SVEUILITE U ZADRU

Odjel za geografiju

Geografija kraSEMINARSKI RADSIGEZadar, svibanj 2013. SADRAJ:

1. Uvod.....32. Sige...43. Kr........44. Proces taloenja siga.....74.1. Okoli u kojem nastaju sige.......74.2. Sastav siga. ....75. Oblici siga.....8

5.1. Stalaktiti.........8

5.2. Stalagmiti....9

5.3. piljske palete..........10

5.4. Podvodne ( freatike ) sige ......11

5.5. Ledene sige.......116. Boja siga...127. Brzina rasta i starost siga......138. Nestajanje siga..149. Zakljuak......14

10. Literatura....151.UVOD

Sige, kao najljepi piljski ukrasi, nastaju stotinama tisua godina.

Ba kao i trajanje siga, fascinantan je i njihov jednostavan sastav i oblici u kojima ih moemo nai. Najpoznatiji oblici su stalaktiti i stalagmiti. Rije siga izvedena je od lat. rijei sigillum, a oznaava kipi ili figuricu . Meunarodni naziv za sige, speleotem, znai piljski talog a dolazi od gr. rijei sphlaion ili spelaion to znai pilja te od rijei thema to znai talog. Sige nastaju taloenjem a nalazimo ih u piljama, jamama te kavernama i mogu biti izgraene od razliitih minerala. Sige najee rastu od desetak do stotinu tisua godina,a boja sige ovisi o oblinjem izvoru mineralnih primjesa, o tlu iznad pilje, biljnom pokrovu, klimi i o opem piljskom okoliu.

2.SIGE Sige su sekundarni kemijski talozi koji nastaju djelovanjem vode. Sige mogu sadravati jedan ili kombinaciju preko 300 poznatih minerala. Karbonati su najei mineralni talozi koji se nalaze u piljama.. Od sekundarnih karbonatnih minerala najei su kalciti i aragon, koji predstavljaju 95 % svih piljskih minerala, a piljski minerali su sekundarni minerali formirani u pilji. Pri tome sekundarni, znai da je mineral produkt kemijske reakcije od primarnog minerala koji postoji u stijenama ili u talogu. Sige razlikujemo po obliku i nainu nastajanja. Do sada je u svijetu izdvojeno 38 razliitih tipova siga.

3.KR Nazivom kr obuhvaena je cjelovitost specifinih, geomorfolokih, hidrogeolokih i hidrolokih znaajki terena izgraenih preteito od vapnenca i dolomita, te gipsa, soli i drugih stijena koje su podlone otapanju pod utjecajem vode. ( estanovi, 2001. )

Glavni proces oblikovanja krkog reljefa jest otapanje koje se obavlja uz pomo vode koja sadri ugljikov dioksid. Proces razvitka kra u karbonatnim vapnenakim stijenama odvija se prema formuli koja je ujedno otapanje i taloenje: HO + CO HCO + HCaCO + HCO + H Ca + 2HCO kalcit ugljina Ca ion i hidrokarbonatni

kiselina ioni u otopini

Vapnenci pod djelovanjem vode u kojoj je otopljen ugljini dioksid se otapaju i tako nastaje kalcij hidrogenkarbonat koji je topljiv u vodi. Ukoliko se CO gubi, proces ide u suprotnom smjeru tj. dolazi do taloenja karbonata (sige, sedra).

Slika 1. Krko podruje Hrvatske. Herak, 1991.

URL 1

Slika 2. Okravanje vapnenca

URL 2

a) Povrinski vodotoci na netopivim stijenama (zeleno), nadolaenjem u podruje kra poniru uz rasjede, pukotine i slojne plohe otapajui stijenu prema dolje i bono.b) Poniranje vode zaustavlja nepropusna podloga (smee). Okravanje se nastavlja, a u upljinama bez vode taloe se sige. Du pukotina postupno se otvaraju i drugi ulazi na povrini.

c) Nastavak procesa opisanih pod crteom b.

d) Naposljetku, strop pilje biva skinut korozijom i erozijom, te se pilja pojavljuje na povrini u obliku kanjona. Dokaze da je kanjon nekad bio pilja nalazimo samo ponekad u rijetkim ostacima siga i drugih piljskih sedimenata.4. PROCES TALOENJA SIGA

Iako je glavni proces oblikovanja kra otapanje, sige nastaju suprotnim procesom taloenjem. Kada voda koja sadri ione Ca i HCO doe do pilje ispunjene zrakom ulazi u okoli drugaije temperature, tlaka i vlage, to uzrokuje izmjenu ugljikovog dioksida ili isparavanje, te kristalizaciju kalcita.

