deci, eliberat din funcia sa de EechilibrantF o cantitate de %71devenit agresiv i care, unindu!se cu apa, d acid carbonic ce va ataca calcarul. Mai pe scurt, prinmrirea presiunii, calcarul va fi dizolvat mai puternic.

#i acest fapt are o mare importan n formarea peterilor. Dac apa de ploaie a ptruns pe ocrptur, ca n cazul precedent, ea dizolv calcarul i are tendina s se satureze. +e msur ceptrunde ns mai adnc, deasupra se adaug noi cantiti de ap care fac ca presiunea n captul de jos

al coloanei s creasc, deci i puterea de dizolvare. :aptul are o importan i mai mare dect scdereatemperaturii, cci dac ntr!un masiv de calcar la un moment dat temperatura nu se mai schimb i apaajunge la saturaie, n schimb presiunea crete necontenit, cu ct ptrunderea apei este mai adnc. Deaceea, apa care intr ntr!un masiv de calcar, dei dizolv ncontinuu, nu!i pierde, practic, puterea dedizolvare att timp ct ptrunde pe canale nguste pe care le umple complet.

G. Dac dintr!un motiv oarecare ar scdea cantitatea de %71din atmosfer, echilibrul dintre%71din aer i cel din ap s!ar strica. +entru restabilire, o parte din %71din ap ar trece n aer. %umsingurul %71disponibil din ap este cel de echilibru, acesta va iei din soluie. (n momentul acela ns,lipsind %71 care s in n soluie o parte din dicarbonat, acesta se va desface n acid carbonic icarbonat. %arbonatul se va depune sub form de calcar, iar acidul carbonic se va desface n 17 i %71,cel din urm devenind %71de echilibru pentru restul de dicarbonat. %u alte cuvinte, prin etragerea de%71din soluie se depune calcar.

(n natur fenomenul descris este greu de imaginat, cci nu eist motive pentru care s scadcantitatea de %71din atmosfer. 6otui, sub o alt form, reacia are loc i anume prin etragerea de%71dintr!o soluie de ctre plante, ceea ce duce la depunerea calcarului. (n felul acesta se formeaz oparte din calcarele biogene din tufurile calcaroase.

J. "perimental s!a constat c ntr!un litru de ap, la o temperatur de />L%, 1J grame de %7 1dizolvat echilibreaz, innd n soluie, /> grame dicarbonat. $a o temperatur de 5>L% aceleai 1Jgrame de %71 in n soluie numai N grame de dicarbonat. Dac o ap cu dicarbonat dizolvat senclzete de la > la 5>L, 1/ grame de dicarbonat nu mai pot eista ca atare i se vor desface n prilecomponente, acidul carbonic i dicarbonatul. Acidul carbonic se desface la rndul su n ap i %7 1.Acesta din urm se va aduga la cele 1J grame %71de echilibru, astfel c n soluie vor fi inute maimult de N grame de dicarbonat, dar totui o cantitate mai mic dect cele /> grame iniiale. (nmomentul cnd soluia se va echilibra, va eista un surplus de carbonat, ce se va depune sub form decalcar.

%um se desfoar n natur reacia de mai sus*7 ap subteran, foarte rece i saturat cu dicarbonat, iese la zi printr!un izvor. Afar se

nclzete, iar la gura izvorului se depune calcarul care nu mai poate fi inut n soluie ca dicarbonat.Aceasta este a doua cauz ce duce la depunerea de tufuri calcarose la gura izvoarelor.

K. 3!a vzut n cazul 5 c o cretere a presiunii are ca efect mrirea solubilitii calcarului. (ncazul invers, al scderii presiunii, este necesar o cantitate mai mare de %7 1de echilibru, pentru a inen soluie dicarbonatul. %um nu eist %71n surplus, o parte din dicarbonat nu va mai sta n soluie, else va desface, ceea ce va duce la depunerea calcarului.

(n natur fenomenul are loc tot la izvoarele din calcar, cnd apa vine cu presiune mare pecanalele din masiv. 2eind la zi, presiunea apei scade la presiunea atmosferic, iar la gura izvoarelor seva depune calcarul. Acelai lucru se ntmpl i n peteri, cnd apa, venit cu presiune prin diferitecrpturi, ajunge ntr!un gol mare subteran. Aici presiunea scznd brusc, se depune calcarul sub formadiferitelor concreiuni.

O O O+entru formarea peterilor snt, deci, importante primele trei reacii, cci ele duc la dizolvarea

calcarului. "le nu snt ns singurele adugndu!se nc alte dou, care nu snt ns procese primare, cicomplee, rezultnd din nsumarea unor condiii particulare.

e.Alte dou$ "rocese de dizolvare a calcarelor

/. 'n fenomen chimic, pus nu de mult n eviden, dar dup unii autori hotrtor pentruprocesele endocarstice este coroziunea de amestec. "a a fost dedus de cercettorul elveian A. 8ogli,n anul /PKG, pe baza unei diagrame n care snt trecute curbele de agresivitate a dou ape ncrcate n

mod diferit cu carbonat de calciu fig. /0. 3e constat c n momentul amestecului, chiar dac ele erausaturate, rezult un surplus de %71 ce face soluia de amestec din nou agresiv. Acelai lucru sentmpl i dac se ntlnesc dou ape saturate, dar aflate la temperaturi diferite sau la presiuni diferite.


7/108

%oroziunea de amestec ofer numeroase posibiliti de eplicare a unor fenomene rmase pn acumdestul de enigmatice. Aa, de pild, ntr!un masiv de calcar, o ap agresiv ptruns pe un canal, chiardac se rcete i chiar dac este supus unei presiuni crescnde, pn la urm tot se satureaznemaiputnd s lrgeasc i s lungeasc canalul n care se afl. %u aceasta carstificarea este blocat,cci nu se poate instala un drenaj continuu prin masiv. 2ntersectarea unor fisuri cu ape aflate la alt nivelde saturare, sau la alt temperatur, face posibil reluarea coroziunii, deschiznd practic acesteia noi

posibiliti, orict de departe de suprafa i orict de profund ar aciona.

1. 'n alt proces de coroziune, cunoscut de mult, dar cruia de!abia n ultimul timp i s!a datcuvenita atenie, este cel datorat vieuitoarelor, de unde i numele de coroziune bioc"imic. "l sebazeaz pe faptul c unele bacterii snt implicate n reacii chimice n care joac rolul de catalizatori,accelernd sau fcnd posibile unele reacii. %azuri clasice snt precipitarea fierului su a sulfului prinintermediul unor bacterii autotrofe. 7r, dac, de pild, ntr!o peter eist pirit, apa coninnd bacteriisensibile la prezena fierului ferobacterii0 va determina oidare@ piritei i depunere de gips, precum ieliberare de acid sulfuric i de %>1, produse ce determin o puternic aciune coroziv.

:ig >/+e de alt parte microflora are o mare capacitate de dizol!. vare a rocilor, datorit sistemului

catalitic enzmatic de care dispune producere de acizi i %> 10, proprietate utilizat n ultimul timp netragerea din anumite roci a compuilor minerali. 7r, s!a constatat c mediul cavernicol este foarte

bogat n microorganisme 11 milioane de bacterii la un gram de ml de peter0, ce snt virtuali agenide dizolvare. Microorganismelor le poate reveni astfel un rol mult mai important dect s!a crezut pnastzi n ecavarea marilor goluri subterane, aa cum snt tentai s cread unii cercettori, dar rmneca studii de detaliu, mai ales cantitative, s arate n ce msur acest lucru este adevrat.

(n concluzie, din reacia apei, a dioidului de carbon i a calcarului, n condiii variabile demediu, rezult depunerea i dizolvarea calcarului, dup cum urmeaz-

%alcarul se depune - cnd din soluie este etras %>1) cnd crete temperatura soluiei) cnd scade presiunea aerului.

%alcarul se dizolv - cnd crete cantitatea de %>1n aer)

cnd scade temperatura soluiei) cnd crete presiunea aerului- cnd se amestecdou soluii de concentraie sau temperatur diferit) cnd snt prezente microorganisme.

Aceste procese ne permit s rspundem la dou ntrebri importante- cum se formeazcalcarele ca roci componente ale scoarei terestre i cum snt ele modelate de apele de la suprafaa+mntului, adic cum iau natere formele carstice.

%. FOR&AREA CALCARELOR

%alcarele se formeaz n trei moduri deosebite- prin depunere chimic, proces realizat fr participarea vieuitoarelor, deunde numele de calcare anorganice$

prin depunere chimic determinat de procesele biologice ale vieuitoarelor,fapt evideniat de termenul de calcare biogene$ prin acumularea resturilor de organisme calcaroase, fapt eprimat prinnumele de calcare organogene.

