Karstimaa

Karstimaa on maisemamuoto, joka syntyy usein vuorisuola-, kalkkikivi-, kipsi- tai jopa dolomiittikallioon sadeveden liuottaessa sen pinnasta pois vesiliukoista ainesta, joka voi olla kalliotyypistä riippuen suolaa, kalsiumkarbonaattia, muita karbonaatteja tai kipsiä. Sana ”karsti” tulee Balkanin Karst-vuoristosta.

Tyypillistä karstimaastoa Yorkshire Dalesin kansallispuistosta, Englannissa

Paljaiden karbonaattikallioiden esiintyminen maailmalla

Selitys

Vuorisuola on aina vesiliukoista ja se liukenee pinnalle tulevaan veteen suoraan. Karbonaatteja sisältävät mineraalit eivät sen sijaan liukene suoraan veteen. Sadevesi muuttuu luonnostaan happamaksi, kun ilmakehän hiilidioksidi (CO₂) liukenee satavaan veteen suoraan ilmasta ja tekee sadevedestä laimeaa hiilihappoliuosta (H₂CO₃). Veden hiilihappo reagoi kemiallisesti kallion karbonaattien kanssa muodostaen uusia yhdisteitä. Alempi yhtälö esittää kalsiumkarbonaatin (CaCO₃) reaktiota:

H2O	+	CO2	→	H2CO3
CaCO3	+	H2CO3	→	Ca2+	+	2 HCO3−

Koska ilmakehästä voi veden mukana tulla muitakin happoja, ovat reaktiot aina erilaisia kullekin hapolle ja niiden reaktiotuotteet ovat samoin erilaiset. Oleellista on se, että reaktiot kuorivat kiven pintaa ja että reaktiotuotteet poistuvat virtaavan veden mukana. Kiven pintaan syöpyy pitkien aikojen kuluessa koloja ja uurteita, jota pitkin syövyttävät sadevedet virtaavat syvemmälle kiveen. Uurteet ja kolot syvenevät, koska myös syövyttävä vesi kulkeutuu syvälle.

Karstimaan piirteitä

Tällainen rapautuminen ei jätä kovin paljon maannosta, joka lopulta peittäisi kallion pinnan. Sen sijaan uurteen syvenevät ja porautuvat kallion pintaa syvemmälle ja ne alkavat yhdistyä kanavien verkostoksi, jota pitkin sadevesi virtaa alemmaksi. Lopulta kanavat puhkaisevat maanalaisia yhteyksiä toisiinsa ja syntyy maanalaisia puroja ja jokia. Niitä kanavia, jotka tunkeutuvat kallioon maanpinnalta pystysuoraan alas pohjaveden tasolle kutsutaan doliineiksi. Veden saavutettua pohjaveden sen paine suuntautuu sivullepäin. Siten voi syntyä vaakasuoria luolia joko pohjaveden alle tai sen yläpuolelle.

Mikään ei estä maanalaista jokea syövyttämästä tunnelia suuremmaksi. Pohjaveden alapuolella veden virtaus syövyttää luolan lattiaa, seiniä ja kattoa tasaisesti. Luolat tulevat silloin pyöreän muotoisiksi. Jos joki virtaa pohjaveden yläpuolella, kuluttaa joki vain luolan lattiaa ja alaseiniä. Tällöin luolan korkeus kasvaa koko ajan. Korkealla maan pinnalta kalkkikiven läpi tihkuva vesi on karbonaateista kylläinen ja karbonaatit voivat saostua luolissa takaisin mineraaleiksi. Näin syntyvät esimerkiksi tippukivet (stalaktiitti ja stalagmiitti). Vesi muuttuu sitten pohjavedeksi ja jokien vedeksi. Alavilla mailla maanalainen vesi tihkuu tai virtaa lopulta takaisin maan pinnalle joko karstilähteinä tai luolista purkautuvina karstipuroina, taikka vesi laskee järveen tai mereen vedenalaisista lähteistä.

