Введение

Протяжённые минеральные образования, найденные на дне пещеры.

Сталагмит (/UK/'/s//t//æ//l//ə//ɡ/,/m//aɪ//t/, /US//s//t//ə/'/l//æ//ɡ//m//aɪ//t/; ;) – это тип горного образования, вырастающего из пола пещеры в результате накопления материала, осевшего на полу с капающей с потолка воды. Сталагмиты обычно состоят из карбоната кальция, но могут также образовываться из лавы, грязи, торфа, пёка, песка, синтера и амберата (кристаллизованной мочи опоссумов). Образование, свисающее с потолка пещеры, называется сталактитом.

Каменные сталагмиты

Наиболее распространными сталагмитами являются спелеотемы, которые обычно формируются в известняковых пещерах. Образование сталагмитов происходит только при определенных значениях pH внутри пещеры. Они формируются в результате осаждения карбоната кальция и других минералов, выпадающих в осадок из минерализованных водных растворов. Известняк является основной формой породы, состоящей из карбоната кальция, который растворяется водой, содержащей углекислый газ, образуя раствор бикарбоната кальция в пещерах. Для нормального роста сталагмитов парциальное давление углекислого газа в воде должно быть выше, чем парциальное давление углекислого газа в пещерном пространстве. Если сталактиты – образования на потолке – вырастают достаточно длинными, чтобы соединиться со сталагмитами на полу, образуется колонна. Сталагмиты обычно не следует трогать, поскольку нарастание породы происходит за счет осаждения минералов из водного раствора на существующую поверхность; кожные масла могут изменять поверхностное натяжение, где минеральная вода прилипает или стекает, тем самым влияя на рост образования. Масла и загрязнения (грязь, глина) от прикосновений человека также могут окрашивать образование и необратимо изменять его цвет.

Лавовые сталагмиты

Другой тип сталагмитов образуется в лавовых трубах, пока внутри еще активна расплавленная и текучая лава. Их минералогический состав, близкий к кремниевым минералам, обычно встречающимся в базальте (например, обсидиане) – основной составляющей вулканического стекла – отличается. Механизм их образования/кристаллизации также заметно отличается от механизма образования известняковых сталагмитов, но объединяет их то, что он по-прежнему обусловлен гравитацией. Капли расплавленной лавы (кремнеземистого материала) затвердевают на полу уже опустошенной лавовой трубы, когда температура лавы достаточно снижается после прохождения и полного оттока основного потока. По сути, это все еще гравитационное осаждение материала на полу пещеры (или пустоты). Однако, в отличие от известковых сталагмитов, транспортировка кремниевого материала происходит в расплавленном состоянии, а не в растворенном в водном растворе; дегазация не играет существенной роли. В случае лавовых сталагмитов их формирование происходит очень быстро – всего за часы, дни или недели, в то время как известняковым сталагмитам может потребоваться от тысяч до сотен тысяч лет. Ключевое отличие лавовых сталагмитов заключается в том, что как только поток расплавленной лавы прекращается, рост сталагмитов тоже останавливается. Это означает, что если лавовый сталагмит будет сломан, он уже не вырастет снова. Вода, просачивающаяся с поверхности, проникает в пещеру, и если температура опускается ниже нуля, вода собирается на полу в сталагмиты. Осаждение может происходить также непосредственно из замерзающего водяного пара. Как и лавовые сталагмиты, ледяные сталагмиты формируются очень быстро – в течение нескольких часов или дней. Однако, в отличие от лавовых, они могут отрастать снова при подходящих температуре и наличии воды. Ледяные сталагмиты встречаются чаще, чем их аналоги – сталактиты, поскольку теплый воздух поднимается к потолку пещеры и может повышать температуру выше нуля. Ледяные сталактиты также могут формировать соответствующие сталагмиты под ними, и со временем они могут срастаться, образуя ледяную колонну.

Сталагмиты, полученные из бетона

Сталактиты и сталагмиты также могут образовываться на бетонных потолках и полах, хотя там они формируются гораздо быстрее, чем в естественной пещерной среде. Вторичные отложения, образованные из бетона, являются результатом его разрушения, при котором ионы кальция вымываются из бетона в растворе и повторно откладываются на нижней стороне бетонной конструкции, формируя сталактиты и сталагмиты. Это способствует химическим реакциям, необходимым для осаждения карбоната кальция в виде сталагмита. Эти сталагмиты редко достигают высоты более нескольких сантиметров. Вторичные отложения, создающие сталагмиты, сталактиты, натечные образования и т.п. вне естественной пещерной среды, называются "кальтемитами". В горах Загрос на юге Ирана, недалеко от древнего города Бишапур, в пещере Шапур, на четвертой из пяти террас, возвышается колоссальная статуя Шапура I, второго правителя империи Сасанидов, созданная в III веке. Статуя, высеченная из цельного сталагмита, имеет высоту около…