+rima categorie intr n grupa rocilor sedimentare de precipitaie chimic, celelalte dou ngrupa rocilor sedimentare organice.

a. Calcarele a!or'a!ice/. 3ntem la marginea mrii. :urtuna este n toi. ntul ridic valuri gigantice i le prvale

peste plaj, ducndu!le departe pe uscat. Apa se strnge n depresiuni ale reliefului, de unde nu se maintoarce n mare, astfel c dup ce a ncetat furtuna, uscatul din jurul rmului este mpestriat cuochiuri de ap ce pot atinge ns mrimea unor lacuri cu ap puin adnc. Apare soarele i, jucndu!se

n undele apei, o evapor treptat. Dup ce apa a disprut, pe fundul depresiunilor inundate rmne opojghi albicioas, de civa milimetri grosime, format din srurile coninute de apa de mare, depuseca substane solide. Apa conine nenumrate sruri, inclusiv carbonatul de calciu, cel mai puin solubil,


8/108

ce se depune de aceea primul, urmat de celelalte sruri de sodiu, potasiu etc.0. 6otui, nu n felul acestaiau natere masivele de calcar, carbonatul de calciu fiind n apa marin n cantitate mic n raport cucelelalte sruri. Dac ne nchipuim ns c procesul are loc la marginea unui lac sau a unui ru cu apdulce ce conine o cantitate mare de carbonat de calciu, atunci el se poate acumula n timp, dnd undepozit de calcar lacustru. Astfel a luat natere, de eemplu, calcarul de %atanga din 8razilia, gros de5> cm.

1. %alcarele anorganice se pot forma i prin precipitarea carbonatului de calciu, datoritvariaiei apei n coninut de dioid de carbon. 3 ne nchipuim c ntr!un ocean, cu apa saturat lasuprafa n carbonat de calciu, eist un curent nord!sud. %urgnd spre sud, apa se nclzete treptat,ceea ce determin o separare a carbonatului de calciu din soluie. "l se precipit i se depune sub formde calcar pe fundul oceanului. 3!a calculat c dintr!un curent oceanic, cu o vitez de 5> L%0 determin o depunere a unui strat de 1 mm calcar pe an, ceea censeamn un strat de 1 m n zece mii de ani. Desigur, nu este mult, dar n decursul timpurilor geologicedepunerea celor 1 mm anuali duc la o grosime apreciabil.

#i totui, nici n felul acesta nu au luat natere marile acumulri de calcar, cci n adncurileoceanului, din cauza presiunii crescnde, crete i solubilitatea acestuia. Astfel, carbonatul de calciu,care iese din soluie n pturile superioare de ap ale oceanului, se dizolv pe msur ce coboar sprefundul oceanului pentru a se depune.

5. ariaii n coninutul de dioid de carbon a apei de mare snt determinate i de agitaia apei.

3!a calculat c ntr!un an, presupunnd c eist n medie G> zile de furtuni puternice cu mare agitaie aapei, din cauza pierderii de dioid de carbon se precipit circa >,/1 g pe cm 1, ceea ce d un strat de>,> cm grosime pe an, adic m n zece mii de ani. %antitatea este apreciabil mai mare dect n cazulprecedent, dar modul acesta de formare a calcarelor este restrns la o mic suprafa a mrii, napropierea rmurilor, cci calcarul precipitat n largul oceanului este dizolvat la adncimi mai marinainte s se depun.

G. A patra categorie de calcare de precipitaie chimic este cea a tufurilor calcaroase de la guraizvoarelor carstice i care, dup cum s!a vzut, se datorete nclzirii apei, a scderii presiunii i aevaziunii de %71prin aerisire, ca urmare a mprtierii pe o suprafa mare sau a cascadelor irepeziurilor.

b. Calcarele bio'e!e"istena calcarelor biogene se datorete unui proces mit, chimic i biologic. "le iau natere

prin precipitarea chimic a carbonatului de calciu din ap, precipitare determinat de vieuitoare./. 3ubstana verde a plantelor, clorofila, are darul de a prepara materiile hrnitoare necesare

vieii i creterii plantei prin combinarea, cu ajutorul energiei solare, a srurilor luate din pmnt cudioidul de carbon luat din aer. 8ioidul de carbon este pentru plante hrana indispensabil vieii.+lantele acvatice, ntre care predomin algele, iau dioidul de carbon necesar vieii lor din ap, ianume din cantitatea de dioid de carbon de echilibru. 3cznd cantitatea acestuia, scade i solubilitateacalcarului aflat n soluie, iar o parte din el precipit.

Depunerea calcarului n regiunile cu multe alge este un fapt bine stabilit, fiind de o mareimportan att prin cantitatea mare, ct i prin viteza sa de formare. Alga numit %alimeda crete n Ksptmni J,J cm n nlime i cm n grosime, precipitnd /,5 g calcar. Aceasta nseamn aproape/1 g pe an, ceea ce reprezint, calculat n grosime pe m 1, o cantitate cu mult mai mare de calcar dectcea obinut prin precipitare chimic. 6ot aa, n $acul erde din America de ?ord, s!a constatat calga C"araprecipit anual l >>> t calcar, ceea ce creeaz un strat de l m n zece mii de ani. Dinaceast cauz se presupune c o mare parte a depozitelor de calcar se datorete activitii vitale aalgelor, la proces participnd ns i organismul propriu!zis, fapt pentru care o parte din aceste calcaretrec n grupa calcarelor organogene.

1. Activitatea biologic a plantelor se face simit i n geneza altor tipuri de calcare. Astfel, nformarea tufurilor calcaroase de la gura izvoarelor un rol important l joac i plantele peste care curgeapa mai ales muchi i alge0, ele asimilnd dioidul de carbon din ap i ducnd astfel la precipitareacalcarului. 6ot aa bacteriile produc prin activitatea lor vital amoniac, care se combin cu apa i cudioidul de carbon din ap, dnd carbonat de amoniu. 3rcirea apei n dioid de carbon duce la oprecipitare a calcarelor.

c. Calcarele or'a!o'e!e/. %ochiliile de scoici i melci snt formate, n cea mai mare parte, din calcar. Melcii i

scoicile, gsindu!se n cantitate mult mai mare n apa mrilor i oceanelor dect pe uscat sau n aparurilor, dup moartea vieuitoarelor pe fundul mrii se pot acumula cantiti mari de resturi de cochiliicare prin cimentare genereaz strate de calcar. (n afara scoicilor i a melcilor, un rol important l joac


9/108

i unele minuscule protozoare cum snt foraminiferele, carapacele de crustacei inferiori ca ostracodelesau amonitii, molute astzi disprute, ce au trit n numr mare n era secundar. Dei se cunosccalcare alctuite aproape eclusiv din astfel de cochilii, nu acesta este modul de formare al majoritiicalcarelor, cci numai cu totul ntmpltor triesc pe o anumit suprafa attea animale, nct resturilelor s poat da natere unui strat compact de calcar.

1. %ea mai mare parte a calcarelor se datorete vieuitoarelor care fieaz calcarul n nsui

trupul lor. +entru a nelege cum se ntmpl acest lucru s ne imaginm o cltorie n Mrile 3udului.aporul ne poart pe ntinsele ape ale 7ceanului +acific. %t cuprinzi cu ochii, numai apele

albastre, unduite de un vnt uor, scldate n soarele cald al "cuatorului. Deodat monotonia orizontuluieste rupt de un plc de palmieri ce parc ies din mijlocul apelor. Desigur este rmul. %u ct neapropiem vedem ns c nu este nici un rm, ci doar o minuscul fie de pmnt ridicat direct din api pe care cresc palmierii. 8rul de pmnt are o form circular, nconjurnd un lac cu apele de unalbastru adnc i n complet nemicare. "ste un atol, o insul de o form i o construcie cu totulspecial.

%obornd n adncul apelor din jurul insulei, n faa ochilor ni se desfoar una din cele maineateptate i minunate priveliti- o adevrat pdure de trunchiuri, crci i frunze de toate felurile iculorile, printre care snt pitite florile cele mai ciudate. 3trania lume nu este ns vegetal, ci animal."ste un recif de corali.

%oralii snt animale etrem de primitive i de simple, ele triesc n colonii, n mnunchiuri de

mii i zeci de mii de indivizi, legai unii de alii printr!un schelet comun. "ste ca un imens bloc delocuit cu milioane de apartamente, fiecare ocupat de ctre un locuitor de civa milimetri, ntreguledificiu este format din calcar secretat de micile animale, a cror csu face parte integrant din corp.

Atolul nu este altceva dect o imens acumulare de animale mrunte, formnd o singurcolonie. (n el. (n afara coralilor mai triesc nenumrate alte animale, unele tot coloniale, ca de eemplubureii calcaroi, briozoarele sau viermii tubipoli, altele individuale, ce gsesc ns aici un bun mediude trai- scoici, melci, arici de maro, stele de mare, castravei de mare, foraminifere, diferii crustaceietc. 'n rol mare l au i algele verzi, roii i brune, ce secret i ele calcarul n corpul lor, contribuind laconsolidarea ntregului edificiu. (n total, o aglomerare de vieuitoare care, n tendina lor de dezvoltarei de cretere, adaug noi pri, construind i mrind edificiul. %alcarul ce ia natere prin aceastconstrucie fcut de vieuitoare se numete calcar construit.

Atolul nu este singura form de calcar construit. $a o deprtare de J>


10/108

de soluii i n sfrit n timpul micrilor scoarei au fost strivite, ngrmdite, crpate, modificridenumite diagenez&. "a a fcut ca aproape toate calcarele s fie transformate i o bun parte dincaracterele lor iniiale s se tearg, urmele de organisme disprnd, iar roca recristaliznd. Astfel seprezint majoritatea calcarelor ce se gsesc la noi n ar, n care numai arareori se mai observ corali,scoici, melci sau alge.

6ermenul etrem al transformrii l prezint marmura, iniial un calcar sedimentar,

metamorfozat datorit puternicelor micri ale scoarei. Dar chiar i sub aceast form i se mairecunoate caracterul iniial. Astfel, pentru calcarele i dolomitele cristaline din munii +oiana usc s!a putut reconstitui cu mult ingeniozitate reciful!atol i depozitele prerecifale, cu toate cele cteva sutede milioane de ani ce au trecut de la formarea lor.

