Karst-topografi

Karakteristisk karstlandskap i Burren på Irlands vestkyst

Karststein fra samme område brukt som gjerde

Karst er en geologisk landskapsformasjon dannet gjennom oppløsning av løselig grunnfjell, vanligvis karbonatfjell som kalkstein eller dolomitt. Navnet karst stammer fra området Karst i Slovenia, hvor landskapsformen først ble «oppdaget» og forsket på.

Et karstområde har en karakteristisk form, typiske kjennetegn i terrenget kan være ødslighet, innsynkninger, forstyrrelser i dreneringssystemer, underjordiske dreneringssystemer og grotter. I hvilken grad vi kan kjenne igjen disse terrengformene varierer mye ut ifra hvilket område vi er i. Ofte vil en kunne se større sterkt oppsprukne snaufjellsarealer, med frodig vegetasjon i senkninger der grunnvannet har samlet seg. Mange karstområder har karakteristiske overflateformasjoner som cenoter og doliner (synkehull).

Burren-området i Irland er på omlag 70 kvadratkilometer, hvorav det meste er snaut for vekster, siden regnvannet bare forsvinner ned gjennom utallige sprekker og hull. Grunnvannet er tilnærmet uegnet for både mennesker og dyr på grunn av mineralinnholdet – mens mange plantesorter nyter godt av vannet.

Kjemiske prosesser

Kjemisk struktur for karbonsyre

Modell av karbonsyre

Karstlandskap dannes i prosesser dominert av kjemisk oppløsning av bergartsdannende mineraler. Karstifisering foregår i en bestemt hastighet, som kan observeres, og dette gir oss mulighet til å beregne for eksempel når en grotte ble dannet. Ett av nøkkelbegrepene innenfor oppløsning av mineraler er likevekt eller metning. Et mineral vil løse seg raskt i begynnelsen av reaksjonen og dermed saktere og saktere inntil metning er oppnådd.

Hovedsakelig er det karbonsyre (H₂CO₃) dannet fra karbondioksid (CO₂) i luften i kontakt med vann (H₂O) som løser kalksteinen (CaCO₃):

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

CaCO₃ + H₂CO₃ ⇄ Ca(HCO₃)₂

Sluttproduktet, kalsiumbikarbonat (Ca(HCO₃)₂), er fullstendig løselig i vann.

Mindre vanlig er oppløsning ved hjelp av svovelsyre (H₂SO₄). Da må svovelsyre først dannes gjennom oksidering av sulfider som pyritt (FeS₂) eller hydrogensulfid (H₂S):

H₂S + 2O₂ → H₂SO₄

Svovelsyre er løselig i vann,

H₂SO₄ + 2H₂O → SO2−
4 + 2H₃O⁺,

og vil løse opp kalsiumkarbonatstein og gi karbonsyre;

CaCO₃ + 2H₃O⁺ → Ca²⁺ + H₂CO₃ + 2H₂O.

Det kan også dannes kalsiumsulfat;

CaCO₃ + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂CO₃

som kan bli til gips.

Definisjoner

Vi kan dele opp karstområdet ut ifra hvilke prosesser de blir dannet ved.

Ekte karst

Dannes stort sett ved kjemisk korrosjon av karbonater eller ved fysisk oppløsning. Vi deler det inn i holokarst, merokarst og fluviokarst, der holokarst er moden karst mens merokarst kan betegnes som "halvkarst".

I ekte karstområder har vi en rekke kjennetegn vi kan se etter:

• Karren, overflate preget av oppløsning (forreven)
• Sprekkdannelse
• Underjordiske elver eller bekker
• Grotter og kilder

Pseudokarst

Denne formen for karstlandskaper kan minne om det vi definerer som ekte karst, men den er dannet ved andre prosesser. Eksempler på pseudokarst kan være: Termokarst, brekarst, vulkanokarst (grotter dannet ved lavastrømmer), tektoniske grotter, abrasjonsgrotter og silikatkarst.

Drenering i karstlandskap

Ordet drenering betyr i denne sammenheng fjerning av grunnvann og når vi snakker om karst er det vanlig å definerer autogenetisk og allogenetisk drenering.

• Autogenetisk: Hele nedslagsfeltet består av karstbergarter, skaper effektiv kontakt mellom vann og kalkstein.
• Allogenetisk: Mottar vann fra ikke-karst områder. Sidebekker kan bringe vann inn fra omkringliggende bergarter, dette kan føre til at vannet har større oppløsningspotensiale (mer aggressivt mhp. kalsiumkarbonat) enn ved autogenetisk drenering.

Forskjellen disse to begrepene illustrerer har stor betydning for hvor mye av karstlandskapet som oppløses.

Kilder

• William B. White (1988). Geomorphology and Hydrology of Karst Terrains. Oxford University Press, New York. ISBN 0-19-504444-4.

• Stein-Erik Lauritzen (2006): «Karstgeologi og karsthydrologi» – Kompendium.
• Stein-Erik Lauritzen (2006): «Kjemiske prosesser i karsthydrologi og speleologi» – Kompendium.