Sciencemag.cz
Doporučujeme
Na pískovcových stěnách se často vyskytují větší či menší jamky, které jsou v některých případech odděleny tenkými přepážkami, a připomínají tak včelí plástve. Jak však tyto tzv. voštiny vznikají? Stejnou otázky si položil tým vědců z Ústavu hydrogeologie a experimentálně ověřil dvě nejčastější teorie.
Voštiny se obvykle popisují jako četné na sebe těsně přiléhající jamky o velikosti několika centimetrů. Jejich vznik se doposud popisoval především dvěma způsoby: teorií skalní kůry a hydraulickou hypotézou. Teorie skalní kůry předpokládá, že odolnost skalního povrchu se v důsledku vysrážení minerálů s časem zvyšuje, zatímco vnitřek masivu zůstává stále stejný nebo zvětrává. Rozdílná odolnost by pak v kombinaci s povětrnostními vlivy způsobila postupné prohlubování malých jamek porušujících povrchovou krustu, až by časem došlo ke zformování povrchu připomínající včelí plástve.
Pro ověření teorie skalní kůry geologové z Přírodovědecké fakulty použili množství metod, kterými měřili pórovitost, odolnost vůči vrtání a tahovou pevnost jamek i povrchu pískovce. Výsledky měření však tuto teorii vzniku nepotvrdily, neboť se jamky i jejich okolí v mechanickém ohledu chovalo stejně.
Vědci nakonec dokázali pravdivost druhé ověřované hypotézy vzniku voštin – hydraulické. Ta je vysvětlována pomocí solného zvětrávání, které je řízeno prouděním vody nesoucí rozpuštěné soli. Pískovce v sobě obsahují dešťovou vodu, která se vsákla nahoře do skály a v nižších partiích proudí k povrchu, kde se vypařuje, k čemuž může docházet i několik centimetrů pod pískovcovým povrchem. V místech výparu se sráží soli, které jsou v pórové vodě přítomné (např. z kyselých srážek) a jejich krystalizace způsobuje rozmělnění okolního materiálu, což postupně vede k erozi skalního povrchu. K ověření hydraulické hypotézy vědci měřili vlhkost (sací tlak) a množství solí v jamkách i na jejich výstupcích za různých povětrnostních podmínek od suchého období až po čas po významných deštích. Celý proces srážení solí také simulovali na pískovcových vzorcích v laboratoři.
Důležitou součástí metodiky bylo použití fluoresceinového barviva, které umožňuje určit místo výparu projevující se změnou barvy. Použití barviva ukázalo, že za nízkých vlhkostí materiálu (častá situace na vertikálních pískovcových stěnách) k výparu dochází jen na dně voštinových jamek, zatímco výstupky kolem jamek zůstávají zcela suché. Soli se tedy sráží v jamkách a tím je rozšiřují, naopak přepážky voštin jsou suché a solné zvětrávání je nepoškozuje. V případě vysokých vlhkostí (v dlouhodobě vlhkých místech) dochází k výparu z celého povrchu, přičemž nejvíce vody se vypaří na výstupcích, což naopak vede k vyhlazování povrchu. V takových místech soli přednostně destruují výstupky a zarovnávají tak stěnu do hladka. V místech s voštinami převládají nízké vlhkosti a dochází tak k dlouhodobému výparu ze dna jamek vedoucímu k vysrážení solí, postupnému prohlubování jamek a vzniku podivuhodných pískovcových pláství.
Solné zvětrávání je tedy schopno voštiny tvořit, ale v případě vysokých vlhkostí i povrch naopak vyhlazovat. Proto můžeme potkat jak hladké pískovcové stěny, tak i místa s voštinami. Zda se bude jednat o jedno nebo o druhé je dáno počátečním tvarem skalního výchozu, jeho světovou orientací, podnebím, dostupností vlhkosti a vegetací v místě. Změna podmínek (např. mikroklimatu) pak může vést i k úplnému zániku voštin.
Bruthans, J., Filippi, M., Slavík, M., & Svobodová, E. (2018). Origin of honeycombs: Testing the hydraulic and case hardening hypotheses. Geomorphology.
Weiss, T., Slavík, M., & Bruthans, J. (2018). Use of sodium fluorescein dye to visualize the vaporization plane within porous media. Journal of Hydrology.
Převzato z popularizační rubriky Přírodovědecké fakulty UK Praha
Zpracoval: Tomáš WEISS