(n concluzie, se poate spune c majoritatea calcarelor snt de origine recifal. 'nele sntcalcare construite, masive, nestratificate, alctuite din corpul propriu!zis al organismelor, care ins s!aupstrat ca atare, arareori fiind distruse. Altele snt calcarele perirecifale, stratificate, provenite dindrmarea recifului. Majoritatea calcarelor aparin ultimei categorii. Dup calcarele recifale, sau n sensmai larg, organogene, vin ca importan calcarele biogene i, jucnd un rol nensemnat, calcarele deprecipitaie chimic.

(. C)ILE DE ATAC ALE APEI

3 ne imaginm o plac de calcar perfect neted pe care curge ap ncrcat cu dioid decarbon agresiv. Apa va dizolva treptat din calcar, subiind placa n mod egal, dar nu o va guri ntr!unanumit loc pentru a ptrunde n ea i a crea un gol. Dac ns placa va prezenta pe suprafaa ei ocrptur ct de mic, apa va ptrunde prin ea i o va lrgi treptat. %nd fisura va fi destul de mare,pentru a cuprinde toat cantitatea de ap ce curge, placa nu va mai fi dizolvat pe toat suprafaa, ciaciunea se va restrnge la pereii crpturii.

:ig >1Acelai lucru se ntmpl i n natur. Apa, fie ea de ploaie sau de ru, acioneaz asupra

calcarelor pe toat suprafaa cu care ia contact, dar va activa eficient acolo unde roca prezint zoneslabe, puncte posibile de atac. 7r, n procesul de carstificare, legat mai ales de posibilitatea ptrunderiiapelor n masivele de calcar, este clar c nu ajunge s eiste o roc solubil i un solvent ap cu dioidde carbon0, ci trebuie i ci de atac ale apei. %are snt acestea*

a. Feele de strati*icaie(n bun msur calcarele snt sedimente depuse pe fundul mrilorR n strate suprapuse. 'n

strat este un volum omogen de roc, o ptur de o oarecare grosime, separat de pturile de. dedesubt ide deasupra prin fee de discontinuitate. Discontinuitile au origini diverse, cum ar fi, de pild, ofurtun puternic n timpul creia nu s!a mai depus calcar o nclzire a apei marine ce a ntrerupt deasemenea procesul, suspendarea aportului de calcar etc. (n momentul n care nu se depune calcarul, pefundul mrii se atern uneori alte materiale, mai ales argile fine, care formeaz astfel o suprafa de altnatur n masa calcarului. Discontinuitile, denumite cam impropriu fe#e de stratifica#ie, constituie oecelent r@ie de ptrundere a apei n masivele calcaroase, apa putnd s dizolve n voie plecnd de aici.Dac ntre stratele de calcar nu eist nici o pelicul do alt material, dizolvarea acioneaz att sprestratul inferior, ct i spre cel superior. Dac ins pe faa de stratificaie eist i o pelicul argiloas, eajoac rolul unui pat impermeabil asupra cruia apa nu poate aciona, dizolvarea fiind mpins numai

spre stratul superior.'n element important pentru morfologia i evoluia peterilor este faptul dac calcarul seprezint masiv, n strate groase sau subiri fig. 10.

(n procesele diagenetice, cnd materialul calcaros de pe fundul mrilor este transformat ncalcar solid, dispare adesea i stratificaia. Dac adugm i faptul c la calcarele recifale construite eanici nu eist, ne dm seama c feele de stratificaie nu snt peste tot prezente pentru a oferi ci de ataci, deci, a ajuta carstificarea, nseamn c apa are i alte posibiliti de ptrundere n masivele de calcar.3nt crpturile ce strbat rocile denumite litoclaze, nainte de a ne ocupa de ele s facem ns oconstatare de ordin mai general i s ncercm o eplicaie.

(n strdania de a afla modul n care se formeaz calcarele ne!am ocupat mai mult de fundulmrilor, de atoli, bariere recifale i platforme submerse. %u toate acestea zonele carstice se gsesc peuscat, n muni, formnd platouri sau creste calcaroase. Despre o formare a calcarelor pe uscat nu a fostvorba, cu ecepia tufurilor calcaroase din preajma izvoarelor sau a calcarelor lacustre, cu totul

nensemnate cantitativ. 3 fie atunci calcarele din muni formate pe fundul mrilor* %a s rspundem laaceast ntrebare s facem cteva scurte plimbri geologice.


11/108

b. Tecto!ica i litoclazele+rimul drum ne duce n 8ucegi, pe muntele 3trunga. +e partea apusean a crestei, puin

deasupra pasului 3trunga, apar stnci de calcar. Dac le cercetm cu atenie observm n ele, i putemchiar desprinde, amoni#i, molute ce au trit n mrile calde ale erei secundare, disprui acum circa N>milioane ani. Amoniii triau la o adncime de cel puin 1>> m sub faa mrii, astzi resturile lor se aflla o altitudine de l N>> m deasupra nivelului mrii.

Al doilea drum ne duce n Munii Apuseni, pe valea Arieului Mic, la idra. Aici se gseteDealul cu Melci, celebru monument al naturii constituit eclusiv din milioane de cochilii de melci, dinspecii azi disprute, ce au trit prin aceste locuri pe fundul unor mri acum > milioane ani. "le formauun puternic recif, acum snt n mijlocul munilor.

Al treilea drum l vom face mai departe, n munii imalaSa. #i aici se gsesc calcare, cu alge,melci, scoici i corali, fiine obinuite pe fundul mrilor, aflate astzi la mii de metri nlime chiar la N>>> m0 deasupra nivelului mrii, n mijlocul celui mai ntins continent de pe glob.

%ele trei eemple arat clar c toate calcarele ce se gsesc acum n mijlocul uscatului i lamari altitudini n muni s!au format cndva n adncul mrilor, de unde au fost scoase i purtate la marenlime. De altfel constatarea poate fi generalizat la toate tipurile de roci, nu numai la calcare,deoarece absolut toate prile continentelor actuale au fost cndva un fund de mare, unde s!au formatrocile aflate astzi pe uscat.

?u este cazul a arta aici modul cum fostele funduri de mri au ajuns uscat. Aceasta o face o

disciplin geologic aparte, tectonica, ce are ca scop s eplice formarea munilor, a mrilor icontinentelor. om recurge doar la una din numeroasele teorii ale tectonicii, una din cele mai simple,pentru a nelege fenomenul.

3uprafaa continentelor este supus unei continue transformri. nturile, ploaia, apa rurilor,ghearii, valurile mrii, rupnd necontenit buci din uscat, le frmieaz, iar apele curgtoare letransport n mri i oceane. +rin depunere iau natere rocile sedimentare ce se ngrmdesc treptat pefundurile oceanelor, ncrcndu!le. (n acelasi timp uscatul se uureaz, deoarece eroziunea continu andeprtat pturi din scoar. (n felul acesta se creeaz un dezechilibru i sloiurile continentale fie punn micare. +rin apropierea lor strivesc sedimentele depuse, le preseaz, le ngrmdesc, le cuteaz i lemping n sus. (n felul acesta iau natere lanurile de muni, ce nu sunt altceva dect depozitele dinfundul oceanelor, scoase prin micrile scoarei la suprafa i adugate blocurilor continentale. Astfelde micri poart numele de micri tectonice. 'n felul acesta au ajuns i calcarele din adncul apelor,unde s!au zmislit, pe uscat, ca element component al munilor. "le snt o mrturie peste veacuri acumplitelor frmntri i micri suferite n trecut pe +mnt, dispui s!l considerm imobil i eterni.

(n timpul micrilor scoarei, calcarele, ca de altfel toate rocile, au suferit diferite presiuni ceau avut tendina s le deformeze. ocile mai moi i mai plastice, ca de eemplu argilele, 8!au pututadapta deformrilor i s!au cutat, fr s se rup. %alcarele ns, roci dure i rigide, nu au putut urmantru totul micrile scoarei i n timpul ndoirii s!au crpat i s!au rupt. Acestea snt crpturilehotrtoare pentru carstificare.

%rpturile, numite n general litoclaze, snt de mai multe feluri. %ele mai fine, subiri uneorict firul de pr, snt numitefisuri sau leptoclaze. %nd snt mai largi, cu un spaiu liber ntre pereiicrpturii, poart numele de diaclaze. :isurile i diaclazele strbat calcarul n toate direciile, ntr!oreea deas, dar ele nu au continuitate. %nd crpturile snt de mare amploare i strbat fr ntrerupereun pachet gros de strate poart numele de fracturi. (n sfrit, cnd cele dou flancuri ale crpturii s!audeplasat, micndu!se unul fa de altul pe vertical, este o falie, iar cnd micarea s!a fcut peorizontal, o decroare fig. 50.

$itoclazele constituie discontinuiti n masa de roc i ele, mpreun cu feele de stratificaie,reprezint cile de atac ale apei fcnd posibil carstificarea.

De foarte multe ori prin diversele crpturi din calcar circul soluii ce depun carbonat decalciu sub form de calcit. "le apar ca dungi albe, contrastnd puternic cu culoarea, de obicei mainchis a calcarelor. Einele de calcitF, cum se numesc ele, nu snt dect o crpeal a locului unde s!arupt roca.