Izmjena CO je najei mehanizam taloenja siga u veini pilja. Sadraj CO u zraku dobro ozraenih pilja je ak 10 puta vii nego u atmosferi, dok pukotinske podzemne vode imaju ak 25 do 250 puta viu koncentraciju CO nego to je ima zrak u pilji. Zbog toga, kada voda dospije u pilju, CO izlazi iz nje sve dok se ne uravnotei s koncentracijom CO u zraku pilje. Pri tome dolazi do kristalizacije kalcita, odnosno stvaranja siga. Isparavanjem podzemne vode pri ulasku u pilje, otopina postaje prezasiena te kristalizira kalcit.

4.1 OKOLI U KOJEM NASTAJU SIGE

Sige nalazimo u piljama, jamama te kavernama. Podzemne upljine u kojima rastu sige nazivamo piljama. Toniji opis tog pojma ukljuuje one upljine koje su svojim dimenzijama dostupne ovjeku. Jame su kanali strmiji od 45 stupnjeva, esto vertikalni, nastali proirivanjem strmih pukotina, rasjeda ili meuslojnih ploha. Kaverne su upljine kojima nije poznata prirodna veza s povrinom. Na njih se esto nailazi pri buenju tunela.

4.2 SASTAV SIGA

Sige mogu biti izgraene od razliitih minerala. Broj poznatih piljskih minerala u svijetu u stalnom je porastu, a neki od njih prvi su put pronaeni upravo u piljama. Minerali koji najee tvore sige su:

1. Kalcit, CaCO

Kalcit je osnovni mineral vapnenakih stijena i najei mineral u piljama. Kristali kalcita specifini su po bogatstvu kristalnih formi kojih je do sada poznato preko 2 500. Kalcit je u odnosu na druge minerale relativno mekan, prema Mohsovoj skali tvrdoe, kalcit ima tvrdou 3. Zbog oneienja kalcit u piljama moe biti razliito obojan.

2. Aragonit, CaCO

Nakon kalcita aragonit je drugi najei piljski mineral. Kemijski sastav aragonita isti je kao i kod kalcita. Aragonit se javlja u igliastim ili stupiastim kristalima, obino je bijel.Najei karbonatni minerali u Dinarskom kruNazivFormulaKristalni sustavSvojstva

KalcitCaCO3HeksagonskiNajei piljski mineral. Bezbojan ili bijeli (uz mogue nijanse crvenog, smeeg ili sivog), proziran ili djelomino propustan za svjetlost.

AragonitCaCO3RompskiBezbojan ili bijeli, proziran ili djelomino propustan za svjetlost. Tanki i igliasti.

Tablica 1. Najei kartonatni minerali u Dinarskom kruURL 35. OBLICI SIGA

Rije siga izvedena je od latinske rijei sigillum a oznaava kipi ili figuricu. Meunarodni naziv za sige, speleotem, znai piljski talog a dolazi od grkih rijei sphlaion ili spelaion to znai pilja te od rijei thema to znai talog. Sige razlikujemo po obliku i po nainu nastajanja (kapanjem vode, rastom kristala na povrini jezera, slijevanjem preko zidova i dr.) Do sada je u svijetu izdvojeno 38 razliitih tipova siga. Oblici formirani ispod vode : kamenice barijere, konkrecije, talozi u lokvama, kristalne obloge. Od nepravilnih oblika imamo : palete, heliktiti, nepravilni oblici na stijenkama pilje ( botryoidal ), piljsko cvijee ( anthoides ), piljsko mlijeko (moonmilk ) .5.1 STALAKTITI