Maanalaiset luolat vaikuttavat myös karstimaisemaan. Kun luola on kasvanut riittävän suureksi, voi sen katto romahtaa, ja luolasta syntyy maanpinnalle aukko. Doliinit ja maanalaisten jokien suuaukot toimivat tulvissa myös päinvastoin. Tulvaveden täyttäessä maanalaiset onkalot, alkaa vesi tunkeutua aukoista ylös maanpinnalle. Tällöin joki saattaa virrata koko matkan sekä maan alla että maanpinnalla ja notkelmiin voi nousta karstijärviä. Maanalaiset luolastot kuitenkin tyhjenevät lopulta, ja silloin pinnalla vedenpinta laskee ja vesi painuu takaisin doliineihin.

Eroosion vaiheita

Jos karstikallion päällä on maannosta, ei kalkkikiven rapautumista huomaa, ennen kuin siihen syntyy doliineja tai sen pinta muuten kuluu. Jos jokivesi tai vesistön aallokko huuhtoo kalkkikivipinnan esille tai se on ollut jo jääkaudelta saakka paljaana, voi nähdä kalkkikivikiveyksen. Siinä kallion pinta on syöpynyt kuopille ja syville uurteille.

Seuraava vaihe on vaikeampikulkuinen karrenmaasto. Siinä ei ole enää tasaista kallionpintaa, vaan pinta on täynnä ihmisen kokoisia uurteita ja syviä koloja sekä maan alle vajoavia doliineja. Maasto voi olla laiduntaville eläimille vaarallinen, koska koloihin pudonneet eläimet eivät pääse enää pois tai syöpyneet viisteet ovat liukkaita ja eläimet putoavat niiltä alas.

Maasto muuttuu vaikeammaksi, kun maanalaiset luolat sortuvat ja maahan syntyy suuria aukkoja. Aukot voivat olla syviä tai ne ovat täynnä seisovaa tai virtaavaa vettä. Rinteet aukkojen lähettyvillä voivat sortua aukkoihin. Aukot ovat alkua maaston romahtamiselle. Silloin törröttämään jää kovempi kiviaines, jonka ympäriltä maat vajoavat yhä alemmaksi. Karstipylväiksi tai -mäiksi kutsutaan jyrkkärinteisiä mäkiä, joita ympäröi tasainen virtaavan veden tasoittama ja hedelmällinen maannos. Tämän tyyppisiä maisemia tunnetaan ympäri maailmaa.

• 
  Jääkauden paljaaksi puhdistamaa kalkkikivikiveystä Irlannin Burrenissa, jonka pinta on vielä varsin sileää.
• 
  Erodisoitunutta karstialuetta Ranskan Länsi-Alpeilla Dent de Crolles'issa.
• 
  Romahtanut luola Espanjassa Madridin lähellä Chinchónissa.
• 
  Karrenmaastoa, jota kutsutaan ”piikkikarreniksi”, jollaista esiintyy Kroatian Velebitin pohjoispuolella sijaitsevassa kansallispuistossa.
• 
  Aikoinaan tasainen kalkkikallio on pahasti erodisoitunut ja romahtanut, muodostaen kallion huipun Espanjan Andalusiassa El Torcal de Antequerassa.
• 
  Kun karsti on syöpynyt alla olevien omien sedimenttien tasalle, niin niiden jäänteet ovat kuin pylväitä eli pannacleja.
• 
  Kalkkikallion jäänteet voivat olla kuin vuoria. Näin on Lijiangjoella Kiinan Guanxin maakunnassa.

Lähteet

• Luhr, James F. (toimittaja): Maapallo. (alkuperäisteos Earth, 2003). Suomentanut Tikkanen, Matti (päätoimittaja). Helsinki: Karttakeskus, 2007. ISBN 978-951-593-040-8.

Aiheesta muualla

• Limestone Pavements: Geology and geomorphology (Arkistoitu – Internet Archive)
• Limestone Pavements: Valokuvia (Arkistoitu – Internet Archive)
• Karstiaiheinen sanakirja (Arkistoitu – Internet Archive) (englanniksi)