تعریف غار :

غار حفره ای نسبتا بزرگ بر روی زمین یا در زیر آن مخصوصا زمانی که طبیعی باشد و در زمین دهانه یا مدخلی داشته باشد.

غارها به 2 نوع طبیعی و مصنوعی تقسیم می شود .

غارهای طبیعی در اثر عوامل مختلفی چون نفوذ آب در طبقات آهکی، وقوع زمین لرزه یا چین خوردگی زمین، اثر آبشارها و امواج دریا، وجود آتشفشان یا گدازه های حاصل از آن و انواع غارهای بادی و یخی به وجود می آید.

غارهای طبیعی بیشتر در اثر نفوذ آب در طبقات آهکی به وجود می آیند و به فراوانی در دنیا یافت می شوند. تعداد اندکی از آن ها در سنگ های گرانیتی، آتشفشانی و یا سنگ های شنی وجود دارند.

بنابراین اکثر غارهای طبیعی از سنگ های آهکی تشکیل شده که ارتباطی مستقیم با تشکیلات سنگ های رسوبی دارند. منشاء این سنگ ها در اصل شیمیایی یا بیوشیمیایی است و تشکیل دهنده عمده آنها کربنات کلسیم Caco3 می باشد.
مهمترین خاصیت سنگ های اهکی انحلال آنها در آبهای محتوی دی اکسید کربن CO2 است.

این گاز ترکیبی از دو عنصر کربن و اکسیژن است که به فراوانی و به صورت گسترده در سطح زمین وجود دارد و همواره در فعل و انفعالات بیولوژیکی شرکت می کند.
(عناصری چون اکسیژن، نیتروژن، هیدروژن و کربن در تمامی موجودات زنده وجود دارد و موجودات برای حفظ انرژی خود با مصرف ترکیب عناصر کربن دار به حیات خود ادامه می دهند).

 دی اکسید کربن گازی است که در هوا وجود دارد، این گاز در جایی که سنگ های آهکی در داخل غار تشکیل شده اند، از غلظت بیشتری برخوردار است.

دی اکسید کربن بیش از همه در فضا از بین می رود و از بدو پیدایش در روی زمین مقدار این گاز به تدریج رو به افزایش بوده است.

محلول دی اکسید کربن در آب اسیدکربنیک (H2CO3) تولید می کند. کلسیم محلول در آبها یا ترکیب این اسید کربنات کلسیم به وجود می آورد که در آب قابل حل بوده و طبقات سنگ های آهکی را تشکیل می دهد.

 سنگ های آهکی احتمالا از دوره پرکامبرین (2000 تا 3500 میلیون سال قبل) وجود داشته اند.

همزمان با تشکیل سنگ های جدید آهکی، سنگ های قدیمی در اثر فعل و انفعالات هوای روی زمین و اسید کربنیک ناپدید می شوند.

CaCO3 + CO2 + H2O---------Ca (H2 CO3) 2

البته این فعل و انفعالات ساده نیست و قابل تغییر نیز نمی باشد و نهایتا موازنه های شیمیایی که همیشه در آب وجود دارد، انجام می گیرد.

برقراری موازنه در اثر شرایط خاص به صورت فعل و انفعالاتی از چپ به راست یا از راست به چپ انجام می گیرد.

زمانی که فعل و انفعال این فومول از چپ به راست انجام گیرد، در حقیقت آبهای جاری از طریق زمین هایی که دارای پوشش گیاهی هستند، از گاز CO2 غنی شده و به لایه های تحتانی سنگ های آهکی نفوذ می کنند و مقدار مساوی از کربنات کلسیم به محلول بی کربنات کلسیم تبدیل می شود.

حال اگر این محلول به داخل غاری جاری شود یا در لایه های سنگ های آهکی نفوذ کند با فضایی که دارای دی اکسید کربن کمتری است، مواجه می شود.

قسمتی از محلول دی اکسید کربن به فضایی که تحت تاثیر ته نشینی کربنات کلسیم است باز می گردد، در این حالت فعل و انفعال فرمول از راست به چپ انجام می گیرد.
در این صورت آب مدت بیشتری نمی تواند تمامی کربنات کلسیم را که به شکل رسوب باقی مانده است، حل نماید، لذا رسوب یا ته نشین نازکی از آهک در سقف یا دیواره غار یا به صورت آهک کریستالیذه آویخته از شقف باقی می ماند.

