Stalaktiitit ( kreikaksi Σταλακτίτης - "vuotanut pisara pisaralta") ovat kemogeenisiä kerrostumia karstiluolissa katosta roikkuvien muodostelmien muodossa ( jääpuikot , oljet, kammat, hapsut jne.).
Suppeassa merkityksessä tippukivipylväitä kutsutaan kalsiittipysähdys-pisaramuodostelmiksi , joilla on jääpuikon muotoinen sisäinen syöttökanava ("putkimaiset stalaktiitit") tai ilman sitä. Laajassa merkityksessä nämä voivat olla sekä kattoon roikkuvia erimuotoisia sintrausmuodostelmia että jääpuikon muotoisia muodostelmia, joiden esiintymismekanismi on pohjimmiltaan erilainen (jää, savi, kipsi, suola, laava-stalaktiitit).
Unkari
Choranchesin luola, Ranska
Puerto Princesa (joki) , Filippiinit
Osassa tippukivistä näkyy putkia, joiden läpi vesi virtaa (Sorekin luola, Israel).
Luola Derbyshiressä , Englannissa
Luolaan tuleva vesi liuottaa kalkkikiven kemiallisessa reaktiossa:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 <=> Ca 2+ + 2 HCO 3 -Tietyissä olosuhteissa (hiilidioksidin osapaineen ero liuoksessa ja ilmassa) reaktio etenee päinvastaiseen suuntaan, ja kalsiumkarbonaatti kerrostuu - stalaktiitit kasvavat. Tämä tapahtuu hyvin nopeasti, tyypillinen aika on kymmeniä, satoja vuosia. Joissakin tapauksissa tippukivikivien pituus saavuttaa useita metrejä.
Keskimääräinen kasvuvauhti on 0,13 mm vuodessa. Nopeimmin kasvavia tippukivikiviä ovat ne, jotka muodostuvat hitaasti tippuvan, runsaasti kalsiumkarbonaattia (CaCO 3 ) ja hiilidioksidia (CO 2 ) sisältävän veden jatkuvasta sisäänvirtauksesta, joka voi kasvaa 3 mm vuodessa [1] [2] . Pisaroiden muodostumisnopeuden on oltava riittävän hidas, jotta CO 2 pääsee poistumaan kaasusta liuoksesta luolan ilmakehään, mikä johtaa CaCO 3 :n laskeutumiseen tippukivikiviin. Pisaroiden nopeus on liian suuri ja liuos, joka edelleen kuljettaa suurimman osan CaCO 3 :sta, putoaa luolan pohjalle, jossa tapahtuu kaasunpoisto ja CaCO 3 kerrostuu stalagmiittina.
Kaikki kalkkikivistalaktiitit alkavat yhdestä mineraalipisarasta vettä. Kun pisara putoaa, se laskee ohuimman kalsiittirenkaan. Jokainen peräkkäinen muodostuva ja putoava pisara kerää uuden kalsiittirenkaan. Lopulta nämä renkaat muodostavat erittäin kapean (halkaisijaltaan 4-5 mm) onton putken, joka tunnetaan yleisesti "soodan oljen" tippukivikivinä. Soopilli voi kestää kauan kasvaa, mutta se on erittäin hauras. Jos ne tukkeutuvat roskista, vettä alkaa virrata ulos, kerääntyen lisää kalsiittia ja luoden tutumman kartion muotoisen tippukivipylvään.
Kun liuoksessa on riittävästi kalsiumkarbonaattia, paikkaan, jossa tippupilven päästä putoaa pisaroita, luolan pohjalle kasvaa vastamuodostelma - stalagmiitti. Toisin kuin tippukivipylväät, stalagmiitit eivät koskaan aloita ontoista "soodan pilleistä". Ajan myötä tippukivi ja stalagmiitti sulautuvat yhteen ja muodostavat kalsiumkarbonaattipylväitä, pylväs- stalagnaattia .
Tipupilven muodostuminen alkaa yleensä suurelta alueelta, jolla on useita mineraalipitoisen veden virtausreittejä. Kun mineraalit liukenevat yhteen kanavaan hieman enemmän kuin muut kilpailevat kanavat, hallitseva kanava alkaa ottaa enemmän saatavilla olevaa vettä, mikä nopeuttaa sen kasvua, mikä lopulta johtaa kaikkien muiden kanavien tukkeutumiseen. Tämä on yksi syy siihen, miksi muodostelmilla on yleensä minimaaliset etäisyydet toisistaan. Mitä suurempi muodostus, sitä suurempi on muodostumien välinen etäisyys [1] .
