در طبیعت، فضاهای خالی و بزرگی در دل کوه‌ها و صخره‌ها وجود دارد که به آنها غار می‌گوییم. یکی از معروف‌ترین انواع غارها، غارهای آهکی هستند.
این غارها چگونه به وجود می‌آیند؟
سنگ‌های آهکی که در کوه‌ها یافت می‌شوند، در برابر آب باران که حاوی مقدار کمی اسید است، به تدریج حل می‌شوند. وقتی باران می‌بارد، این آبها از میان شکاف‌های سنگ آهک عبور می‌کنند و به مرور زمان، مسیرها و فضاهای توخالی ایجاد می‌کنند. پس از هزاران یا حتی میلیون‌ها سال، این فرآیند منجر به تشکیل دالان‌ها و تالارهای بزرگ و شگفت‌انگیزی می‌شود که ما امروز آنها را به عنوان غارهای آهکی می‌شناسیم.
درون بسیاری از این غارها، قندیل‌ها یا استالاکتیت‌ها و استالاگمیت‌های زیبایی دیده می‌شود. این قندیل‌ها از چکیدن قطرات آب حاوی مواد معدنی و رسوب آنها به مرور زمان شکل می‌گیرند و منظره‌ای تماشایی پدید می‌آورند.
غار چیست و چگونه به وجود می آید؟
غارها حفره‌های شگفت‌انگیزی هستند که معمولاً در اثر واکنش آب با سنگ‌ها یا آب شدن یخ‌ها پدید می‌آیند. بزرگترین و دیدنی‌ترین غارها در دل سنگ‌های آهکی شکل گرفته‌اند. برخی از این غارها تنها یک فضای کوچک دارند که به زحمت یک نفر در آن جا می‌شود، اما بعضی دیگر شامل راهروها و اتاق‌های متعددی هستند که به هم راه دارند. به طور کلی، غارها حفره‌هایی طبیعی‌اند که به دلایل گوناگون در دل کوه‌ها و زمین ایجاد شده‌اند.
انواع غارها و نحوه شکل گیری آن ها
فرآیند تشکیل و رشد غارها را «غارزایی» می‌نامند. غارها بر اثر پدیده‌های زمین‌شناسی مختلفی به وجود می‌آیند و اندازه‌های بسیار متفاوتی دارند. این پدیده‌ها شامل واکنش‌های شیمیایی، فرسایش توسط آب، حرکت صفحات زمین، فعالیت ریزجانداران، فشار و شرایط آب‌وهوایی می‌شود.
بر اساس محاسبات، به دلیل فشار سنگ‌های بالایی، بیشترین عمقی که یک غار می‌تواند داشته باشد، حدود ۳۰۰۰ متر است. عمق غارهای کارست هم بستگی به فرآیندهای شکل‌دهنده آن دارد که با لایه‌های سنگی کربناتی در ارتباط است. بسیاری از غارها در اثر حل شدن سنگ آهک ایجاد می‌شوند.
**غارهای حل‌شده**
این غارها رایج‌ترین نوع غار هستند و معمولاً از سنگ‌های قابل حل مانند سنگ آهک به وجود می‌آیند؛ البته از سنگ‌های دیگری مثل گچ، دولومیت، مرمر، نمک و سنگ‌های آهکی نرم نیز ممکن است تشکیل شوند. این سنگ‌ها توسط آب‌های زیرزمینی که حالت اسیدی دارند و از درزها، شکاف‌ها و گسل‌های سنگ نفوذ می‌کنند، حل می‌شوند. در طول میلیون‌ها سال، این شکاف‌ها گسترده‌تر می‌شوند و در نهایت غارها و شبکه‌های غاری را شکل می‌دهند.
بزرگترین و بیشترین غارهای حل‌شده در سنگ آهک تشکیل می‌شوند. وقتی آب باران و آب‌های زیرزمینی با سنگ آهک واکنش می‌دهند، به طور طبیعی اسید ضعیفی تولید می‌کنند. این فرآیند حل شدن، یک شکل ویژه از زمین به نام «کارست» را می‌سازد که با وجود حفره‌های سطحی و رودهای زیرزمینی شناخته می‌شود. داخل غارهای آهکی معمولاً با رسوبات کربنات کلسیم تزئین شده است. این تزئینات شامل سنگ‌های جریانی، استالاکتیت (چکنده)، استالاگمیت (چکیده)، ستون‌های نازک و ستون‌های غول‌پیکر می‌شود. به این مواد معدنی «غارسنگ» گفته می‌شود.
قسمت‌هایی از یک غار حل‌شده که زیر سطح آب‌های زیرزمینی قرار دارند، معمولاً پر از آب هستند.
