หินงอก

หินงอก (ภาษาอังกฤษ: Stalagmite) เป็นหินที่งอกมาจากพื้นของถ้ำจากการสะสมแร่ธาตุที่มาจากน้ำที่หยดลงมาจากเพดานถ้ำ หินงอกอาจจะประกอบด้วยลาวา, แร่ธาตุ, โคลน, พีต, เรซิน หรือ ทราย ส่วนหินที่งอกมาจากเพดานของถ้ำในลักษณะคล้ายกันเรียกว่าหินย้อย(stalactite)

หินงอกในถ้ำหินปูน

ประเภท

หินงอกปูน(Limestone stalagmites)

หินงอกที่พบได้บ่อยที่สุดคือหินงอกที่มีองค์ประกอบเป็นหินปูนจากถ้ำหินปูน หินงอกประเภทนี่จะเกิดได้เมื้อภาวะpHของถ้ำเหมาะสมเท่านั้น ต้นกำเนิดของหินงอกนั้นมาจากการสะสมตัวของแคลเซียมคาร์บอเนตและแร่ธาตุอื่นๆซึ่งตกตะกอนมจากน้ำแร่ในถ้ำ หินปูนเป็นแหล่งสำคัญของแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งเมื่อถูกชะล้างโดยน้ำที่มีคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดเป็นสารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนตในถ้ำตามปฏิกิริยา

CaCO^(s)
₃ + H₂O_(l) + CO^(aq)
₂ → Ca(HCO₃)^(aq)
₂

ความดันย่อยของคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำต้องมากกว่าความดันย่อยของคาร์บอนไดออกไซด์ในถ้ำหินงอกจึงจะเกิดได้ จากนั้นสารละลายนี่จะไหลซึมผ่านหินและหยดลงมาบนพื้นถ้ำ เมื่อสัมผัสกับอากาศก็จะเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับมาสะสมหินปูนหรือแคลเซียมคาร์บอเนต:

Ca(HCO₃)^(aq)
₂ → CaCO^(s)
₃ + H₂O_(l) + CO^(aq)
₂

ถ้าหินย้อยซึ่งงอกมาจากเพดานนั้นยาวจนมาชนกับหินงอกจากพื้น มันจะเชื่อมต่อกันเป็นเสาหินปูน

ไม่ควรสัมผัสกับหินงอกเนื่องจากหินงอกนี้เกิดจากการสะสมแร่ธาตุที่มาจากน้ำลงบนผิวถ้ำ ไขมันจากผิวหนังจะไปเปลี่ยนแรงตึงผิวในที่ที่น้ำแร่มาสะสมซึ่งงอาจจะไปกระทบการโตของหินงอกหินย้อยได้ น้ำมันและเศษดินจากมนุษย์นั้นยังสามารถไปเปลี่ยนเปื้อนและเปลี่ยนสีหินงอกหินย้อยอย่างถาวรอีกด้วย

หินงอกลาวา(Lava stalagmites)

หินงอกอีกชนิดหนึ่งนั้นเกิดในโพรงลาวาที่ลาวายังไหลอยู่ กระบวนการเกิดนั้นเหมือนกับหินงอกหินปูนซึ่งเป็นการสะสมของแร่ธาตุบนพื้นถ้ำ แต่ในกรณีของหินงอกลาวามันสามารถเกิดได้เร็วมากในชั่วโมง วัน หรือ สัปดาห์ ในขณะที่หินงอกหินปูนนั้นต้องใช้เวลานับพันปี ข้อแตกต่างอีกอย่างหนึ่งของหินงอกลาวาก็คือเมื่อลาวาหยุดไหลแล้วหินงอกลาวาก็จะหยุดโต ถ้าหินงอกลาวานั้นหักก็จะไม่งอกเพิ่มอีก หินงอกลาวานั้นพบได้ยากกว่าหินย้อยลาวาเพราะว่ามันเกิดจากการที่ลาวาที่ไหลลงพื้นนั้นมักไหลต่อหรือถูกดูดซับไป

หินงอกน้ำแข็ง(Ice stalagmites)

หินงอกน้ำแข็งหรือจะเรียกว่าน้ำแข็งงอกก็ได้ เป็นหินงอกที่พบได้ตามฤดูกาลและตลอดมั่งปีในถ้ำเขตหนาว ในภาษาอังกฤษบางทีเรียกว่า icicle น้ำที่ซึมมากจากผืนดินจะทำลุไปในถ้ำถ้าอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งและจะไปสะสมและแข็งตัวเป็นน้ำแข็งงอก หรืออาจจะเกิดจากการควบน้ำของไอน้ำโดยตรง เช่นเดียวกับหินงอกลาวา น้ำแข็งงอกเกิดขึ้นได้เร็วในไม่กี่ชั่วโมงหรือวัน พวกมันสามารถโตใหม่ได้เรื่อยๆตราบใดที่ปริมาณน้ำและอุณหภูมิเหมาะสม น้ำแข็งงอกนั้นพบได้มากกว่าน้ำแข็งย้อยเพราะว่าเพดานถ้ำจะมีอุณหภูมิสูงกว่าพื้นถ้ำ น้ำแข็งงอกและน้ำแข็งย้อยสามารถเชื่อมกันเป็นเสาน้ำแข็งได้เช่นเดียวกันกับหินปูน