Toinen tippukivityyppi muodostuu laavaputkissa, kun laava on edelleen aktiivinen sisällä [3] . Muodostumismekanismi on materiaalin sedimentoituminen luolien katoille, mutta kun laavakivipuikkoja muodostuu, muodostuminen tapahtuu erittäin nopeasti muutamassa tunnissa, päivässä tai viikossa, kun taas kalkkikiven tippukivillä voi kestää jopa tuhansia vuosia. Suurin ero laavan tippukivipylväisiin on se, että kun laava lakkaa virtaamasta, myös tippukivipyyhkeet lakkaavat kasvamasta. Tämä tarkoittaa, että jos tippukivi tuhoutuu, se ei koskaan kasva takaisin [4] .
Samoin kuin kalkkikivistalaktiitit, ne voivat jättää lattialle laavapisaroita, jotka muuttuvat laavastalagmiiteiksi, ja voivat lopulta sulautua vastaavan tippukivipylvään kanssa muodostaen pilarin.
Hain hampaat tippukiviä"Hain hampaiden" tippukivi on leveä ja kapenee loppua kohti. Alussa se saattaa näyttää pieneltä katosta roikkuvalta laavapalalta, mutta sitten se kasvaa kerrosten kasvun vuoksi. Peräkkäiset laavavirrat nousevat ja laskevat laavaputkessa peittäen ja peittäen tippukiviä lisää materiaalia. Niiden pituus voi vaihdella muutamasta millimetristä yli metriin [5] .
tippukiviroiskeetKun laava kulkee onteloiden läpi, materiaali roiskuu kattoon ja virtaa takaisin alas, muuttuen tippukiviksi. Tämän tyyppinen muodostus johtaa hyvin epäsäännöllisen tippukivikiven muodostumiseen, joka on samanlainen kuin pitkänomainen toffee. Usein ne voivat olla eri värisiä kuin alkuperäinen laava, joka muodosti luolan [5] .
Putkimaiset laavakivetKun laavaputken katto jäähtyy, muodostuu kuori, joka vangitsee puolisulan materiaalin sisään. Imeytyneet kaasut saavat laavan pursuamaan pienistä reikistä, jolloin syntyy onttoja putkimaisia tippukiviä, jotka ovat samanlaisia kuin laastiluolissa sedimenttimuodostelmiin muodostuvia soodapilkkejä, joista pisin on lähes 2 metriä pitkä. Ne ovat yleisiä Havaijin laavaputkissa, ja ne liittyvät usein tippuvaan stalagmiittiin, joka muodostuu alapuolelle, kun aine tunkeutuu putkimaisen tippukivikiven läpi ja kerääntyy lattian alle. Joskus putkimainen muoto romahtaa lähelle distaalipäätä, todennäköisimmin silloin, kun poistuvien kaasujen paine laskee ja tippukivipylväiden vielä sulaneet osat puristetaan ja jäähdytetään. Usein nämä putkimaiset stalaktiitit saavat vääntyneen, matomaisen ulkonäön, kun laavapalat kiteytyvät ja saavat virtauksen virtaamaan eri suuntiin. Näihin putkimaisiin laavaheliktiitteihin voivat vaikuttaa myös putken läpi kulkevat ja tuulta vastaan suunnatut ilmavirrat [5] .
Yleinen monissa luolissa kausiluonteisesti tai ympäri vuoden esiintyvä tippukivi on jääpuikko, jota kutsutaan yleisesti jääpuikoksi, erityisesti pinnalla. Veden tihkuminen pinnasta tunkeutuu luolan läpi, ja jos lämpötila on alle nollan, vesi muodostaa tippukiviä. Muodostumista voi ilmetä myös vesihöyryn jäätymisen kautta. Laavan tippukivipylväiden tapaan jään tippukivi muodostuu hyvin nopeasti tuntien tai päivien aikana. Laavasta poiketen ne voivat kuitenkin kasvaa takaisin niin kauan kuin on vettä ja oikea lämpötila [6] .
Merijään alle voi muodostua myös jääkivikiviä, kun suolavettä pääsee valtameriveteen.
