Cueva de Villa Luz

Cueva de Villa Luz
spanyol  Cueva de Villa Luz
Jellemzők
Amplitúdó25 m
Hossz1900 m
Nyitás éve1962 
Gazda sziklákmészkő 
Elhelyezkedés
17°26′46″ s. SH. 92°46′42″ ny e.
Ország
ÁllapotTabasco
piros pontCueva de Villa Luz
piros pontCueva de Villa Luz
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon


Cueva de Villa  Luz [ 1 _________ _] Tapihulapa városától ( tacotalpa település Tabasco államban , Mexikó déli részén ) két kilométerre délre található barlang [3] . A hipogén típushoz tartozik, vagyis a bolygó beléből érkező víz, nem pedig felülről szivárgó víz hatására jött létre. A barlang az alsó-kréta időszak mikrokristályos mészkősorának szürkével telített patakjai által okozott erózió eredményeként jelent meg . Az egyesült államokbeli Lechuguilla -barlang és a romániai Movile-barlang mellett a Cueva de Villa Luz egyike annak a három barlangnak a világon, amelyek a kénsav sziklákra gyakorolt ​​hatására jöttek létre [2] . A barlangba bekerülő kénhidrogén eredete még nem teljesen tisztázott, de két forrás lehetséges: a mintegy 65 kilométerre északnyugatra található Villa olajmedence (más források szerint 50 kilométerre), vagy a harmadidőszak elmúló andezit folyása. tíz kilométerre a barlangtól (amely 1982 óta kitört, az El Chichon vulkán , a barlangtól 50 kilométerre nyugatra) [3] . Egyes szakértők a légköri kénhidrogén 34 S kén-izotóp -tartalma és a talajvíz kémiai elemzése alapján a barlangi hidrogén-szulfid olajeredetének változatára hajlanak [4] .    

Környék

A barlang egy dombos trópusi éghajlati övezetben található, buja növényzettel és bőséges csapadékkal (évente 550 centiméter). A barlangot körülölelő mészkőtömeg egy északnyugati irányú geológiai antiklinán helyezkedik el, Cueva de Villa Luztól délre, a kelet-északkelet tengelyen található központi magassággal. A barlangtól északkeletre legalább 9 kénnel telített felszíni és földalatti forrás található, amelyek hőmérséklete és savassága hasonló a barlanghoz, és a jelzett antiklinális észak-északnyugati (alsó homorú) határára korlátozódik. Ugyanakkor három felszíni és két földalatti forrásban (a The Other Buzzing Passage barlangban) gázbuborékokat (feltehetően szén-dioxid CO 2 ) rögzítettek . A tudósok azt sugallják, hogy más forrásokból származó vizek összetételében is volt gáz, de még azelőtt elvesztette, hogy elérte volna a felszínt [3] .

A barlang az egyetlen a mészkőmasszívumában, mellette azonban még több mészkőbarlang található. A földből kitörő források táplálják az El Asufre barlang földalatti tározóit. 27 kilométerre nyugat-északnyugat irányban egy phreatikus földalatti rendszer bukkan fel a föld felszínén kéntartalmú gyógyforrás formájában. Ezeknek a forrásoknak a kémiai összetétele és hőmérséklete is sok hasonlóságot mutat Cueva de Villa Luz vízfolyásaival. El Asufre-tól hét kilométerre keletre található a turisták körében népszerű Grutas de Cocona barlang, amely a hipogén patakok mészkőeróziója következtében jelent meg (jelenleg nem jut be víz a barlangba). Cueva de Villa Luztól egy kilométerre keletre található egy hasonló ősi hipogén-barlang, a Grutas de Cuesta Chica [3] .

Feltárása

Maga a barlang tudományos érdeklődésre tarthat számot, mivel viszonylag könnyen tanulmányozható példa a kénvegyületeken alapuló fejlett kemoautotróf ökoszisztémára és barlangképződésre, valamint az ókorban a mexikói őslakosok vallási rituáléinak helyszíne. A romániai Movile-barlanghoz képest ennek a barlangnak a felfedezéséhez nincs szükség búvárfelszerelésben való vízbe merülésre. De a barlang tanulmányozását nehezítik az emberi egészségre veszélyes gázok (hidrogén-szulfid, szén-monoxid, szén-dioxid, kén-dioxid [5] ), amelyek telítik Cueva de Villa Luz légkörét. Ezért a levegőben lévő hidrogén-szulfid szintjének meghatározásához vegyi elemzőket kell használni, és gyakran csak gázálarcokban lehet barlangban dolgozni.