امروزه باور بر این است که غار لچوگیا در نیومکزیکو و اطراف پارک ملی کارلزبد، نوع دیگری از غارهای حل‌شده هستند. این غارها از گاز سولفید هیدروژن تشکیل شده‌اند که از اعماق زمین و از مخازن نفت و گاز بالا می‌آید. این گاز با آب زیرزمینی مخلوط شده و اسید سولفوریک تولید می‌کند. سپس این اسید قوی به سمت بالا حرکت می‌کند و سنگ آهک را در مسیر خود حل می‌کند، در حالی که از سطح زمین نیز آب اسیدی به پایین نفوذ می‌کند.
**غارهای اولیه**
به غارهایی که همزمان با سنگی که در آن قرار دارند تشکیل می‌شوند، غارهای اولیه می‌گویند.
مثلاً «دالان‌های گدازه» که در اثر فعالیت آتشفشانی به وجود می‌آیند، یک نوع غار اولیه هستند. وقتی گدازه جریان می‌یابد، سطح آن سرد و سفت می‌شود، اما مواد مذاب در زیر این پوسته همچنان جریان دارند. اگر گدازه از زیر پوسته خارج شود، یک تونل یا دالان توخالی از گدازه به جا می‌ماند. نمونه‌هایی از این غارها در جزایر قناری، جزیره ججو در کره، فلات‌های بازالتی در آیداهو و جاهای دیگر یافت می‌شوند. غار کازومورا در نزدیکی هیلو در هاوایی، یک دالان گدازه بسیار طولانی و قابل توجه است که حدود ۶۵.۶ کیلومتر درازا دارد.
غارهای گدازه‌ای فقط به دالان‌های گدازه محدود نمی‌شوند. انواع دیگر غارهای آتشفشانی شامل غارهای شکافی، غارهای قالب گدازه، دهلیزهای عمودی و غارهای حبابی می‌شوند.
**غارهای ساحلی**
غارهای ساحلی در کنار سواحل سراسر جهان دیده می‌شوند. این غارها معمولاً در اثر ضربه مداوم امواج دریا بر قسمت‌های ضعیف صخره‌ها به وجود می‌آیند. این نقاط ضعف معمولاً گسل‌ها یا محل برخورد لایه‌های سنگی مختلف هستند. برخی از این غارهای ساحلی امروزه به دلیل پایین رفتن سطح دریا، در خشکی قرار گرفته‌اند. در مکان‌های دیگری مانند خلیج فانگ نا در تایلند، آب دریا غارهای حل‌شده قدیمی را فراگرفته و در حال فرسایش دوباره آنها است. طول بیشتر غارهای ساحلی بین ۵ تا ۵۰ متر است، اما برخی ممکن است تا ۳۰۰ متر هم طول داشته باشند.
**غارهای فرسایشی**
این غارها بر اثر ساییده شدن سنگ‌ها توسط رودخانه‌ها و جریان‌های آبی که شن و سنگ‌ریزه را با خود حمل می‌کنند، ایجاد می‌شوند. این نوع غارها می‌توانند در هر نوع سنگی، حتی سنگ‌های سخت مانند گرانیت، به وجود آیند. شرط اصلی، وجود یک مسیر ضعیف مانند یک گسل است که آب بتواند در آن جریان یابد. یک نوع خاص از این غارها، «غارهای بادی» هستند که در اثر فرسایش ناشی از باد و ذرات شن تشکیل می‌شوند. بسیاری از غارهایی که در ابتدا به روش حل شدن به وجود آمده‌اند، ممکن است در مرحله بعدی توسط رودخانه‌هایی که از آنها عبور می‌کنند، دچار فرسایش بیشتر شوند.
**غار یخچالی**
غارهای یخچالی در اثر ذوب شدن یخ و جریان آب در درون یا زیر یخچال‌های طبیعی شکل می‌گیرند. این حفره‌ها معمولاً به دلیل حرکت بسیار کند یخچال، ناپایدار هستند و ممکن است فرو بریزند. گاهی اوقات به این غارها به اشتباه «غارهای یخی» گفته می‌شود، در حالی که اصطلاح غار یخی به طور دقیق به غارهای سنگی معمولی گفته می‌شود که در تمام سال دارای یخ و برف هستند.
**غارهای شکافی**
غارهای شکافی زمانی تشکیل می‌شوند که لایه‌هایی از سنگ‌های حل‌شونده (مانند گچ) از بین لایه‌های سنگ‌های مقاوم‌تر خارج شوند. این اتفاق باعث می‌شود سنگ‌های بالایی شکسته شده و به صورت قطعات بزرگ فرو بریزند و فضاهای خالی ایجاد کنند.