:orma cea mai simpl de deformare a stratelor este cutarea. 7 cut are o parte boltit n sus,numit anticlinal i una curbat, n covat, numitsinclinal fig. GK0.

:ig >5!>G


12/108

II. E+DOCARSTUL

+eterile9 %e cuvnt magic, plin de tainele grele ale adncurilor pmntului) n el se mpletetegroaza de ntuneric i necunoscut cu ecitaia pe care o d misterul i aventura. De!a lungul veacurilora atras sau a ndeprtat pe oameni) ne!a ncntat copilria prin tot ce, straniu, fabulos sau eroic, se legade el- 3iegfrid, Aladin, 6om 3a;Ser, balaurii, piticii, vrjitoarele, comorile ascunse i cte i mai ctealtele. (n copilrie peterile snt un simbol al misterului. #i snt att de legate de plsmuirile fantezieinct snt puse de multe ori n aceeai categorie cu Tara Minunilor, a piticilor, a uriailor sau iadul cudracii si, un trm fermecat, nu tocmai bine precizat ca aezare geografic, menit s adposteascfiine ciudate sau ntmplri neverosimile.

6otui, peterile eist cu adevrat. 3e gsesc n anumite locuri de pe pmnt, sau mai bine zis,de sub pmnt, cu anumite dimensiuni petera Efr fundF din legende nu a fost descoperit nc0 isnt tot att de reale ca orice alt element al scoarei +mntului. %a snt ntunecoase i poate puintenebroase, este adevrat. %a snt misterioase, este, de asemenea, adevrat. Dar misterul nu vine de lafiine i ntmplri supranaturale, ci din faptul c ele snt nc prea puin cunoscute, c ele ascund tainen ce privete naterea i evoluia lor.

%a s ptrundem aceste taine nu este uor, cci peterile constituie n ele nsele o lume a lor, o

lume aparte, cu legi i fenomene ce nu!i au de multe ori seamn la suprafaa pmntului.3 ptrundem ntr!o peter. %e vedem* 'n gol negru cscat naintea noastr. "ste o galerie.$uminnd!o, observm c ea este delimitat de perei de calcar cioplii n chipurile cele mai bizare. +ejos se afl un strat de nisip amestecat cu pietre ascuite de calcar. +e el snt crescute ici!colo coloanezvelte, stalagmitele, iar din tavan atrn ururi, stalactitele. Mai ncolo pe podea susur un pria ce sepierde ntr!o crptur.

%um pot fi clasificate toate acestea*$a prima vedere foarte uor, De o parte este golul peterii cu pereii mrginai, de alt parte

este umplutura golului, adic tot ce nu este Estnc n locF, nisipul, prundiul, bolovniul, stalactitele,stalagmitele i chiar apa. Deocamdat s ne ocupm de golul peterii i de pereii ei.

(nsi aceast enunare a subiectului & Egolul peterii i pereii eiF&creeaz o dificultate,aceea de a clasifica mpreun lucruri care snt palpabile cu lucruri care... nu eist. 3 ne eplicm- ceeste o peter* 'n gol subteran. Acolo unde este un masiv compact de calcar nu eist peter. +etera

eist acolo unde nu este calcar. Deci petera se definete prin lips de materie."ste cunoscut EdefiniiaF covrigului- o gaur cu ceva coc mprejur. "ste drept c definiiapoate fi i ntoars- covrigul este coc cu o gaur la mijloc, respectiv, petera este calcar cu un gol n el.%are din definiii este pentru noi cea bun*

Dac n privina covrigului este vorba mai mult de un amuzament, la peter chestiunea estedeosebit de important i trebuie s hotrm n funcie de alt ntrebare- ce ne intereseaz, golul peteriisau pereii ei* om rspunde- deopotriv. Dac este vorba s analizm o reea subteran pe care circulapa, ne intereseaz, evident, golul, dac ns studiem formele pereilor unei peteri, ne intereseaz rocanconjurtoare. +entru a nelege tot ce se ntmpl n peteri va trebui, deci, s vedem, metodic, mainti cum iau natere golurile subterane. om ncepe prin a face Eordine sub pmntF, ncercnd oclasificare a diverselor tipuri de peteri. "a ne va arta c dintre toate golurile naturale cele maiimportante, mai numeroase i mai mari snt cele create n calcar de circulaia apei cap. /0. (n ce mod*%u aceasta ne vom ocupa n capitolul 1. om trece apoi la studiul concret al golului peterilor pentru a

descifra din forma lui trecutul. Aceasta va face obiectul capitolului 5. %u analiza pereilor caremrginesc golul ne vom ocupa n capitolul G i n sfrit, cu umplutura peterilor ne vom ocupa ncapitolele J i K.

,. ORDI+E SU- P)&+T

+eterile constituie un domeniu aparte al scoarei +mntului. 'n peisaj subteran nu seamncu nimic din ceea ce vedem la suprafaa +mntului. Aici totul este deosebit. Ajunge s amintim cfactorii principali ce duc la modelarea suprafeei +mntului & schimbrile de temperatur, insolaia,ngheul, ploaia, vntul & nu se ntlnesc n peteri. De aceea, ptrunznd ntr!o peter ne trezim dintr!odat ntr!o lume strin, neobinuit, unde totul este nou i neateptat, ncercnd s dm o eplicaielucrurilor pe care le vedem, riscm s ne ncurcm ntr!un pienjeni de detalii din care s nu maiputem iei. De aceea se impune s atacm lucrurile cu puin metod. 3 ncepem deci prin a face cuajutorul unei clasificri puin ordine sub pmnt.

$ucrul nu este tocmai uor, cci orice clasificare a unor elemente din natur este arbitrar,


13/108

artificial, creat de om. ?atura nu lucreaz dup scheme i nu pune hotare ntre fenomene. "le seleag, se ntreptrund, se condiioneaz reciproc. %u orice clasificare tiem dintr!un tot & natura &buci pe care le vrem individualizate, rupte unele de altele i crora le spunem claze, ordine, familiisau grupe, de parc nu ar avea nimic comun ntre ele. #i totui, dei s!ar prea c greim, sntemobligai s facem clasificri, cci acesta este unul din paii importani spre cunoaterea i nelegereanaturii.

Deci, cu tot riscul de a grei, vom ncerca de aici nainte s clasificm tot ce vom ntlni subpmnt, ncepnd chiar cu peterile.

rin peter se n#elege orice gol natural aflat n scoar#a mntului. Accentum c estevorba de goluri naturale, cci omul, n voina lui nestvilit de a cuceri integral globul pmntesc, i!acroit drum i spre mruntaiele lui. "l a spat mine, galerii, puuri, tunele, dar nu peteri.

(n acelai sens cu EpeteraF se folosesc de multe ori cuvintele EcavernF i EgrotF. +rimul estesinonim cu EpeterF, dar este greu de folosit ca substantiv, cci nu este obinuit limbii noastre. Deeemplu mai curnd spunem Eam vizitat petera 3crioaraF dect Eam vizitat caverna 3crioaraF. (nschimb cuvntul EcavernF este foarte util ca adjectiv, cci se vorbete n mod curent de EfauncavernicolF, Emediu cavernicolF, Eclimat cavernicolF fr a se putea vorbi despre Efaun petericolF.Emediu petericolF sau Eclimat petericolF.

(n ce privete cuvntul EgrotF, el este folosit uneori n sensul de EpeterF de eemplu EUrotalui :ingelF0, sau prin el se nelege numai o sal a unei peteri de eemplu EUrota 'rilorF din petera

2alomiei0. Acest al doilea sens este cel mai frecvent n limbajul curent nu n cel tiinific0, dei nu esteprin nimic justificat, deoarece n limba francez, de unde vine, EgrotteF nseamn peter n ansamblu.(n realitate, cuvntul EgrotaF ar trebui folosit n limba rom@n doar pentru ecavaiile artificiale, fcutede om, ca de eemplu EUrotele din %imigiuF. Uu att mai mult cu ct acestea reprezint aspectul...grotesc al peterilor adevrate9

Dup aceast digresiune lingvistic, s revenim la subiect, adic la clasificarea peterilor. Amspus c peterile se datoresc dizolvrii calcarului de ctre ape. $ucrul este valabil pentru majoritateapeterilor, n realitate eist ns i peteri nelegate de calcare, de care trebuie ns s se in seamantr!o clasificare complet.

%ea mai general mprire a peterilor se face dup faptul dac au luat natere o dat cu rocaunde se afl sau ulterior. Din acest punct de vedere se disting peteri primare i peteri secundare,fiecare grup putnd fi subdivizai dup criterii diferite. edm, n continuare, un tabel sinoptic alacestei clasificri, pe care l vom dezvolta apoi n paginile ce urmeaz.

A. Peteri "ri/are

a. (n roci vulcanice /. peteri!geode1. peteri de contracie5. peteri ntre paturi de lave

b. (n calcare /. peteri n recife1. peteri n tufuri calcaroase

8. +eteri secundare

a. prin deplasare de mase de roci/. peteri de prbuire de blocuri1. peteri de traciune gravitaional5. peteri de traciune tectonic

b. prin eroziune /. peteri de evorsiune1. peteri de abraziune5. peteri de coroziuneG. peteri de lesivare

c. prin coroziune /. peteri de infiltraie1. peteri cutanate5. peteri vadoaseG. peteri freatice

A. Peterile "ri/are

Uoluri n scoar, formate ca atare o data cu roca ce o adpostete, pot fi ntlnite n rocivulcanice i n calcare.