A barlang első tudományos vizsgálatát Gordon és Rosen biológusok végezték 1962-ben, akiknek az volt a feladata, hogy tanulmányozzák az ott élő halakat, rovarokat és pókokat.

1987 februárjában a barlangot Jim Pisarovich és Warren Niderton barlangkutatók látogatták meg, akiknek a helyiek arról meséltek, hogy egy furcsa fehér patak folyik ki a barlangból. A barlangban készült fényképeket az Országos Barlangkutató Társaság 1988-as ülésén mutatták be.

Egy 1988-as expedíció során Mark Minton vegyész és barlangász indikátorpapír segítségével meghatározta a snottites ( angolul  snottites ) cseppecskék savassági szintjét. A sznotitok nyálkás cseppkövek, amelyekben mikrobák kolóniái élnek.

Az 1989-es expedíció mintákat vett a légköri hidrogén-szulfidból, valamint kén- és gipszmintákat gyűjtött izotóp-analízishez.

Az 1988-as expedíció során elkészítették a barlang előzetes térképét, az 1996-1997-es és az 1998-as expedíciók során pedig pontos térképet készítettek a barlangról. Az 1996-1997-es expedíció során is üledékmintákat gyűjtöttek falakról, padlóról, mennyezetről és cseppkövekről biológiai elemzés céljából, ami lehetővé tette a baktériumkolóniák mélyebb tanulmányozását alacsony pH-értékű környezetben.

1989-ben a Kitagawa szivattyú indikátorcső (SA és SB típus) végezte az első levegőmintavételt a hidrogén-szulfid szintjének meghatározására. Összességében 1989. február-márciusban 9, 1996 decemberében 3 és 1997 januárjában 6 expedíció eredményeként a barlangban 8 helyen 82 légmintát gyűjtöttek (az eredményeket a 2. számú táblázat foglalja össze).

1998 januárjában barlangkutatókból, biológusokból, mikrobiológusokból, geológusokból, hidrokémikusokból és ásványkutatókból álló összetett kutatócsoport kereste fel a barlangot.

A barlangot jelenleg Peggy Palmer (hidrokémia és rokon tudományok), Diana Northup, az Új-Mexikói Egyetem munkatársa (mikrobiális biológia), José Palacios-Vargas, a Mexikói Nemzeti Autonóm Egyetem (gerinctelen biológia), Harvey DuCene (kén-ásványtan) tanulmányozza. ) és Jacob Parzefal a Hamburgi Egyetemről (haltanulmányok) [3] .

A barlang morfológiája

A barlang teljes vizsgált hossza 1900 méter, amplitúdója körülbelül 25 méter. A barlang főalagútja megismétli az északkelet felé húzódó alapkőzetér irányát (a főkijárat közelében az alapkőzet keleti irányba változtatja irányát és a barlang is megismétli ezt a kanyart). Ütésében a barlang egy kis szögű geológiai törés mentén lezuhan a főbejárathoz. Azon a helyen, ahol a barlangot merőlegesen meredek lejtős (a törés mértékéig) geológiai törés keresztezi, a földalatti járatok méretének lokális bővülése következik be.

A főbejáraton kívül a Cueva de Villa Luz a 24-es vagy 25-ös felszínével (különböző források szerint) tönkremeneteli-karszt eredetű függőleges kutak segítségével kapcsolódik (a barlangba belépő napfény, amelyen keresztül a "barlang barlangja" nevet kapta). Megvilágított ház") [5] . Ezekben a kutakban olyan, a karszttájra jellemző elemek találhatók, mint a természetes áthidaló-hidak, karrfalak, alul sziklák. A barlang alját gyengén oldódó alapkőzet képviseli, melynek pusztulása elsősorban a rajta átfolyó földalatti áramlásból eredő erózió okozta, és a falakkal és a mennyezettől eltérően a mészkő kémiai kilúgozásából származó kis mennyiségű lerakódás található. A barlangot alkotó patak az óceánok felszínétől 80 méterre, a helyi hidrológiai szinttől (az Amatan és Oxokotlan folyók) 40 méterre folyik [3] .