Stalaktiti rastu sa stropa prema podu pilje. Mogu biti vrlo sitni ali i viemetarski, i na kraju se mogu i spojiti s podom ili pripadajuim stalagmitom, kada nastaje stup ili stalagmat. Tipini stalaktiti imaju sredinji kanali graen od kristala vertikalno orijentiranih izduenjem, kroz koji prolazi voda, to se lijepo vidi na stalaktitnim cjevicama (makaroni), te vanjski sloj od kristala radijalno orijentiranih izduenjem, izraslih okomito na sredinji kanal. Mogu biti krunoga, elipsoidalnoga ili valovito krunog presjeka. Veliina, oblik, tekstura i sastav povrine stalaktita rezultat su mnogih faktora: brzine kapanja, strujanja zraka, isparavanja, vlage zraka, temperature, koncentracije otopine, hidrostatskog tlaka, parcijalnog tlaka CO u otopini i u atmosferi pilje, primjesa u otopini i dr. Najstariji dio stalaktita je sredinji dio njegovoga korijena, a najmlai je zadnji vanjski sloj, ukljuujui i sam vrh. Ako stalaktit raste iznad jezera, kada dosegne povrinu vode, svoj rast nastavlja zadebljavajui se oko vrha te e postati kvrgav.

Slika 2. Zaetak rasta stalaktitne cjevice

URL 4

5.2 STALAGMITIStalagmiti su sige koje s poda podzemnih prostora rastu prema gore. Nastaju kapanjem vode sa stropa ili sa stalaktita iznad njih. Za razliku od stalaktita, nemaju sredinji kanal. Visina s koje kapljica pada, brzina kapanja, isparavanje i koliina hidrokarbonata u otopini odreuju veliinu i oblik stalagmita. Masivni stalagmiti nastaju pri brzom kapanju, a pri sporijem kapanju stalagmit postaje visok i tanak.

Slika 3. Stalagmiti, pilja Debeljaa, LovinacURL 55.3 PILJSKE PALETE

piljske palete su ovalni do kruni oblici siga koji se sastoje od dvije paralelne ploe ili diska koji su meusobno dovojeni uskom pukotinom.

Slika 4. piljska paleta sa stalaktitima nastala na pukotini stupaURL 65.4 PODVODNE (FREATIKE) SIGE

Freatike ili podvodne sige su posebne vrste siga u kru. Nastaju u potopljenim podzemnim kanalima (npr. u ulinu ponoru kod Ogulina i u spilji kamenoloma kod Tounja). Osnovna je znaajka freatikih siga da one u obliku prevlake oblau, kontinuirano i u jednakoj debljini, itave presjeke kanala a to znai jednako na podu, zidovima i na stropu. To ukazuje da su stvarane u potopljenim kanalima. ( Cvitanovi, 2002. ) Izgraene su od minerala kalcita. a) b)

c)Slika 5. Rekonstrunkcija presjeka kanala pilje u kamenolomu Tounj: u vrijeme prije taloenja siga (a), u vrijeme taloenja stalagmita (b), te u vrijeme taloenja freatikih siga u kanalu potpuno ispunjenom vodom (c).URL 75.5 LEDENE SIGE

Ledene sige stvaraju se smrzavanjem kapajue, tekue i procjedne vode, te vodene pare iz piljskog zraka. Smrzavanjem kapajue i tekue vode nastaju oblici poput obinih kalcitnih siga ledeni stalaktiti, stalagmiti, stupovi, zavjese i saljevi. Obino su glatke povrine i s rijetko vidljivim kristalnim plohama leda. Tanke su prozirne i bezbojne, a deblje modrozelenkaste ili bijele.

Slika 6. Ledeni stalagmiti. Kutrovka, Ogulin

URL 86. BOJA SIGA

Boja sige ovisi o oblinjem izvoru mineralnih primjesa, o tlu iznad pilje, biljnom pokrovu, klimi i o opem piljskom okoliu. Kremasta, utosmea, naranasta i smea boja obino potjeu od humusnih kiselina procijeenih iz pokrova tla iznad pilje. Rijetke plave, zelene i druge boje dolaze od metalnih iona ugraenih u kristalnu strukturu siga. Poplavni nanosi mulja, gline, praha i organske tvari obojit e sige bojom hre i crno. Na mjestu duljeg zadravanja kolonije imia, reakcijom njihove mokrae( guano ) s kalcitom iz stijene, na sigama nastaje tanka kora fosfatnih minerala.