**غارهای توده‌سنگی**
این غارها از جابه‌جایی و تجمع تخته‌سنگ‌های بسیار بزرگ به وجود می‌آیند که به طور تصادفی روی هم می‌افتند و فضاهای خالی بین آنها تشکیل می‌شود. این نوع غارها معمولاً در پایین صخره‌ها و در اثر ریزش سنگ یا زمین‌لغزش ایجاد می‌شوند.
**غارهای آنچیالاین**
غارهای آنچیالاین، غارهای ساحلی هستند که در آنها آب شیرین و آب شور دریا با هم مخلوط می‌شوند. این غارها در بسیاری از نقاط جهان یافت می‌شوند و اغلب دارای گونه‌های جانوری خاص و بومی خود هستند.
تشکیل غارهای آهکی
غارها به دلایل گوناگونی به وجود می‌آیند، اما مهم‌ترین دلیل شکل‌گیری بزرگترین و شناخته‌شده‌ترین غارهای جهان، حل شدن سنگ‌های آهکی در آب طی میلیون‌ها سال است. گاهی این فضاها تنها یک حفره یا راهروی کوچک هستند و گاهی نیز ترکیبی از تالارهای بزرگ و راهروهای پیچیده در دل زمین می‌باشند. برخی از آنها به صورت افقی، برخی عمودی و بعضی دیگر ترکیبی از هر دو حالت، در طول میلیون‌ها سال تشکیل می‌شوند.
هر غار طول و عمق ویژه‌ای دارد. منظور از طول غار، فاصله‌ای است از دهانه تا انتهای آن. عمق غار نیز به اختلاف ارتفاع بین دهانه و پایین‌ترین نقطه آن گفته می‌شود که بیشتر در مورد غارهای عمودی کاربرد دارد. بعضی از غارها آنقدر باریک هستند که تنها یک انسان می‌تواند از آنها عبور کند و برخی دیگر چنان بزرگ هستند که می‌توان چندین ساختمان بزرگ را درون آنها جای داد. اما به طور کلی، غارهای عمودی و عمیق دنیا ترکیبی از راهروهای گشاد و تنگ، گذرگاه‌های سخت و آسان، چاه‌های بزرگ و کوچک و مسیرهای انشعابی فراوان هستند.
برخلاف کوه‌ها که به وضوح در سطح زمین دیده می‌شوند، غارها معمولاً نمای آشکاری ندارند. گاهی یک سوراخ کوچک روی زمین که فقط برای ورود یک نفر جا دارد، می‌تواند به یک غار بسیار بزرگ ختم شود. همچنین به دلیل دورافتاده بودن دهانه بسیاری از غارها و وجود مسیرهای دشوار و ناشناخته در داخل آنها، فهرست عمیق‌ترین غارهای جهان هر چند سال یک بار تغییر می‌کند.
غارهای بوجودآمده بر اثر نفوذ آب اسید دار در لایه آهکی
غارهایی که در لایه‌های سنگی آهکی به وجود می‌آیند، معمولاً در نتیجه فرسایش فیزیکی و تأثیر نیروهای درونی زمین شکل می‌گیرند. این فرآیند باعث می‌شود سطوح لایه‌بندی سنگ‌ها ضعیف شده و ترک‌ها و شکاف‌هایی در بخش‌های سطحی پوسته زمین ایجاد شود.
از نظر شیمیایی، آب‌های بارانی که اسیدی هستند و دی‌اکسید کربن هوا را در خود حل کرده‌اند، از میان این شکاف‌ها عبور می‌کنند. این آب اسیدی وقتی به سنگ‌های آهکی می‌رسد، باعث حل شدن کربنات کلسیم — که در حالت عادی در آب حل نمی‌شود — می‌گردد و در نتیجه، بی‌کربنات کلسیم محلول به وجود می‌آید.
[
CaCO_3 + H_2CO_3 = Ca(HCO_3)_2
]
آبی که حاوی بی‌کربنات کلسیم است، به تدریج و تحت تأثیر نیروی جاذبه، در امتداد همین شکاف‌ها جریان پیدا می‌کند و مواد حل‌شده را به رودخانه‌های نزدیک یا به صورت چشمه‌هایی که در انتهای مسیر شکاف‌ها قرار دارند، تخلیه می‌کند.
تکرار این فرآیند طی میلیون‌ها سال و حل شدن مداوم سنگ آهک توسط آب اسیدی و انتقال آن به بیرون، در نهایت منجر به تشکیل فضای خالی می‌شود که به آن غار می‌گوییم.
بیشتر بخوانید: سفر آب در درون زمین
تحقیق چگونگی تشکیل غارهای آهکی – مدیر تولز