Kiömlött képződmények

A szinteres képződmények közül a barlangban a legelterjedtebbek a szelenitkristályok felhalmozódásai, amelyek a barlangi patakok feletti falak alapkőzetén, szubaerial (levegő) környezetben keletkeztek. A szelenitkristályok kihelyezői és különálló példányai általában a mennyezetről lelógó kőkinövések alsó részén és a lefelé homorú párkányok oldalain helyezkednek el. A szelenitkristályok 2-4 centiméter hosszúak, és általában finom kristályos kéncsoportokkal és snottites ( angol  snottites ) mikrobiális fátyolokkal együtt találhatók. A Sala Grande nyugati oldalán egy kis felhalmozódást találtak (sejtszerkezetek a falakon). A barlang padlóját pasztaszerű mikrokristályos gipsz bevonat borítja, amelynek savassága pH 1,0-3,0. A barlang falait fehér " barlangi tej " és fekete, barna, narancssárga, zöld és vörös nyálka borítja [3] .

Cueva de Villa Luzban ritkák a hagyományos kalcitképződmények. Travertin lerakódások keletkeztek a Snot Eaven és a Midway Springsben, ahol a kénes barlangvíz és a felszíni víz víznyelőkön keresztül jut be. A Casa de los Murciélagos közelében, Soo északkeleti végén és a The Other Buzzing Passage bejáratánál is találhatók kalcitlerakódások. A főalagút főbejárata melletti barlangban több erősen korrodált cseppkőt és kalcit drapériát találtak. Megkövesedett fosszilis cseppköveket és sztalagmitokat találtak a barlang azon részein, amelyek a felszínre vezető kijáratok közelében találhatók, ahol magas a légkör oxigéntartalma [3] .

Víztározók

A barlang aljáról 20 kénes vízzel telített termálforrás (28 fokos, ami 3 fokkal magasabb, mint a többi helyi vízfolyás szokásos hőmérséklete) ver fel. Ezen kívül még négy patak folyik a szűk, áthatolhatatlan repedésekből. Mindezek a források egyetlen patakban egyesülnek, amely a barlangon keresztül a kijáratáig folyik, majd egy közeli folyóba ömlik. Az esős évszakban a főpatak vízhozama másodpercenként 290 liter (1998 januárjában mérve), a száraz évszakban pedig 270 liter/s (1998 áprilisában mérve). A boltozat függőleges kutakján keresztül a tavaszi záporok vize is bejut a barlangba. A mérések szerint a barlangi forrásokban a savasság (pH) 6,6-7,3 (±0,1), a főáram pedig a források felső szakaszán található 7,2-től 7,4-ig a barlang kijáratánál. A fővízfolyás során 2-3 centiméter hosszú, lebegő fehér szálak voltak láthatók [3] .

Minden barlangvizet két kategóriába sorolnak: egyrészt magas H 2 S tartalmúak (300-500 milligramm/liter), pCO2 = 0,03-0,1 atmoszféra, O 2 jelek nélkül , másrészt alacsony H 2 S tartalmúak. (kevesebb, mint 0,1 milligramm/liter), pCO2=0,02 atmoszféra, alacsony O 2 tartalom (legfeljebb 4,3 milligramm/liter). Cueva de Villa Luz vize szulfátok, karbonátok és kloridok keveréke [4] .

1. számú táblázat A barlang földalatti áramlásának elemzése (Gordon és Rosen 1962) [3] .

Hőmérséklet (1946. április) 28°C
Hőmérséklet (1955. december) 30°C
Savasság (pH) 7,0-7,2
Klorid 1,5×10-2M
Nátrium 2×10-5M
Kálium 3×10-4M
Kalcium 6×10-3M
Foszfát Nem található
Szulfát 9×10-3M
hidrogén-szulfid Gyenge szag a vízben

Atmoszféra

A barlangi légkör kémiai összetétele instabil: gyakran epizodikusan megemelkedik a hidrogén-szulfid és a szén-monoxid szintje, valamint csökken a levegő oxigénkoncentrációja (akár 9,6%-kal, szemben a szokásos 21%-kal). [5] ). A levegő összetételének szabályozásában fontos szerepet játszanak a barlang mennyezetében lévő függőleges kutak, amelyeken keresztül a kénhidrogén és a szén-monoxid kifelé távozik, az oxigén pedig bejut a belsejébe [5] . A káros gázok a barlang alsó részein koncentrálódnak [5] . A hidrogén-szulfid koncentrációja magas a barlang levegőjében, de szintje alacsonyabb a főbejárat és a tönkremeneteli kutak környékén, és fordítva, magasabb a barlang mélyén (a maximumot elérve a Sala Grande Bat Room). Ez a mintázat valószínűleg a külső levegő barlangba való behatolásával függ össze, ami felhígítja a barlang hidrogén-szulfiddal telített légkörét. Emellett a hidrogén-szulfid koncentrációja csökken a barlang legmagasabb és viszonylag száraz helyein. A H 2 S koncentrációja néha eléri a 210 ppm-et, a SO 2 pedig a 35 ppm-et [4] . Az ember még a barlang bejáratánál is érzi a hidrogén-szulfid jelenlétét a levegőben, rohadt tojások erős szaga formájában.