Slika 7. Saljev sa stalaktitima. Crvena boja potjee vjerojatno od primjesa minerala eljezaURL 97. BRZINA RASTA I STAROST SIGA

Sige najee rastu od desetak do stotinu tisua godina. Brzina rasta siga ovisi o brzini dotoka i sastavu otopine, temperaturi, vlazi i dr., to sve ne ovisi samo o klimatskoj zoni u kojoj se pilja nalazi, nego se znatno razlikuju i u piljama istoga klimatskoga podruja, te i unutar samo jedne pilje ili samo jednoga njenoga djela. Starost siga moe se odrediti relativno i apsolutno. Relativna starost odreuje se usporeivanjem redoslijeda rasta pojedinih siga, iz ega doznajemo koje su sige ili slojevi siga stariji, a koji mlai. Apsolutna starost siga izraava se u godinama, a odreuje se najee mjerenjem nestabilnog (radioaktivnog) izotopa ugljika 14C. ( http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/sige-svojstva.html)

Slika 8. Presjek stalagmita (promjera 15 cm) na kojem je napravljena analiza starosti 14C metodom. Starost sredinjeg, najstarijeg dijela odreena je na preko 37 000 godina (starost vea od granica metode), dok je vanjski, najmlai sloj star 17 200 godina +- 750 godina.

URL 108. NESTAJANJE SIGA

Sve stijene na povrini Zemlje se troe i uklanjaju pa se s vremenom reljef sniava. U krkim predjelima taj proces postupno skida nadsloj piljama, jamama i kavernama sve do kritine debljine, kada dolazi do uruavanja stropa i pretvaranja upljina u ponikve, kanjone ili neke druge morfoloki neobine i jedinstvene oblike krkoga reljefa. Tako i sige dolaze na povrinu, iako tamo nisu nastale. Krajnji uinak troenja, erozije i korozije je potpuni nestanak stijene u kojoj se pilja nalazila, pa time i pilja i siga.( http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/sige-svojstva.html )

9. ZAKLJUAK

Sige predstavljaju jedan od fenomena kra. U svijetu je poznato 38 razliitih vrsta siga, mogu sadravati jedan ili kombinaciju preko 300 poznatih minerala. Neki od najeih minerala od kojih su graene sige su kalcit, aragonit i karbonat hidroksilapatit. Za razliku od kra koji nastaje otapanjem, sige nastaju taloenjem. Goleme sige mogu nastajati milijunima godina, no najee rastu od nekoliko desetaka do stotinu tisua godina.10. LITERATURA

1. Lackovi, D. ( 2003 ) : Sige, Hrvatski prirodoslovni muzej, Zagreb, pp. 89.2. Cvitanovi, A. ( 2002 ) : Geografski rijenik, Zadar: Hrvatsko geografsko drutvo Zadar, Zadar, pp. 685.

3. estanovi, S.: Osnove geologije i petrografije, Graevinski fakultet Split, Split, 20014. Herak, M.: Geologija, IV. izd., kolska knjiga, Zagreb, 1987Izvori :

URL 1 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/slike/003-krsHrvatska.jpg URL 2 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sie/slike/004-okrsavanjevapnenca.jpg URL 3 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/slike/SpiljaDebeljaca3_Foto_D_Paar.jpgURL 4 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/slike/030-Paleta.jpgURL 5 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/sige-oblici-freatickesige.htmlURL 6 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/slike/123-Ledenibambusi-KuDBaksic.JPGURL 7 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/slike/070-Bojasiga.jpgURL 8 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/sige-svojstva.htmlURL 9 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/slike/073-presjeksige.jpgURL 10 : http://public.carnet.hr/speleo/znanost/sige/sige-svojstva.html2