14/108

a. Peterile #! roci vulca!ice/. +eterile!geode. (n rocile vulcanice, n timpul consolidrii topiturilor ce iau natere n

scoar, se formeaz bule gigantice de gaze sub presiune. Dup ce magma s!a ntrit i gazele au ieitpe crpturi, fostele bule de gaze rmn ca goluri n scoar. "le snt de multe ori tapisate cu minunatecristale depuse de soluiile fierbini ce au circulat prin scoar dup ce s!au ntrit rocile. Astfel degoluri mbrcate cu cristale poart numele degeode. %a peter de bule de gaze poate fi dat +etera de

7pal din munii Uurghiului, o adevrat minune a naturii, datorit opalului cu care erau mbrcaipereii, din pcate disprut astzi,.petera fiind jefuit i distrus.

1. +eterile de contracie. 6ot n roci vulcanice pot lua natere goluri prin contractareamagmelor n cur de rcire ce las spaii goale. 7 peter de contracie este de eemplu Urota lui:ingal din insulele ebride, format in bazalte, imortalizat de compozitorul Mendelsohn!8artholdSntr!o celebr uvertur simfonic.

5, 6uburrile de lav. 7 alt modalitate de formare a golurilor n roci vulcanice o ofercurgerea lavelor. "le pot avea pri mai vscoas, ce se consolideaz mai repede, i pri mai fluide, unfel de ru ce curg printre marginile deja nchegate. Dac aportul de lav fluid nceteaz, locul prin carea curs rmne liber, ca un gol. "l este denumit tub de lav, de fapt o peter ce poate fi de maridimensiuni, +eterea Vazamura, de circa /> >>> m lungime, din insulele a;aii, este un tub de lav,cel mai mare de acest fel cunoscut n lume.

b. Peterile #! calcare/. +eterile recifale iau natere n calcare recifale, golurile fiind determinate de creterea

inegal a recifului, +eterile de acest fel le cunoatem mai ales din filmele fcute de scufundtoriisubacvatici n mrile calde, unde ele se prezint sub forma unor crpturi sau tunele tapisate cu corali iechinoderme. Doar n cazul unei ridicri brute a terenului deasupra nivelului mrii de pild pe oinsul vulcanic din +acific0 astfel de peteri pot ajunge n mediu aerian, dar ele au o via scurt dincauza fragilitii, prbuindu!se repede.

1. +eterile n tufuri calcaroase iau natere n depunerile masive de tufuri calcaroase sautravertinuri, prin faptul c acestea pot forma cascade de calcar n spatele crora rmn spaii libere. $a8arr, n "lveia, eist o astfel de peter, relativ mare, ce are i depuneri n ea stalactite i stalagmite0.Astfel de peteri se cunosc i n marile depuneri de tuf de la Waiee i +litvice din 2ugoslavia.

-. Peterile secu!dare

%u mult mai importante dect peterile primare snt cele secundare, formate mult timp duprocile ce le adpostesc.

a. Peterile 'e!erate de de"lasarea rocilorDeplasarea maselor de roci poate avea loc din diferite motive, ca de eemplu gravitaia saii

micrile tectonice./. +eterile de prbuire. %ea mai simpl deplasare a maselor de roci este prbuirea pe

versanii immilor a blocurilor de stnc. 3e ntmpl uneori ca prin ngrmdirea lor unele peste alteles rmn spaii mai mult su mai puin mari, uneori cu aspect de peteri, fr s fie peteri adevrate."vident, natura rocii nu conteaz.

(n masivul Uodeanu din %arpaii Meridionali, n muntele Uugu, eist o peter de /> mlungime, format prin ngrmdirea lespezilor de isturi cristalina "a i!a ctigat o oarecare celebritate,deoarece s!a presupus de unii cercettori c ar fi misterioasa i mult cutata peter a lui Qamoles.

%ele mai frecvente peteri de prbuire snt cele formate prin ncletarea unor stnci ntr!ostrmtoare, cum este de eemplu petera %uptorul din cheile 3omeului %ald munii 8ihor0.

1. +eterile de traciune gravitaional iau natere n masivele de roci dure, compacte,terminate cu un perete vertical n lungul acestuia se formeaz, paralel cu el, datorit atracieigravitaionale eercitate de gol, crpturi ce pot fi uneori foarte lungi. "le seamn cu avenele, mai alesdac deasupra vin blocuri ce se ncleteaz formnd un fel de tavan golului de dedesubt. Dei teoreticastfel de peteri se pot gsi n orice roc, ele se ntlnesc mai ales n calcare, acestea genernd uorperei abrupi i fisuri de tensiune.

+eterile de traciune snt destul de frecvente, de cele mai multe ori snt ns reduse cadimensiuni. +e masivul de calcar de la $espezi din 8ucegi se gseau cndva crpturi verticale, adineide 1> &G> m. +e vrful 3turzul din valea %riului ?egru, deasupra!ponorului vii 6raghieli din +adi

.munii 8ihor0, precum i n cheile meilor se gsesc de asemenea astfel de crpturi. Maiinteresant este +etera liliecilor din muntele ghimi masivul aru0 cu o adncime de aproape />>m, foarte periculoas din cauza nenumratelor blocuri aflate ntr!un echilibru instabil.


15/108

5. +eterile de traciune tectonic snt crpturi formate adnc n interiorul +mntului, ntimpul marilor convulsii prin care a trecut scoara. 7 traciune de ambele pri ale unui bloc de rocrigid, de eemplu pe bolta unui anticlinal n timpul cutrii stratelor, poate duce la crearea unor marigoluri n scoar. :enomenul are loc, probabil, n orice roc rigid, dar astfel de goluri nu snt accesibiledect n calcare, unde procesele de carstificare pot croi un drum subteran pn la ele, fcnd posibilcunoaterea lor.

+eterile de traciune tectonic snt mult mai frecvente dect s!ar putea crede. %ea mai marepetera din .:. Uermania, petera Vluthert, are o astfel de origine. +eterea cu Uhea din masivul+iatra Mare jud. 8raov0, petera din ponorul de la Wupneti podiul Mehedini0 snt de aceeainatur, n multe peteri, marile sli subterane se datoresc de multe ori unui astfel de fenomen, ca deeemplu 3ala Mare din Avenul din #esuri de lng 3crioara munii 8ihor0, aflata la o adncime de P>m. (n acest caz este ns vorba de peteri mite, la formarea crora au contribuit mai muli factori

b. Peterile de eroziu!e"le pot apare n orice fel de roc, fiind de mai multe feluri, dup agentul generator./. +eterile de evorsiune iau natere n versanii rurilor, acolo unde apa face vrtejuri

puternice, btnd malul. Denumite dup procesul de eroziune prin vrtejuri, numit EevorsiuneF, ele nus@nt niciodat prea adnci, fiind mai mult case, ca de eemplu 3urata din valea 3ighitel, 'neori ns,ca n cazul peterii $ettenmaSer din Austria, ele pot atinge i 1> m lungime.

1. +eterile de abraziune se datoresc btii valurilor marine n rm, proces denumit abraziune.%elebr din aceast categorie este +etera de Azur din 2nsula %apri 2talia0, cu un istoric deosebit deinteresant.

%reat n trecutul ndeprtat de btaia, fr rgaz a Mrii 6ireniene, ntr!un rm nu prea stabilfoarte aproape se ridic silueta nelinititutului ezuviu0, petera a fost ridicat treptat, o dat curmul, deasupra nivelului mrii. Aa a cunoscut!o mpratul 6iberiu i nobilii romani, ce urcau petrepte spate in. stnc pn la ea ca s scape aici de dogoarea soarelui sudic. Dup aceea rmul s!acobort, peterea ajungnd la nivelul mrii, apoi sub el, gura fiindu!i complet necat. De!abia n /1Kpoetul i pictorul german August Vopisch, notnd de!a lungul rmului, a redescoperit gura necat apeterii. ?umele vine de la etraordinara culoare albastr care!i scald pereii, provenit din faptul clumina zilei nu ptrunde direct n peter, ci prin apa mrii. Apa joac astfel rolul unui gigantic filtrucolornd totul n albastru de diferite nuane, dup or, dnd peterii un aspect feeric.

+rin prbuirea tavanelor peterilor de abraziune rmn de multe ori frumoase arcade, ca celede pe rmurile engleze ale Mrii Mnecii.

5. +eterile de coroziune snt numite astfel dup aciunea de eroziune a vntului, denumit icoraziune. +entru ca vntul s poat sap stnca, el are nevoie de EproiectileF de atac. Acestea sntboabele de nisip strnite i apoi prvlite cu for asupra stncilor. ?ici cea mai dur roc nu rezistatacului i cu vremea curentul de aer btnd tot la acelai loc formeaz o ecavaie, o peter. +entru cas se formeze o astfel de peter este deci nevoie de vnt puternic i de nisip. Aceste dou condiii sentrunesc mai ales n pustiuri sau pe munii nali, fapt pentru care peterile de coroziune se ntlnescnumai n astfel de locuri. (n prima categorie ntr peterile din deertul din jurul Mrii Moarte i celedin pustiul Vhotan din 6ibet, i unele i celelalte celebre prin importantele manuscrise vechi gsite nele.

