Φυσικά χαρακτηριστικά του ασβεστόλιθου

Ο ασβεστόλιθος είναι ένας συλλογικός όρος για μια ομάδα ιζηματογενών πετρωμάτων που αποτελούνται από τουλάχιστον 50 τοις εκατό ασβεστίτη, ένα μέταλλο που σχηματίζεται από ανθρακικό ασβέστιο. Εάν μέρος του ασβεστίου αντικατασταθεί από μαγνήσιο, το προκύπτον ασβέστιο ανθρακικό μαγνήσιο ο βράχος ονομάζεται δολομιτικός ασβεστόλιθος. Ο ασβεστόλιθος έχει ποικιλία προελεύσεων και μπορεί να καταβυθιστεί στο νερό ή να εκκριθεί από θαλάσσιους οργανισμούς όπως τα κοράλλια. Μπορεί επίσης να αποτελείται από κελύφη νεκρών θαλάσσιων οργανισμών.

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι ιζηματογενών πετρωμάτων: κλαστικοί ή καταστροφικοί - που αποτελούνται από μικρά θραύσματα πετρωμάτων - και μη κλασικοί, που ονομάζονται επίσης χημικοί και ανόργανοι. Ο κλασικός ασβεστόλιθος αποτελείται από βιογενείς κόκκους, ή σπόρους, παρά διαβρωμένα θραύσματα πετρωμάτων, όπως στην περίπτωση των ψαμμίτη. Τέτοια βιογενή τμήματα είναι θραύσματα κελύφους ή οστών από νεκρούς θαλάσσιους οργανισμούς και συσσωρεύονται βυθίζοντας στον βυθό της θάλασσας ή οποιοδήποτε άλλο σώμα νερού. Αναπτύσσονται επίσης σε θαλάσσια περιβάλλοντα όπως οι κοραλλιογενείς ύφαλοι. Ο μη κλασικός ασβεστόλιθος, όπως οι τραβερτίνες, σχηματίζεται μέσω της καθίζησης ανθρακικών κρυστάλλων σε ρηχά νερά και στα υπόγεια ύδατα, οι οποίοι σχηματίζουν σταλαγμίτες και σταλακτίτες σε σπηλιές.

Το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα, μαζί με τα οξείδια του θείου και του αζώτου σε μολυσμένες αστικές και βιομηχανικές περιοχές, διαλύονται σε βρόχινο νερό και υπόγεια ύδατα για να σχηματίσουν ασθενή οξέα. Αυτά τα οξέα αντιδρούν με ανθρακικά άλατα στον ασβεστόλιθο και διαλύουν τον βράχο, σχηματίζοντας καταβόθρες και σπηλιές. Ο ασβεστόλιθος υπόκειται επίσης σε μηχανικές καιρικές συνθήκες, ειδικά σε ξηρά κλίματα, λόγω της λειαντικής δράσης των θραυσμάτων πετρωμάτων από αέρα και άλλων συντριμμιών. Αυτός ο συνδυασμός χημικών και μηχανικών καιρικών συνθηκών καθιστά τον ασβεστόλιθο πολύ ευάλωτο σε φθορά όταν εκτίθεται στην ατμόσφαιρα.

Ο ασβεστόλιθος που σχηματίζεται μέσω της συσσώρευσης κελυφών και σκελετικού υλικού έχει υψηλό αρχικό πορώδες - έναν όρο που αναφέρεται στα κενά μεταξύ των στερεών θραυσμάτων. Αυτό το πορώδες μειώνεται με τη συμπύκνωση με την πάροδο του χρόνου καθώς εναποτίθεται περισσότερο υλικό και τεμαχίζονται μαζί. Το όξινο νερό από την ατμόσφαιρα ή το έδαφος διαλύει μέρος αυτού του συμπιεσμένου υλικού, δημιουργώντας ένα δευτερεύον πορώδες. Η κίνηση της γης με το γεωλογικό χρόνο προκαλεί θραύση του ασβεστόλιθου. Η είσοδος όξινου νερού διευρύνει περαιτέρω τα κατάγματα. Όταν εκτίθεται, αυτό το φαινόμενο διάλυσης εμφανίζεται στην επιφάνεια ως ένα δίκτυο ρωγμών και νεροχυτών που ονομάζεται καρστ.

Οι ασβεστολιθικοί σχηματισμοί, όπως τοπία, σπήλαια και κοραλλιογενείς υφάλους, κάνουν εντυπωσιακά τουριστικά αξιοθέατα. Όταν χρησιμοποιείται ως δομικό υλικό, ο ασβεστόλιθος έχει μια χαριτωμένη και ελκυστική διαδικασία γήρανσης εδώ και αιώνες, παρά την ευπάθεια του σε φθορά. Το υψηλό πορώδες και οι κοιλότητες του ασβεστόλιθου το καθιστούν αποτελεσματικό υδροφορέα για δημόσιες παροχές νερού στο Τέξας, την Ιρλανδία και παγκοσμίως. Ωστόσο, οι σχηματισμοί ασβεστόλιθου παρουσιάζουν σοβαρά τεχνικά προβλήματα για την κατασκευή δρόμων, σηράγγων και κτιρίων. Οι κοιλότητες και τα απότομα κεκλιμένα στρώματα πετρωμάτων ενδέχεται να μην εντοπίζονται πάντοτε κατά τη διερεύνηση ενός εργοταξίου και να υποχωρήσουν, προκαλώντας ξαφνική κατάρρευση θεμελίων, κτιρίων και σηράγγων.