وقتی که این تشکیلات آهکی که به طور عمودی از سقف به پائین آویزان باشند، آنها را استالاگتیت  Stalactite یا چکنده می نامند.

ته نشین های آهکی به وجود آمده از چکه های آب از سقف به سمت پائین در کف غار رو به بالا می روند که استالاگمیت Stalagmite یا چکیده نامیده می شوند.

شکل رشد پیدا کرده آنها یکسان است اما در انتها ضخیم تر و همگی در مقابل جریان هوا یا آب مقاوم هستند. تزئینات آهکی در ایران به نام های پرده ای، سوزنی، جرقه ای، گل کلمی، فندقی، اسفنجی و نقل بادامی وعروف است.

این دو تشکیلات در طول هزاران سال گسترش پیدا می کنند و رشد آنها گاهی فقط به چند سانتی متر در یک قرن محدود میشود که به نظر عده ای از زمین شناسان رشد آنها در هر قرن 5/2 سانتی متر مکعب است. گاهی این دو تشکیلات در طول قرون متمادی بهم رسیده و تشکیل ستونی را می دهند که از سقف به زمین می رسد و این ستون ها گاهی به دیواره غار می چسبد که به آنها جرز Piliers می گویند.

آبی که در امتداد طول سقف غار جریان می یابد، بتدریج سقف غار را از کربنات کلسیم می پوشاند که روانه (Coulee) Flow نامیده می شود.

- چرا تزئینات آهکی در مواقعی به رنگ های مختلف دیده می شوند ؟

زمانی که آب وارد لایه های زمین می شود، ممکن است در حین حل کردن آهک به رگه هایی از فلزات و مواد معدنی دیگر برخورد کند و مقداری از آن ها را حل کرده و با خود به فضای درون غارها ببرد و در زمان شکل گرفتن تشکیلات آهکی، این رنگ در آن تاثیر بگذارد.

رنگ سفید شیری که در مواقعی به زردی می زند، رنگ خالص تشکیلات آهکی است و دیگر رنگها در نتیجه املاح موجود در کربنات کلسیم است. البته مواقعی پیش می آید که یک قسمت از تزئینات آهکی به چند رنگ دیده می شود که این امر وجود چند نوع ماده مختلف را در درون لایه های زمین نشان می دهد.

این مواد و املاح باعث ایجاد رنگ های زیر می شوند: سیاه رنگ (آهنی)، سبز رنگ (مسی)، قرمز رنگ (هماتیت)، سیاه رنگ (زغال سنگ) و یا نارنجی متمایل به قرمز رنگ (جیوه) می باشد.

 عوامل مختلف در حین عمل شکل گیری استالاگتیت باعث به وجود آمدن اشکال غیر عادی آنها می شود.

این عوامل اندازه و شیب دهانه اصلی، نحوه و جهت نفوذ آب، مقدار اسید آب، درجه حرارت و رطوبت غار، تاثیر جریان هوا و غیره است.

غار لاسکو از جمله غارهای طبیعی بوده و از سنگ های آهکی تشکیل شده است.

این غار به خاطر موقعیت مکانی خاص خود تا به امروز سالم مانده و عوامل ذکر شده در به وجود آوردن قشر کربناته (کربنات کلسیم تبلور یافته ریز بلور) نقش اساسی را داشته است و با توجه به عمق قابل ملاحظه غار و این که غار در دامنه تپه ای وسیع قرار دارد که توانسته است از گزند حوادث محفوظ بماند.

بدنه شکل غار مذکور محلی امن برای اسکان انسان های اولیه بوده است زیرا آنها با اطمینان خاطر و داشتن فرصت و وقت مناسب توانسته اند آثاری گرانبها را از خود بر جا بگذارند و موجب شگفتی انسان های عصر حاضر شوند.