%a i n cazul peterilor de abraziune, i la acestea pot lua natere, prin prbuirea tavanului,frumoase arcade ea cele din +arcul naional al arcurilor 'tah, 3.'.A.0.

G. +eterile de lesivare se datoresc aciunii de splare a apei lesivare X splare0. "ste cazulpeterilor din masivul ?egoiul om@nesc munii %limani0, constituit din pturi suprapuse de lave,cenui vulcanice i aglomerate, adic sfrmturi de roc vulcanic, cimentate ca un conglomerat.Apele de infiltraie, ptrunznd de la eterior printre stratele dure de lave i aglomerate, au splat, aundeprtat stratele de cenu afnat, lsnd un gol n urma lor. Astfel de peteri pot fi destul de mari,atingnd i la 1>> m lungime.

c. Peterile de dizolvareDenumite i peteri de coroziune, ele necesit eistena unor roci solubile i a unui solvent,

apa. (n scoara +mntului snt puine roci solubile capabile s dea natere la peteri- sarea, gipsul,calcarul i dolomitul.

3area i gipsul fiind etrem de solubile, n ele nu se pot forma peteri de mari dimensiuni, cciapa, dizolvnd rapid pereii, mrete golul pn ce snt depite condiiile de echilibru i tavanul se

prbuete. 3e cunosc totui cteva peteri n sare, ca de eemplu peterile de la Meledic jud. 8uzu0,unde se afl cea mai lung peter n sare din lume, de />JG m. (n gips se cunosc reele subteranefoarte etinse, cum ar fi petera 7ptimistices


16/108

Dolomitul reacioneaz n mod asemntor cu calcarul la dizolvare, fapt pentru care nu va fitratat separat.

%alcarul poate forma masive ntregi sau poate aprea ca ciment al rocilor detritice. (n cazuldin urm, prin dizolvarea cimentului calcaros al unor gresii sau conglomerate se desprind blocuri iastfel se creeaz i se poate mri un gol de peter. +eteri n conglomerate se gsesc, de eemplu, n8ucegi, n circurile ii Albe sau n valea Ulbenele, dar ele snt de mici dimensiuni. (n schimb, n

:rana, petera 3aint!+ierre, spat n gresii cu ciment calcaros, are 1>> m lungime, galerii ce depesc1> m lime, un ru subteran i foarte frumoase concreiuni ecentrice.

$a urm au rmas de menionat peterile nscute prin dizolvarea calcarului masiv. Acesteasnt peterile cele mai adnci, cele mai lungi i cele mai numeroase, astfel c s!ar putea spune c ele sntadevratele peteri.

Deoarece ele snt rezultatul aciunii apei asupra calcarului, cea mai simpl clasificare se poateface dup apa generatoare. (n acest sens se deosebete o grup de /0peteri de infiltra#ie, nscute princoroziunea determinat de apa ce ptrunde discret n calcar, prin puncte infime. "ste vorba de apa deploaie sau de apele din topirea zpezii capabile s formeze doar peteri mici. Dac aceast ap estesupus ngheului i dezgheului, ea va mri golul, dnd natere la o peter criogen sau 10 petercutanat, adic superficial. Dac ns apa ptruns n subteran stabilete un circuit continuu decurgere, chiar i a unei ape de debit redus, rezult 50 o peter de tip vados, iar dac apa va forma unstrat acvifer ce umple toate fisurile, diaclazele i feele de stratificaie constituind un sistem comple, ia

natere o reea subteran labirintic, adic o G0peter freatic. De cele mai multe ori peterile sntcomplee, formate din segmente de diferite tipuri, fapt pentru care ar trebui difereniate i o categoriede peteri cu caracter mit.

%. APA 0I CROIE0TE DRU&UL

+eterile reprezint cile subterne ale apelor prin masivele de calcar, ci ce se ntind ntrelocurile unde apa ptrunde n masiv, ponoarele i locurile pe unde l prsete, izbucurile, ntre ponoarei izbucuri se ntind firele de tain ale peterilor. %a s nelegem cum iau natere i cum evolueaz ele,trebuie s rspundem pe rnd la trei ntrebri fundamentale- /0 de ce prsesc apele suprafaapmntului i cum ptrund n adnc) 10 cum i croiesc ele drumul prin masivul de calcar, curgnduneori la mari adncimi pe ntortocheatele i ntunecatele ci subterane) 50 cum scap ele de ncletareastncii i ies din nou la lumin. 7dat lmurite aceste probleme se poate defini G0 f!e este un acvifercarstic i J0 cum iau natere peterile.

A. P$tru!derea a"ei #! /asivele de calcar(ncepem cu cu adevr mai mult dect elementar- orice ap curge de la deal la vale. De ce se

ntmpl aceasta* +entru c apa este un lichid care adopt forma ecavaiei unde se afl. %nd formaeste nclinat, apa, n tendina ei de a ocupa spaiul ce!i st la dispoziie, caut punctele cele maicoborte i din cauza gravitaiei se pune n micare i curge. %t va curge* +n cnd va da de punctulcel mai cobort al ecavaiei ce!i st la dispoziie, umplnd!o complet i, de unde nu va mai avea undesa curg. Aceasta se ntmpl pentru un fluviu la rmul mrii.

?ivelul pn la care curge o ap se numete nivel de baz i n cazul mrii el este nivelul debaz general. (n afara nivelului mrii eist i nivele de baz locale. Astfel, apa de ploaie iroiete peversantul unei vi pn ajunge la apa rului din fundul vii ce constituie un nivel de baz local. 6ot aa

fiecare ru are un nivel de baza local, punctul unde se vars ntr!un ru mai mare. de eemplu pentru7lt, Dunrea la 6urnu Mgurele.Apa izvoarelor, cantonat n interiorul pmntului, mbib rocile mobile, ca de pild nisipul i

prundiul. 3 ne nchipuim un strat gros de nisip stnd pe un strat de argil. Apa de ploaie cade pe nisipi ptrunde vertical printre spaiile libere dintre boabele de nisip pn ajunge pe stratul de argil. Argilafiind impermeabil, adic fr spaii libere de circulaie a apei, ea nu va putea cobor mai jos, ci se vapune n micare lateral, curgnd foarte lent printre boabele de nisip, conform nclinrii stratului deargil. %nd faa stratului de argil este intersectat de suprafaa reliefului, apa va iei la zi sub form deizvor.

Apa de ploaie ptruns n teren rmne o parte n ptura superficial de pmnt, dnd apa desol, iar restul se duce pn la stratul impermeabil. Deoarece se acumuleaz o cantitate destul de mare deap, care nu se reduce doar la un strat subire pe suprafaa argilei, va mbiba o poriune oarecare inisipul, ca i cum ar fi o mas continu de ap. Din aceast cauz n stratul de nisip eist o poriune

superioar, strbtut numai la ploi de apa descendent pe vertical. "ste zona vadoas strbtut deapa vadoas. Dedesubtul ei este o zon complet mbibat cu ap, unde toate spaiile libere dintreboabele de nisip snt ocupate de apa ce se mic lent lateral, curgnd spre izvor. Aceast poriune


17/108

EnecatF este zona freatic, strbtut de apa freatic, numit ipnza de ap freatica saupnza deap subteran.

3uprafaa care delimiteaz zona vadoas de cea freatic reprezint un nivel de baz localpentru apa de ploaie ce ajunge pn aici ptrunznd prin nisip, dup cum faa stratului impermeabil esteun nivel de baz pentru pnza freatic n ansamblu.

Apa acumulat n zona freatic nu este imobil, ci se mic. Deplasarea este condiionat de

Enlimea eiF, adic de diferena de nivel dintre punctul cel mai ridicat i izvorul final, de mrimeagranulelor printre care se strecoar i de ali factori.

6oate acestea se refer la cazul general al rocilor detritice afinate pietri i nisip0 %u oporozitate intersti#ial ce confer opermeabilitate n mic.

%e se ntmpl cu apa n calcare*%alcarul n sine nu este o roc permeabil, ci compact, prin care nu trece apa. (n schimb este

strbtut n toate direciile de discontinuiti, cum snt fisuri, diaclaze, fee de stratificaie, ce constituieo porozitate de fisuraie propice circulaiei apei. De aceea calcarul are o permeabilitate n mare.+ermeabilitatea n mare nu este proprie numai calcarelor, cci eist i alte roci compacte,impermeabile, cu apa circulnd pe crpturi, de eemplu granitele. %u totul specific calcarelor estesolubilitatea sa, fapt ce determin ca apa, circulnd pe discontinuiti, s le poat mri prin dizolvare.

Apa care curge pe calcar nu face ecepie de la legea general de curgere, de la puncteleridicate spre cele coborte. Atta timp ct nu eist fisuri sau alte rupturi pe un masiv de calcar, apa va

curge pe el ca pe un strat impermeabil, dizolvndu!/ n mod uniform, pe toat suprafaa. Dac gsetens o crptur, apa ptrunde prin ea i va ncepe s!i dizolve pereii, o va adnci i va nainta maiadnc.

Dizolvarea i deci, avansarea apei este ajutat i de ali factori. (n interiorul masivului decalcar temperatura fiind mai sczut, apa ptruns se va rci i i va mri prin aceasta puterea dedizolvare. (n acelai timp n crptur se acumuleaz o coloan de ap tot mai nalt, astfel c presiunean fundul crpturii va crete, ceea ce va mri, de asemenea, puterea de dizolvare a apei.

