Химия. Узнавай химию, читая классику. С комментарием химика (Стрельникова) - страница 74

Дождевая вода, содержащая растворенный углекислый газ, собирается в трещинах известняка и проникает внутрь массива, растворяя по пути карбонаты кальция и магния:

Суть процесса такова: вода с растворенным в ней углекислым газом – не что иное, как угольная кислота. Она реагирует с нерастворимым карбонатом, превращая его в растворимую кислую соль – гидрокарбонат кальция (или магния). В трещинах в известняке, куда стекала вода, постепенно образуется углубление, превращающееся затем в карстовую воронку. Насыщенная углекислым газом вода с поверхности уходит вглубь известняка, вымывая в его толще карстовую пещеру. Углекислым газом вода может насыщаться и проходя сквозь почву, и в недрах земли в областях недавней вулканической деятельности. Реагируя с карбонатами, вода теряет углекислый газ, но насыщается растворимыми гидрокарбонатами. Вода, содержащая ионы кальция или магния, становится жесткой. Если такую воду прокипятить, произойдет обратный процесс – разложение гидрокарбонатов кальция и магния (они нестойки к нагреванию и вообще могут существовать только в водном растворе):

Нерастворимые карбонаты кальция и магния выпадут в осадок и осядут на стенке чайника в виде накипи. Как видим, образование накипи – это химический процесс, как и образование карстовых пещер.

О том, что пещера Мак-Дугала карстовая, в тексте говорится недвусмысленно. В нем сказано, что вода в подземном ручье приносит известковый осадок. Мы, правда, понимаем теперь, что вода приносит вовсе не осадок, а растворенный углекислый газ, который участвует в образовании растворимых солей, переходящих в воду. Но дальше говорится о «кудрявой, кружевной Ниагаре» «из блестящего прочного камня». Это описание известняковых натеков в русле ручья. И они тоже характерны для карстовых пещер. А еще сталактиты и сталагмиты.

Собственно, реакция, в результате которой в пещерах вырастают сталактиты и сталагмиты, а на стенах образуются красивые натеки, нам уже известна. Это та же реакция, что происходит при образовании накипи в чайнике:

Только здесь нерастворимые карбонаты не образуют накипь, а откладываются на стенах в виде натеков или образуют каменную сосульку сталактит (от греческого σταλακτίτης – «натекший по капле»). Термины «сталактит» и «сталагмит» (от греческого στάλαγμα – «капля») впервые употребил в своей работе, опубликованной в 1655 г., датский натуралист Оле Ворм. И мы теперь знаем, что образование сталактитов и сталагмитов – тоже химия!