بعضی از غار ها حاوی مقداری گچ و بلورهای گچ هستند، چه به شکل پوسته ای و چه به شکل دسته گلهای سفید که اغلب دیواره و سقف و روی استالاگتیت ها را آرایش می دهند که در نتیجه نفوذ آب به داخل ترکهای صخره ها شکل می گیرند. در این دنیای زیبا و اسرار آمیز، جستجو گران غار هنوز باید درباره شلاین تشکیلات و تزئینات آهکی آموزش بگیرند و پژوهشگران به تحقیق ادامه دهند.

آزمون های رادیو کربن روش بسیار خوبی است که امروزه می تواند در بسیاری از شاخه های پژوهشی مانند ژئولوژی، باستان شناسی، تاریخ گذاری صخره ها، درختان ، مواد معدنی تا سفال و ابزار پیش از تاریخ و حتی مومیایی های مصری به کار رود.

مقدار بسیار کمی از کربن بدست آمده در جوی که دی اکسید کربن در آن وجود دارد، رادیو اکتیو است و از نیتروژن به عنوان نتیجه پرتو افکنی پر انرژی کیهانی شکل گرفته و وزن اتمی آن دو واحد بیش از کربن عادی به فرمول C12 است، بنابراین C14 نامیده می شود.

این کربن رادیواکتیو ماده ای زوال پذیر است، اگر مقدار کامل مشخصی از C14 در محفظه ای محبوس شود، نیمی از مقدار اتم های آن پس از 5568 سال از میان می روند که این نیمه عمر نامیده می شود. بدین ترتیب مقدار مشخصی از کربن رادیو اکتیو وارد آب تراوش شده می شوند و بخشی از آن، صخره آهکی را حل کرده و می تواند در لایه آهکی و تشکیلات راه یابد و در آن باقی بماند.

آزمون رادیو کربن صراحتا، عمری بیش از 50000 سال را برای تشکیلات آهکی نشان می دهد. نمونه های استالاگتیتی که از غارهای زیر دریایی جزیره کفالینیا در دریای ایونی به دست آمده بین 16000 تا 20000 سال عمر دارند.

شکل غارها :

شکل غارها به وسیله شکاف ها و ترکیب مجزه ای اطراف آن و به وسیله علم آب شناسی (جریان، تهاجم شیمیایی و مواد در حالت تعلیق) و اشکال سطحی و وضعیت سیر تکاملی کلیه توده های صخره ای، تشخیص داده می شود. در میان تعداد بی شماری از اشکال که به وسیله انفجارات زیر زمینی هویدا می شوند، به نوع اصلی قابل تشخیص است که شامل راهرو، چاه و تالار می باشد.

الف - راهرو: عبارتند از یک مجرای افقی با شکل تقریبا متقاطع در امتداد طول آن تشکیل شده است.

بخش راهرو توسط رسوبات پر شده است و شامل انواع راهروهای لوله ای - راهروهای بالارو، دره های عمیق (کانیون) و راهروهای شکل گرفته از مجراهای متعدد می باشد.

ب- چاه: مجرایی است که به صورت عمودی گسترش پیدا می کند. راس آن ممکن است به خارج سطح راه باز کند و نه به یک راهرو یا تالار. اما چاه همیشه دارای مجراهای خروجی رخنه پذیر نیست.

چاه معمولا استوانه ای یا به شکل مخروط بلندی است که تشکیلات آن بر اثر تراوش به داخل یک گروه درزه ایجاد می شود.

ج - تالار: تالار به معنی بخش عظیم یک راهرو است.
از نظر ژئومورفولوژیست ها، تالار راهروی است با یک تقاطع که به وضوح بزرگتر از بخشهای راهرو یا چاه هایی است که تالار به آنها هدایت می شود و در نقطه ای که چندین تقاطع مجرا جمع می شوند، قرار دارد

تالار غار رودافشان در فیروزکوه به ابعاد 50×180 متر می باشد که دارای حفره روبه گسترش، ساختار ویژه و پدیده فرونشستی است که سیر تکاملی را طی می کند.

