1。化学:
* 石灰岩(CACO3) 主に炭酸カルシウムで構成されています。
* 弱酸: 地下水の一般的な弱酸には、溶存二酸化炭素によって形成された炭酸酸(H2CO3)と、減衰植物物質からの有機酸が含まれます。
* 反応: 弱酸は石灰岩中の炭酸カルシウムと反応し、溶存カルシウムイオン(Ca2+)、重炭酸塩イオン(HCO3-)、および水(H2O)を生成します。
2。プロセス:
* 酸攻撃: 酸性の地下水は、石灰岩に炭酸カルシウムを溶解し、それを壊します。
* イオン形成: 炭酸カルシウムは、カルシウムイオン(Ca2+)および炭酸イオン(CO32-)に溶解します。
* 重炭酸塩形成: 炭酸イオンは、弱酸から水素イオン(H+)と反応し、重炭酸イオン(HCO3-)を形成します。
* 水生産: 反応はまた、水分子を生成します。
3。結果:
* 溶解: 石灰岩は溶解し、岩に空洞と骨折を作り出します。このプロセスは、 karst層として知られています 。
* 水化学: 地下水は、カルシウムと重炭酸塩イオンで濃縮され、硬度が高まります。
* 環境への影響: この溶解は、地下の洞窟、陥没穴、その他のカルストの特徴を作り出し、景観を形作ることができます。また、硬度を高め、鉱物含有量を変えることにより、水質に影響を与える可能性があります。
4。例:
* 洞窟形成: ケンタッキー州のマンモス洞窟のような有名な洞窟システムは、酸性の地下水による石灰岩の溶解によって形成されています。
* 陥没穴: 石灰岩の溶解は、地面の抑うつであり、突然形成され、重大な損傷を引き起こす可能性のある陥没穴を作り出す可能性があります。
* 水中の硬度: 石灰岩の溶解は地下水の硬度に寄与し、飲酒や灌漑には望ましくありません。
要約すると、地下水と石灰岩の弱酸との相互作用は、石灰岩の溶解につながり、カルストの特徴と水化学の変化をもたらします。