Jäätipatkivet voivat myös muodostaa alle vastaavia stalagmiitteja, jotka voivat kasvaa yhdessä jääpilarin muodostamiseksi.
Hitaasti vuotaviin betoni- ja vesiputkiin voi muodostua tippukivikiviä sekä vesijohtoveteen kalsiumia, magnesiumia tai muita ioneja, vaikka ne muodostuvat siellä paljon nopeammin kuin luonnollisessa luolaympäristössä. Näitä toissijaisia kerrostumia, kuten tippukivikerrostumia, stalagmiitteja, kivikerrostumia ja muita, jotka on uutettu kalkista, laastista tai muusta kalkkipitoisesta materiaalista betonissa "luolaympäristön" ulkopuolella, ei voida luokitella " speleoteemiksi " määritelmän mukaan [2] . Termiä "kaltemiitti" käytetään kattamaan toissijaiset kerrostumat, jotka jäljittelevät muotoja ja muotoja luolaympäristön ulkopuolella [6] .
Tapa, jolla tippukivi muodostuu betoniin, johtuu erilaisesta kemiasta kuin kalkkikiviluolissa luonnollisesti muodostuneet, ja se johtuu kalsiumoksidin läsnäolosta sementissä. Betoni on valmistettu kiviaineksesta, hiekasta ja sementistä. Kun seokseen lisätään vettä, sementissä oleva kalsiumoksidi reagoi veden kanssa muodostaen kalsiumhydroksidia (Ca(OH) 2 ).
Ajan myötä kiinteän betonin halkeamiin tihkuva sadevesi kuljettaa liuoksessa olevan vapaan kalsiumhydroksidin betonin reunaan. Stalaktiitteja voi muodostua, kun laastia ilmaantuu betonirakenteen alapuolelle, jossa se on ripustettu ilmaan, kuten kattoon tai palkkiin. Kun laasti joutuu kosketuksiin ilman kanssa betonirakenteen alapuolella, tapahtuu toinen kemiallinen reaktio. Liuos reagoi ilmassa olevan hiilidioksidin kanssa ja saostaa kalsiumkarbonaattia [7] .
Kun tämä liuos putoaa, se jättää kalsiumkarbonaattihiukkasia, ja ajan myötä ne muuttuvat tippukiviksi. Ne ovat yleensä useita senttejä pitkiä ja halkaisijaltaan noin 4-5 mm (0,16-0,20 tuumaa).
Betonirakenteen alle muodostunut oljen muotoinen tippukivi voi kasvaa jopa 2 mm vuorokaudessa pituudeksi, jos pudotusnopeus on noin 11 minuuttia pudotuksen välillä. Muutokset uuttoliuoksen pH:ssa voivat edistää lisäkemiallisia reaktioita, jotka voivat myös vaikuttaa kaltemiittistalaktiitin kasvunopeuteen [6] .
Libanonin Jita Grotton ylemmän luolan valkoisessa kammiossa on 8,2 metrin kalkkikiven tippukivi, joka on vierailijoiden ulottuvilla ja jota pidetään yhtenä maailman pisimmistä tippukivikivistä.
Harvinaisessa kammiossa Gruta Rei do Matossa (Set Lagoas, Minas Gerais, Brasilia) on toinen erittäin pitkä 20-metrinen kalkkikiven tippukivi. Luolatyöntekijät ovat kuitenkin usein löytäneet pidempiä tippukiviä tutkiessaan. Yksi pisimmistä suuren yleisön saatavilla olevista tippukivikivistä on Ionaine Fieldsissä (Doolinin luola), Claren kreivikunnassa, Irlannissa, karstialueella, joka tunnetaan nimellä Burren. On myös huomionarvoista, että tippukiviä pitää sisällään alle 0,3 m²:n kalsiittiosuus. Roomalainen luonnontieteilijä Plinius mainitsee tippukivipylväät ensimmäisenä (tosin ei tällä nimellä) tekstissä, jossa mainitaan myös stalagmiitit ja pylväät sekä viitataan niiden syntymiseen tippumalla vedellä. Termi "tippukivi" keksi 1600-luvulla tanskalainen lääkäri Ole Worm [8] , joka loi latinan sanan kreikan sanasta σταλακτός (stalaktos, "tippuva") ja kreikkalaisen jälkiliitteen -ίτης (-ites, joka liittyy sanaan). tai kuulua) [9] .