หินงอกคอนกรีต(Concrete stalagmites)

 

หินงอกที่โตบนพื้นคอนกรีต

หินงอกและหินย้อยยังสามารถเกิดบนเพดานและพื้นคอนกรีต และมันสามารถเกิดได้เร็วกว่าในถ้ำ

เกิดสะสมแร่ธาตุจากคอนกรีตนั้นเป็นผลจากการเสื่อมสภาพของคอนกรีต โดยแร่ธาตุเช่นแคลเซียมและเหล็กนั้นจะถูกละลายออกมาและสะสมบนโครงสร้างคอนกรีตทำให้เกิดเป็นหินงอกหินย้อย แคลเซียมคาร์บอเนตจะมาสะสมเป็นหินงอกหินย้อยเมื่อสารละลายที่เป็นองค์ประกอบของคอนกรีตมาอยู่ทีพื้นคอนกรีต คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกดูดซึมไปในสารละลายนี้และเร่งการเกิดหินงอกหินย้อย โดยสูตรทางเคมีของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือ

CaO_(s) + H₂O_(l) → Ca(OH)_2(aq)

น้ำฝนที่ชะล่างคอนกรีตจะพาแคลเซียมไฮดรอกไซด์มาลงที่พื้นหรือหลังคา เมื่อสัมผัสกับอากาศก็จะเกิดปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์และสะสมเป็นหินปูน

Ca(OH)_2(aq) + CO_2(g) → CaCO_3(s) + H₂O_(l)

หินงอกเหล่านี้มักจะมีขนาดเพียงไม่กี่เซนติเมตร

สถิติ

หินงอกที่ใหญ่ที่สุดในโลกมีขนาดสูงกว่า 70 เมตร อยู่ในถ้ำเซินด่องในเวียดนาม

รูปภาพ

•  

  Coves d’Artà, Mallorca, Spain

•  

  Seven-Star Cave, Guilin, China

•  

  A “crayfish back”, Jenolan Caves, New South Wales, Australia

•  

  Hérault, France.

•  

  Castellana Grotte, Apulia, Italy.

อ้างอิง

1. Larson, Charles (1993). An Illustrated Glossary of Lava Tube Features, Bulletin 87, Western Speleological Survey. p. 56.
2. Hicks, Forrest L. (1950). "Formation and mineralogy of stalactites and stalagmites" (PDF). 12: 63–72. สืบค้นเมื่อ 2013-07-08. Cite journal requires |journal= (help)
3. "How Caves Form". Nova. PBS. สืบค้นเมื่อ 2013-07-01.
4. C. Michael Hogan. 2010. “Calcium”. eds. A. Jorgensen, C. Cleveland. Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment.
5. John), Fairchild, Ian J. (Ian (2012). Speleothem science : from process to past environments. Baker, Andy, 1968-. Oxford, U.K.: Wiley. ISBN 9781444361094. OCLC 782918758.
6. อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref> ไม่ถูกต้อง ไม่มีการกำหนดข้อความสำหรับอ้างอิงชื่อ Classroom
7. Keiffer, Susan (2010). "Ice stalactite dynamics". สืบค้นเมื่อ 2013-07-08.
8. Lacelle, Denis (2009). "Formation of seasonal ice bodies and associated cryogenic carbonates in Caverne de l'Ours, Québec, Canada: Kinetic isotope effects and pseudo-biogenic crystal structures" (PDF). Journal of Cave and Karst Studies. pp. 48–62. สืบค้นเมื่อ 2013-07-08.
9. Hill, C A, and Forti, P, (1997). Cave Minerals of the World, 2nd editions. pp 217 & 225 [Huntsville, Alabama: National Speleological Society Inc. ]
10. Smith, G K. (2016). "Calcite straw stalactites growing from concrete structures". Cave and Karst Science 43(1), pp4-10.
11. Macleod, G, Hall, A J and Fallick, A E, 1990. An applied mineralogical investigation of concrete degradation in a major concrete road bridge. Mineralogical Magazine, Vol.54, 637–644.
12. Sundqvist, H. S., Baker, A. and Holmgren, K. (2005). "Luminescence in fast growing stalagmites from Uppsala, Sweden". Geografiska Annaler, 87 A (4): 539-548.
13. Braund, Martin; Reiss, Jonathan (2004), Learning Science Outside the Classroom, Routledge, pp. 155–156, ISBN 0-415-32116-6
14. อ้างอิงผิดพลาด: ป้ายระบุ <ref> ไม่ถูกต้อง ไม่มีการกำหนดข้อความสำหรับอ้างอิงชื่อ Classroom3
15. Smith, G K., (2015). “Calcite Straw Stalactites Growing From Concrete Structures”. Proceedings of the 30th 'Australian Speleological Federation' conference, Exmouth, Western Australia, edited by Moulds, T. pp 93 -108
16. "Son Doong Cave (Hang Sơn Đoòng)". Wondermondo.