Dizolvarea i avansarea apei nu merge ns la infinit. +n la urm apa se va satura, se varealiza un echilibru ta condiiile de presiune i temperatur eistente i apa va stagna. 3!ar prea astfelc procesul de ptrundere a apei n calcar s!a terminat, i aa se i ntmpl dac drumurile de acces aleapei ar fi independente. (n realitate, masivele de calcar snt strbtute n toate direciile de fisuri,diaclaze, falii, fee de stratificaie ce formeaz o reea comple de goluri. "ist astfel anumite ci pecare apa va putea strbate ntreg masivul legnd ntr!un punct mai cobort din nou la zi. eapariia apeieste esenial, cci numai ea permite stabilirea unui curent continuu de curgere.

Apa din calcar care nu reuete s rzbat la lumina zilei este ineficace din punct de vedere alcrerii peterilor, cci se va satura i va stagna, fr a mai putea mri golurile subterane. (n schimb, unfirior de ap, ct de mic, care reuete s traverseze dintr!o parte n alta un masiv de calcar, va putea dnatere marilor peteri, cci odat stabilit curgerea continu, apa proaspt intrat n masiv va dizolvantr!una caile subterane, mrindu!le.

+rin mrirea golurilor vor fi interceptate alte fisuri umplute cu ap stagnant, ce vor fiEdestupateF la captul lor inferior, devenind i ele active, prin ele stabilindu!se un circuit continuu deap.

(n felul acesta, cu timpul, ntregul masiv de calcar va fi strbtut de o reea de canale cu ocirculaie continu de ap. +rin mrirea numrului de canale active, apa de la suprafaa pmntului, fieea de ploaie sau de iroire pe pant, va gsi tot mai multe locuri de ptrundere n interior, astfel ctreptat ea va prsi curgerea de suprafa, adoptnd cile de circulaie subteran.

+unctele de ptrundere n calcar ale apei vor fi deci firile, diaclazele, faliile i feele destratificaie, toate reprezentnd pori deschise ale ei spre adnc care, de multe ori, nici nu se observ lavedere.

'n caz special l prezint punctele de intrare n calcar al rurilor, cci aici locurile de pierdereale apei snt vizibile. "le poart numele de insurgen# i reprezint cazul mai avansat al captrii apei de3uprafaa. 'n ru se pierde n calcar n mai multe feluri. %nd ptrunderea are loc pe o gur de petereste opierdere cu peter. %nd se face pe rupturi sau pe fee de stratificaie, impenetrabile pentru om,este unponor. Alteori, deasupra locului de pierdere se adun o coloan de ap ce face presiune asuprapunctului de captare. (n acest caz este vorba de unsorb. "istsorburi fluviatile ca n +oiana +onor din+adi, unde un ru ntreg se pierde n felul acesta, sau ca pierderea apelor Dunrii la Aachen .:.Uermania0, unde sub oglinda fluviului se afl cteva puncte de captare prin care este drenat o parte aapei lui. "ist apoisorburi lacustre, unde o parte din apa unui lac este drenat subteran pe canale

carstice, ca de eemplu la lacul itom din "lveia. (n sfrit snt i sorburi marine, ca celebrele Emori dela ArgostoliF %efalonia &Urecia0, unde apa mrii este EsuptF de canale deschise n mal, sub nivelulmrii.


18/108

trunderea apei n masivele de calcar este prima lege general pentru regiunile calcaroasei ea indic gradul n care o astfel de regiune este carstificat. +rin carstificare se nelege tocmaimsura n care ntr!o regiune calcaroas este realizat curgerea subteran n detrimentul celei de lasuprafaa.

Apa ajuns n masivul de calcar este, deci, de dou feluri- ap ptruns ca ru organizat,curgnd ca atare prin el, i apa de ploaie, infiltrat discret, pe mici crpturi, adunat pn la urm i ea.

(n uvoaie mai mari. Distincia, dei nu este calitativ ci doar dimensional, este necesar, cci celedou feluri de ape joac roluri deosebite n modelarea peterilor.

%u aceasta nu s!a epuizat ins ntregul capital de ap al masivelor calcaroase. (n calcar o bunparte din fisuri este ocupat de aer, ptruns de la eterior. Aerul vine ncrcat cu vapori de ap, care,din cauz temperaturii mai sczute, se condenseaz pe pereii cavitilor. Dei proveniena apei princondensare a fost negat cu vehemen de unii cercettori, ca de eemplu speologul francez ".A.Martel, msurarea foarte precis a cantitii de precipitaii ce cad pe un masiv calcaros i a debitului deap ieit din el a artat c apa de condensare joac un rol important i c ea nu poate fi ignorat.

-. Circulaia a"ei #! /asivele de calcar

%analele de curgere a apei snt la nceput de dimensiuni mici, de la civa milimetri la civadecimetri diametru, fiind complet umplute cu ap ce ud toat seciunea. +rin ele eist o curgere sub

presiune, iar canalul poart numele de canal de presiune, sau conduct for#at. %u timpul ns, prinmrirea golului datorit coroziunii, cantitatea de ap nu mai este suficient pentru a!/ umple i eaocup mimai partea lui inferioar, restul fiind umplut cu aer. Apa nu mai curge cu presiune, ci doardatorit greutii ei, de unde i numele de curgere gravita#ional sau curgere cu nivel liber, ceea cevrea s nsemne c apa are o suprafa liber, de!a lungul creia ia contact cu aerul fig. J0.

:ig >J%ele dou feluri de curgere, sub presiune i cu nivel liber, depind de mrimea canalului i de

cantitatea de ap. "ist canale de civa metri diametru cu suficient ap pentru a fi sub presiune, dupcum snt altele, doar de civa centimetri, n care apa curge cu nivel liber. De altfel trecerea de la un tipla altul de curgere poate s alterneze n timp. Astfel, n timpul unor mari ploi, sau primvara, la topireazpezilor, eist suficient ap ca s umple o galerie ce n mod normal are un curs cu nivel liber. "stecazul +eterii de la %put munii 8ihor0. 2nvers, este cazul +eterii $azului din valea Motrului 3ec, deobicei sub presiune i numai n timp de secet cu nivel liber. (n plus, orice strmtare a canalelor dedrenaj de pild datorit unei prbuiri0 poate pune sub presiune o reea cu spaii vaste.

%ele dou moduri de curgere a apei n subteran snt fundamental deosebite prin legile de careascult i prin efectele ce le au n crearea i modelarea peterilor.

(n curgerea sub presiune, apa, mpins de noile cantiti ce ptrund n subteran, avanseaz printoate discontinuitile masivului de calcar, ntr!o reea ce trebuie imaginat n cele trei direcii alespaiului n jos, lateral i n sus. De aceea nici nu ar trebui s se vorbeasc despre EcurgereF subpresiune, cci curgerea n sus nu eist, ci de EavansareF sub presiune. +osibilitatea unei ape de a sepropaga n toate direciile i d libertatea de a!i alege drumul cel mai uor.

%urgerea gravitaional nefcndu!se sub presiune este identic cu curgerea de la suprafaapmntului evident cu nivel liber0, ascultnd de aceleai legi ale curgerii din punctele ridicate spre celecoborte, fapt ce face ca astfel de ape s fie numite i Eruri subteraneF. $a ele n afara dizolvrii, ncepes joace un rol important i eroziunea mecanic, eercitat att de apa curgtoare, propriu!zis, ct maiales de prundiul i nisipul transportat, cu puternic aciune eroziv asupra albiei. %ele dou tipuri decurgere ale apei sub pmnt, dei reprezint faze succesive, ele eist i simultan ntr!un masiv. (n fig. Kse vede n seciune un masiv de calcar strbtut de un sistem de fisuri. Apa de infiltraie temporarpunctat0 se adun ntr!un sistem de curgere gravitaional notat YZ0. %u timpul apa din galeria YZptrunde n fisurile aflate sub ea, le mrete i le ine sub presiune. "le trec apoi la curgereagravitaional i se tot mresc pn cnd nghit toat apa ce curgea pe YZ drennd!o prin galeria 88Z. (nacest moment A88Z este ogalerie activprin care curge apa, iar AFAZ este o galerie parial prsit deap, >galerie fosil. Adncirea se poate repeta de mai multe ori, galeriile prsite suprapunndu!se pemai multe etaje.

:ig >K%ele artate evideniaz un fapt foarte general- tendina apei de a cobor ct mai jos, de a se

adnci ct mai mult n masivul de calcar, proces cunoscut i de la apele de suprafa. Acolo ns apacurge pe un pat impermeabil, pe care nu poate dect s!l road. (n calcar posibilitile snt mult mai

mari, ele fiind date de toate fisurile i diaclazele aflate sub nivelul de curgere la un moment dat al apei,ele putnd, cu un efort mic de dizolvare i eroziune, s fie folosite de ap. "ist astfel Eun capitalcarsticF ce nu trebuie dect s fie eploatat. Adncirea apei n masivele de calcar poate fi de aceea foarte


19/108

rapid, fapt demonstrat n mod concret de ceea ce s!a ntmplat n podiul +aderborn din 3uabia:rancon. Acum 5>> ani eista nc pe el o via intens, cu numeroase sate aezate la marginearurilor. Din cauza defririi pdurilor a fost distrus nveliul vegetal ce proteja subsolul calcaros,carstificarea a progresat repede i toate rurile au disprut n subteran. $ipsite de ap, aezrileomeneti s!au destrmat i astzi podiul este un pustiu calcaros.

