Buzz
Thạch nhũ hoặc nhũ đá hình thành từ sự tích tụ của cặn nước giọt nhỏ qua hàng nghìn năm. Đây là khoáng vật hang động treo trên trần hoặc tường trong các hang động.
Hình thành và đặc điểm
Thạch nhũ hình thành từ CaCO3 và các khoáng chất khác kết tụ từ dung dịch nước khoáng. Đá vôi là loại đá chứa canxi cacbonat tan trong nước có khí carbon dioxide tạo thành dung dịch Ca(HCO3)2. Phản ứng hóa học như sau:
- CaCO
3 + H
2O
(l) + CO
2 → Ca(HCO
3)
2
- CaCO
Dung dịch này trượt qua kẽ đá cho đến khi chạm vào tường đá hoặc trần đá và rơi xuống dưới dạng giọt. Khi dung dịch tiếp xúc với không khí, phản ứng hóa học tạo thành thạch nhũ như sau:
- Ca(HCO
3)
2 → CaCO
3 + H
2O
(l) + CO
2
- Ca(HCO
Thạch nhũ 'lớn' lên với tốc độ 0,13 mm một năm. Các thạch nhũ 'lớn' nhanh nhất là những nơi có dòng nước dồi dào carbonat calci và CO2, tốc độ lớn có thể đạt 3 mm mỗi năm.
Mọi thạch nhũ đều bắt đầu với một giọt nước chứa đầy khoáng chất. Khi giọt nước này rơi xuống, nó để lại phía sau một vòng mỏng nhất chứa calcit. Mỗi giọt tiếp theođược hình thành và rơi xuống đều ngưng tụ một vòng calcit khác. Cuối cùng, các vòng này tạo thành một ống rỗng rất hẹp (0,5 mm), nói chung gọi là thạch nhũ 'cọng rơm xô đa'. Các cọng rơm xô đa có thể mọc ra rất dài, nhưng nói chung rất dễ gãy. Nếu chúng bị bít lại bởi mảnh vụn, nước bắt đầu chảy ở mặt ngoài, ngưng tụ nhiều calcit hơn và tạo thành thạch nhũ hình nón quen thuộc hơn. Cùng các giọt nước này rơi xuống từ đầu của thạch nhũ ngưng tụ nhiều calcit hơn trên nền phía dưới, cuối cùng tạo thành măng đá thuôn tròn hay hình nón. Không giống như thạch nhũ, các măng đá không bao giờ bắt đầu như là một 'cọng rơm xô đa' rỗng. Khi có đủ thời gian, các dạng hình thành này có thể gặp nhau và hợp nhất để tạo thành các cột đá.
Thạch nhũ cũng có thể hình thành trong các ống dung nham, mặc dù cơ chế hình thành của nó đủ khác biệt.
Bê tông
Các thạch nhũ cũng có thể hình thành trên bề mặt bê tông và từ các vết nứt nếu có sự rò rỉ chậm của nước và các khoáng vật như đá vôi (hoặc các khoáng vật khác) có trong nguồn cấp nước, mặc dù chúng hình thành nhanh hơn nhiều so với trong môi trường tự nhiên như hang động.
Cách thức thạch nhũ hình thành trên bề mặt bê tông khác biệt với trong hang động đá vôi và là kết quả của sự hiện diện của calci oxide trong bê tông. Calci oxide này phản ứng với mọi lượng nước mưa thẩm thấu vào bê tông và tạo thành dung dịch chứa calci hydroxide. Phản ứng hóa học này là:
- CaO
(r) + H
2O
(l) → Ca(OH)
2
- CaO
Dung dịch hydroxide calci này dần thoát ra từ rìa của bề mặt bê tông và nếu bề mặt bê tông treo lơ lửng trong không khí, như trần nhà hay các xà rầm, thì nó sẽ chảy xuống từ những điểm này. Khi đó, dung dịch tiếp xúc với không khí và phản ứng hóa học khác sẽ xảy ra, đó là phản ứng với carbon dioxide trong không khí và tạo thành các kết tủa của carbonat calci:
- Ca(OH)
2 + CO
2 → CaCO
3 + H
2O
(l)
- Ca(OH)
Khi những giọt dung dịch này rơi xuống, chúng để lại các hạt calci carbonate và dần dần hình thành thành thạch nhũ. Thông thường, thạch nhũ này chỉ dài vài centimet và có đường kính khoảng nửa centimet.
Kỷ lục
Mặc dù cho rằng thạch nhũ dài nhất là ở hang Rarities tại Gruta Rei do Mato (Sete Lagoas, Minas Gerais, Brasil) với chiều dài 20 m, nhưng các hang động dọc thường có thể có thạch nhũ dài hơn khi được phát hiện. Một trong số những thạch nhũ dài nhất có thể thấy được tại hang Doolin, hạt Clare, Ireland, trong khu vực karst gọi là The Burren, với đặc điểm nổi bật là nó được giữ lại bởi lớp calcite có diện tích nhỏ hơn 0,3 mét vuông. Khoang White trong hang trên của hang động Jeita tại Liban giữ một thạch nhũ dài 8,2 m, được cho là thạch nhũ dài nhất trên thế giới mà các du khách cũng có thể tiếp cận.
Ở Việt Nam, thạch nhũ có tại vịnh Hạ Long, Tam Cốc-Bích Động, hang động Tràng An, động Tam Thanh, động Phong Nha và động Thiên Đường.
Thư viện ảnh
- Măng đá
- Karst
- Cột băng
- Hang động Việt Nam
Liên kết bên ngoài
- Trang về thạch nhũ tại Virtual Cave
- 'Thạch nhũ' theo Enrique Zeleny, Dự án Wolfram Demonstrations.
- Đá nhỏ giọt mưa trong quá trình thời gian ('Tropfsteine im Zeitraffer') - Schmidkonz B.; Wittke G.; Hóa học Thời đại của chúng ta, 2006, 40, 246. doi:10.1002/ciuz.200600370