2. számú táblázat A barlangi levegőminták hidrogén-szulfid-tartalmának elemzése 82 légminta eredménye alapján, amelyet 9 kiránduláson (1989, 1996 és 1997) vettek [3] . SD - az adatok statisztikai szórása az átlagértékhez viszonyítva, N - az adott területen vett levegőminták száma, Tartomány - a levegő hidrogén-szulfid koncentrációja ppm-ben

Hely Jelentése SD N Hatótávolság
Főbejárati szoba 15.67 7.50 tizennyolc 6-30
Big Cat Box szoba 19.22 5.81 9 10-27
Alsó kimenet Soo 5.67 3.65 9 1-12
Sala Grande Denevér szoba 40.00 10.72 tíz 25-55
Sala Grande 18.22 6.11 9 8-25
Friss levegő terület 1.00 1.05 9 0-3
Bejáratok - tetőablakok 11.11 6.01 tíz 3-18
so 9.89 4.38 9 3-16

Kémiai reakciók

A barlangban számos kémiai reakció játszódik le (egyszerűsített séma szerint a bolygó beléből érkező hidrogén-szulfid vízzel keveredve kénsavvá alakul , ami a mészkővel kölcsönhatásba lépve gipszké alakul [5] ] ). Alulról kénhidrogénnel telített víz jut be a barlang oxigén légkörébe, felülről pedig az esőnedv szivárog át a sziklán. A barlangba belépő kénhidrogén egy része a felszín alatti vízfolyásokban elemi kénné oldódik fel (ez adja az áramlás színét a tejszerű-átlátszótól az átlátszatlanig), egy része pedig a barlang légkörébe kerül. Amikor a barlangvíz és a légköri oxigén kölcsönhatásba lép, a hidrogén-szulfid oxigénnel egyesül, és a reakció eredményeként elemi kén és víz keletkezik. Ez a reakció lehet abiotikus és biológiai (mikrobiális) is [3] .

2H 2S + O 2 → 2Sº + 2H 2 O

Más baktériumok kénből és kénhidrogénből kénsavat képeznek:

2Sº + 3O 2 + 2H 2O → 2SO4 2− + 4H +

H 2 S + 2O 2 → SO4 2− + 2H +

A kénsav vízben oldva SO4 2− szulfátanionokra és H + hidrogénkationokra bomlik .

A mészkőben található kalcium-karbonát a kénsavval kölcsönhatásba lépve lebomlik, és a reakció egyik termékeként szulfátionok keletkeznek:

CaCO 3 + H 2 SO 4 → Ca 2+ + H 2 O + CO 2 + SO4 2-

A kalcium-karbonát felhasad, amikor hidrogén-kationokkal kölcsönhatásba lép kalciumionok felszabadulásával:

CaCO 3 + 2H + → Ca 2+ + H 2 O + CO 2

A kalciumionok szulfátionokkal kölcsönhatásba lépve gipszet képeznek :

Ca 2+ + SO4 2− + 2H 2 O → CaSO 4 2H 2 O

Egy másik, a barlangban végbemenő reakció a kalcium-karbonát és a szén-dioxid kölcsönhatása vízzel, így kalcium-hidrogén-karbonát keletkezik, amely szintén elpusztítja a mészkövet. A szén-dioxid a barlangi légkörből, a hipogén vizekből, valamint a fenti reakciókból származik [3] .

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3 ) 2

Minden kémiai reakció végeredménye a mészkő gipsszel történő helyettesítése a barlang falai és mennyezete mentén. A kialakult gipszréteg azonban fokozatosan leomlik a barlang aljára (ahol összeomlik és a víz viszi magával) [5] , és a kénsav kémiai kölcsönhatása újabb, mélyebb mészkőrétegekkel folytatódik. A tudósok több ezer évre becsülik a barlang korát, ami miatt Cueva de Villa Luz viszonylag fiatal a legtöbb földi barlang között [5] . A barlangba belépő kénhidrogén mennyisége és a mikrobaközösség aktivitása alapján a tudósok azt sugallják, hogy a barlang jelenlegi morfológiája (körvonala) átmeneti állapota, és a jövőben az aktív barlangképződmény hatására megváltozik [3] .