6ristul caz relatat pune n eviden n mod clar a doua lege general pentru regiunile

calcaroase- apele se adncesc ct pot mai repede i ct mai adnc n masivele de calcar, prsind eta)elesuperioare de drena), ce devin fosile.

C. Ieirea a"ei di! /asivele carstice

2zvoarele obinuite, emergentele, reprezint ieirea la zi, dintr!o pnz interstitial, a apei ce acirculat prin roci permeabile n mic. "le se caracterizeaz printr!un debit nu prea mare, dar constant.2eirile la zi ale apelor ce au circulat printr!un masiv de calcar poart numele de izvoare carstice 8auexurgente. "le constituie drenajul unei curgeri pe fisuri i se caracterizeaz prin debite etrem devariabile, ce pot atinge maime considerabile. Dac pentru un izvor carstic se cunoate i punctul deptrundere, insurgena, ieirea la zi poart numele de resurgen#.

:ig >N%el mai simplu tip de eurgen este petera emergent, adic o peter cu un ru subteran

ieind din ea fig. N a0.$a gur poate eista o acumulare de pietri sau de nisip cu o scurgere secundar de ap printr!

un aa!numit subdrenaj. %el mai adesea apa iese ns pe un canal ce face o bucl n jos, circulnd peprincipiul vaselor comunicante. $a gura peterii ai impresia unei ape imobile, a unui lac i numaicurgerea continu peste pragul bazinului arat c pe aici iese necontenit apa. 7 astfel divergen poartnumele de izbuc fig. Nb0.

"ist i false izbucuri au ramura ascendent determinat de o acumulare de argil, nisip ibolovani, eventual cu un subdrenaj fig. Nc0. Acumularea poate fi format de materialele aduse chiar derul subteran i depuse de el aici.

Deoarece apa aflat ntr!un masiv carstic nu este cantonai ntr!o pnz freatic cu porozitaten mic, capabil s elibereze o cantitate constant de ap, izbucurile au fluctuaii puternice de debit, nfuncie de cantitatea de ap ptruns n masivul de calcar. :luctuaiile fac uneori ca i canalelesuperioare s fie invadate de ap i s ia natere un izbuc secundar fig. N d0. (n acest caz izbuculinferior este permanent, iar cel superior intermitent, funcionnd numai la viituri. 'n caz special alizbucurilor intermitente l constituie izbucul periodic. Aici funcionarea se bazeaz pe principiulvaselor comunicante fig. Ne0. Apa venit prin * se acumuleaz n camera 8 pn ce nivelul urc n".(n acest- moment apa invadeaz canalul C i ncepe s curg prin D. %hiar dac prin curgere nivelulapei din camera+ coboar sub nivelul maim al canalului C, apa continu s curg pn pe ce niveluldin+ ajunge la "1i pe canalul Cptrunde aer. (n acel moment curgerea se oprete. "a va rencepe cndapa venit prin* umple din nou camera+pn la nivelul "/i aa mai departe. "ste n fond principiulpe baza cruia se golesc butoaiele de vin cu un furtun.

'n caz foarte interesant de izbuc periodic l!a reprezentat izbucul de la %lugri, din podiulacu. Aici apa ieea cu dou pulsaii. Dup prima ieire urma o pauz de />&1> minute, venea o adoua ieire, apoi o pauz de J minute, dup care ciclul rencepea. "plicaia este simpl. (n loc s fie osingur camer de acumulare, erau dou, de dimensiuni inegale, ceea ce fcea ca perioadele de ieire aapei s fie inegale. Astzi intermitena nu mai eist, deoarece apa i!a gsit un drum direct de ieire.

(n afara peterilor debitoare i a izbucurilor, apa prsete masivele de calcar foarte adeseaprin subdrenaj. "l are loc n patul rurilor de suprafa ce adun pn la urm toat apa dintr!un masivcalcaros. "mergentele de subdrenaj nu se vd i ele pot avea aspectul unui izbuc sau pot s fie doarfisuri prin care ies cantiti mici de ap. "istena lor este sigur, deoarece diverse msurtori au artatc apa cu ieiri vizibile dintr!un masiv calcaros nu reprezint ntreaga cantitate de ap ptruns n el."istena lor ridic o problem deosebit de complicat, aceea a sprii canalelor carstice sub nivelulrurilor de suprafa.

D. Acvi*erele carstice+e la nceputul secolului nostru, cnd studiul tiinific al peterilor avea deja un trecut de civa

zeci de ani, cercettorii ajunseser la convingerea c apa circul prin calcare ntre punctele deinsurgen i izbucuri pe anumite ci, peterile. 3e considera c este o circulaie direct, simpl, fr

acumulri de ap n interiorul masivului de calcar, de tipul Eru subteranF.:ig >(n /P>J, ns, un hidrolog austriac, Alfred Urund, a ncercat s aplice la masivele de calcare,


20/108

adic a rocile permeabile n mare, noiunile i legile hidrologica ale curgerii apei prin rocilepermeabile n mic. +unndu!i ntrebarea, ct de adnc ptrund apele n calcare, el a emis prerea c iaici trebuie s avem, ca i la rocile permeabile n mic, un strat impermeabil limit. Dac se afldeasupra nivelului de baz local, adic deasupra rului ce dreneaz regiunea, curgerea apei se va facesimplu i direct fig. a0. Dac ns stratul impermeabil se afl sub nivelul de baz, atunci n parteainferioar a masivului de calcar se acumuleaz ap, care va umple toate fisurile i crpturile, pn la

nivelul izbucului, deci a rului ce dreneaz regiunea. %u alte cuvinte i n masivele de calcare eist ozon inundat permanent i o zon strbtut temporar de ap fig. b0. Deoarece suprafaa zoneiinundate joac, pentru apa ce strbate pe vertical masivul de calcar, rolul unui nivel de baza, teoria luiUrund se mai numete i teoria nivelului de baz sau, n limba german, rund-assert"eoric, ceea ce,n mod ntmpltor, poate s nsemne i teoria apei lui Urund9

6erminologia adoptat pentru hidrologia carstic a fost deci cea aplicat terenurilor cupermeabilitate n mic i anume, zona superioar, strbtut temporar de ap, a fost denumit vadoasa,iar cea profund, necat total zona freatic. Au fost propui ns i ali termeni, ca de eempluperechile zon aerat & zon necat sau zon de infiltraie & zon de saturaie. 3uprafaa de separarea celor doua zone este denumit de autorii anglo!saoni -atertable, termen din pcate intraductibil cepoate fi echivalat cu nivel freatic sausuprafa# freatic. 'tilizarea termenilor vados!freatic a fost aprigcombtut recent de ctre carstologul francez A. Mangin, pe motivul c ei au fost creai pentru cazul,complet diferit, al curgerii prin medii poroase i nu pentru curgerea prin medii fisurate, punct de vedere

discutabil, deoarece acelai autor. izeaz termenul de acvifer carstic, ceea ce nseamn Eformaiunegeologic coninnd o pnz de ap subteranF, definiie implicnd eistena unei zone necate cupredominarea micrii orizontale, deci un regim freatic. (n plus, termenii vados i freatic snt preanrdcinai n limbajul speologic pentru a mai putea fi eliminai, ei trebuind s fie meniuni ncontinuare.

Dup dispute aprige purtate ntre speologi, ce nu cunoteau dintr!un acvifer carstic dect zonasuperioar, accesibil, a rurilor subterane, negnd cu vehemen eistena unei zone necate, ihidrologi, care msurnd sistematic debitele eurgenelor nu puteau s le eplice oscilaiile fr apresupune eistena unei zone necate, astzi nu se mai ndoiete nimeni de prezena celei din urm.:aptul permite zonarea pe vertical a masivelor calcaroase din punct de vedere al circulaiei apei,putndu!se distinge mai multe zone fig. P0- /0 zona superioar denumit i epicarstic cuprindemultitudinea de fisuri i diclaze aflate la suprafaa masivelor calcaroase ce permit ptrunderea apei nsubteran. 10 'rmeaz dedesubt zona unde apa circul predominant pe vertical, pn ce ajunge la 50zona de circulaie orizontal, constituit din galerii de dimensiuni mai mari ce au rolul unui dren, aciconduc apa spre resurgen. G0 3ub ea se afl zona necat, unde toate fisurile i feele de stratificaiesnt ocupate de ap. 7 noiune recent introdus n hidrologia carstic este cea de sistem anexa ce serefer la prezena unor mari spaii situate lateral, fa de traseul drenului principal cu posibilitatea de aprelua surplusul de ap la viituri. De altfel n ntregul masiv se poate defini un nivel de viitur i unnivel de etiaj minim de debit0, ntre care se situeaz galeriile!dren, inundate sau nu n funcie deaportul apa. (ntr!un astfel de model, zona aerat sau vadoas se ntinde de la suprafa pn la nivelulde etiaj iar sub aceasta, zona necata sau freatic.

:ig >PAlimentarea acviferului carstic se poate face nu numai infiltraie pe fisurile de la suprafa, ci

i prin ptrunderea n subteran a unui ru gata constituit. "a poate s aib loc la nivelul drenului sau alzonei aerate, n ultimul caz

relieful-carstic

Documents

termen special i creia

n schimb alte minerale

mari nspre aval n carst

i drum nupe deasupra

sare fr a puteafi urmrit

atrage in mod ineorabil

snt in celedin urm

fr s maiconflueze ntre