หินงอก

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

หินงอกในถ้ำหินปูน

ประเภท

หินงอกปูน(Limestone stalagmites)

หินงอกที่พบได้บ่อยที่สุดคือหินงอกที่มีองค์ประกอบเป็นหินปูนจากถ้ำหินปูน หินงอกประเภทนี่จะเกิดได้เมื่อภาวะpHของถ้ำเหมาะสมเท่านั้น ต้นกำเนิดของหินงอกนั้นมาจากการสะสมตัวของแคลเซียมคาร์บอเนตและแร่ธาตุอื่นๆซึ่งตกตะกอนจากน้ำแร่ในถ้ำ หินปูนเป็นแหล่งสำคัญของแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งเมื่อถูกชะล้างโดยน้ำที่มีคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดเป็นสารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนตในถ้ำตามปฏิกิริยา

CaCO^(s)
₃ + H
₂O
_(l) + CO^(aq)
₂ → Ca(HCO
₃)^(aq)
₂

ความดันย่อยของคาร์บอนไดออกไซด์ในน้ำต้องมากกว่าความดันย่อยของคาร์บอนไดออกไซด์ในถ้ำหินงอกจึงจะเกิดได้ จากนั้นสารละลายนี่จะไหลซึมผ่านหินและหยดลงมาบนพื้นถ้ำ เมื่อสัมผัสกับอากาศก็จะเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับมาสะสมหินปูนหรือแคลเซียมคาร์บอเนต:

Ca(HCO
₃)^(aq)
₂ → CaCO^(s)
₃ + H
₂O
_(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 โดยแร่ธาตุเช่นแคลเซียมและเหล็กนั้นจะถูกละลายออกมาและสะสมบนโครงสร้างคอนกรีตทำให้เกิดเป็นหินงอกหินย้อยแคลเซียมคาร์บอเนตจะมาสะสมเป็นหินงอกหินย้อยเมื่อสารละลายที่เป็นองค์ประกอบของคอนกรีตมาอยู่ทีพื้นคอนกรีต คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกดูดซึมไปในสารละลายนี้และเร่งการเกิดหินงอกหินย้อย โดยสูตรทางเคมีของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นคือ

CaO
_(s) + H
₂O
_(l) → Ca(OH)
_2
(aq)

น้ำฝนที่ชะล่างคอนกรีตจะพาแคลเซียมไฮดรอกไซด์มาลงที่พื้นหรือหลังคา เมื่อสัมผัสกับอากาศก็จะเกิดปฏิกิริยากับคาร์บอนไดออกไซด์และสะสมเป็นหินปูน

Ca(OH)
_2
(aq) + CO
_2
(g) → CaCO
_3
(s) + H
₂O
_(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.{{}}: CS1 maint: postscript ()
2. Hicks, Forrest L. (1950). (PDF). 12: 63–72. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2014-03-05. สืบค้นเมื่อ 2013-07-08. {{}}: Cite journal ต้องการ |journal= ((help))
3. "How Caves Form". . 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 . 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 
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.