A barlang aljából több mint egy tucat forrás ver fel, amelyek vizében nagy koncentrációban van kénhidrogén (amelynek forrása a tudósok szerint vagy egy közeli olajmező, vagy az El Chichon vulkán). Amikor a vízben oldott oxigénnel kölcsönhatásba lép, a hidrogén-szulfid kolloid kénné oxidálódik, amely átlátszó fehér színt ad a vízáramoknak. A hidrogén-szulfid egy része az oldatból a barlang levegőjébe kerül, és a légköri oxigénnel és vízzel kölcsönhatásba lépve kénsavvá oxidálódik, amely viszont gipsz és szénsav képződésével elpusztítja a mészkövet. A barlangképződést részben a kéntoxidáló baktériumok tevékenysége segíti elő. Továbbá, amikor a barlang légköre és a víz kölcsönhatásba lép, szén-dioxid képződik, ami hozzájárul a mészkő pusztulásához. A barlang gázösszetétele instabil: a hidrogén-szulfid, az oxigén és a szén-monoxid koncentrációja észrevehető ingadozásokon megy keresztül.

Használat

Cueva de Villa Luz-t Mexikó helyi őslakosai, valamint a Tapihulap és környéke olmék [5] zókok leszármazottai ismerték és látogatták évszázadok óta. A száraz évszakban a barlangi patakban horgásztak, ezt egy különleges szertartásként szervezték meg, a La Ceremonia de la Pesca (La Ceremonia de la Pesca) néven. Az indiánok csónakokkal mentek fel az Almandro folyó mentén a barlangba, ahonnan egy ösvény vezet a barlanghoz [5] .

A barlang horgászhelyként való gazdaságos hasznosítása táplálékot biztosított a helyi törzseknek, amikor az előző aratásból származó élelmiszerkészletek elfogytak, és még nem érkezett el az új aratás ideje. Minden horgászút előtt, egy különleges rituális szertartás során a sámánok megkérték a barlang védőisteneit (akik a "nagyapa" és a "nagymama" nevet viselték), hogy engedjék meg az embereknek ajándékaikat. Maga a horgászat a földalatti patak bejáratától felfelé száz méterre, hagyományos közép-amerikai módszerrel zajlott: zúzott borbolya szőlő gyökereit és meszet engedtek a vízbe, ami kiszorította a vízből az oxigént és a halakat a felszínre kényszerítette, miközben az oxigénhiány miatt letargikussá teszi. A történelem előtti és történelmi időkben megtartott szertartást csak az 1940-es évek közepén hagyták fel, szünet után 1987-ben a helyi lakos, José Vazquez újjáélesztette, és ma már minden tavasszal megszervezik [6] , több száz embert vonzva [5] . A hidrogén-szulfid káros hatásainak csökkentése érdekében a helyi törzsek nem hatolnak be a barlang mélyére, és igyekeznek gyorsan elhagyni Cueva de Villa Luzot [5] . A halászatot gyertyák segítségével végzik, és magát a halat szárítják, hogy megszabaduljanak a kén ízétől [5] .

Jegyzetek

  1. ↑ A vadászat az idegen életre . Letöltve: 2018. július 17. Az eredetiből archiválva : 2018. július 17.
  2. ↑ 1 2 Savanyú barlang Archív másolata 2014. szeptember 3-án a Wayback Machine -nél // Tudomány és Élet, 1999, 4. sz.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Hose LD, Pisarowicz JA (1999) Cueva de Villa Luz, Tabasco, Mexikó: egy aktív kénes forrásbarlang és ökoszisztéma felderítő vizsgálata . Journal of Cave and Karst Studies 61(1): 13-21.
  4. ↑ 1 2 3 Hose LD, Palmer AN, Palmer MV, Northup DE, Boston PJ, Duchene HR Mikrobiológia és geokémia hidrogén-szulfidban gazdag karszt környezetben Archivált 2015. szeptember 24-én a Wayback Machine -nél . Journal of Chemical Geology 169. kötet, 3-4. szám, 2000. szeptember 1., 399-423. oldal.
  5. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Eliot JL Deadly Haven . Journal of National Geographic 2001(5): 70-85
  6. ↑ Hose LD, Pisarowicz JA (1999) Cueva de Villa Luz, Tabasco, Mexikó: egy aktív kénes forrásbarlang és ökoszisztéma felderítő vizsgálata Journal of Cave and Karst Studies 61(1): 13-21.

Irodalom