 .
محاسبات آب و هوایی:

محاسبات سودمند عبارتند از: درجه حرارتی که ترجیحا به نسبت یک دهم درجه سانتیگراد اندازه گیری شده باشد، درجه حرارت غار و همین طور درجه حرارت رسوبهای آن نیز اندازه گیری می شود. درجه حرارت رسوبها از قرار دادن یک ترمومتر چند سانتیمتری در درون بستر

گلی، به دست می آید.

رطوبت: این محاسبه تا حدی ناممکن است، چون هیچ ابزار قابل حملی قادر به محاسبه رطوبت با درستی کامل نیست.

جریانهای هوا:

ابزار نسبتا گرانقیمتی برای اندازه گیری سرعت جریان هوا وجود دارد. توده هوا، هوای سرد زمستان و هوای گرم تابستان، به خاطر برخورد با دیوارها، که درجه حرارت آنها پایدار مانده است، به اندازه درجه حرارت داخل غار می شود. مرحله تراکم با همین نتیجه عمل می کند. از آنجا که هوای سرد سنگینتر از هوای گرم است، هنگامی که درجه حرارت خارج بالاتر از درجه حرارت غار است، هوای زیرزمین متراکمتر از هوای خارج شده و تمامی توده هوا در غار از دهانه های تحتانی خارج می شود. در دهانه های فوقانی غار، جریان هوا ممکن است به طرف داخل یا پایین احساس شود در حالی که، در دهانه های تحتانی، جریان هوا به بیرون است. در هر صورت، همیشه باید به خاطر داشت که جریان هوا برای تجسس کننده نشانه مهمی به شمار می رود. هوا در بن بست ساکن است، وجود جریان هوا، به هر حال وجود یک حفره نسبتا بزرگ را ایجاب می کند.

دیگر عوامل ممکن است تحت تاثیر سرعت جریان هوا، از نظر افزایش و از نظر ابعاد باشد، باد برخلاف دهانه غار می وزد، یک آبشار (به ویژه نوع تند و شدید آن)، یک شبکه آبخیز باریک یا یک دگرگونی ناگهانی در فشار هوا (جو) را تقویت می کند. این تاثیرات، عموما کوچک یا گذرا هستند. باید توجه داشت که جو در غارها بسیار مرطوب، یعنی نزدیک به اشباع یا حقیقتا فوق اشباع است.

وزش باد در غار:

در نقطه ای در غارهای پوستونا استالاگتیت ها به صورت ردیفی از پرچمها به شکلی عجیب و در وضعیتی غیر از وضع عادی، به صورت عمودی از سقف غار آویزان هستند. این مدرکی است برای نشان دادن فعالیت باد در داخل غار که تشکیلات دریپ استون را در هنگام رشد خم کرده است. آب تراوش شده ای که به وسیله باد خنک می شود و رسوب سنگ آهک را روی لبه باد پناه بر جای می گذارد، به طوری که استالاگتیت ها در گوشه ای به جای رشد مستقیم به پایین، حالت برجسته پیدا می کنند.

همه غار نوردان می دانند قدرتی که باد در داخل غارها می تواند داشته باشد، چگونه قدرتی است. این باد امواجی را در دریاچه های زیرزمینی ایجاد می کند و حبابهای استیلن را به طور آزاردهنده ای به وزش در می آورد. در بعضی از مناطق کوهستانی ممکن است سرعت باد تا 45 کیلومتر در ساعت قدرت داشته باشد. اغلب در داخل غار، یک تندباد یکنواخت وجود دارد، فرکانس و سرعت باد بستگی به فشار هوا در خارج غار دارد. قدرت باد در داخل غارگاهی باید به دقت با بررسی کلیه حفره ها و دست اندازها و توقف طولانی آن در زیرزمین اندازه گیری شود تا بتوان وضع مناسبی را ایجاد کرد. اگر درجه حرارت در خارج غار بالا برود، گردش جریان هوا برعکس می شود و هوای سرد سنگین از دهانه غار به خارج جریان می یابد. چنانچه غاری در منطقه کوهستانی بلندی قرار داشته باشد توسط حفره ای که جریان هوا از آن داخل غار می شود، با سطح ارتباط پیدا می کند. این جریان هوا سرد است، بنابراین درجه حرارت چنین غارهایی معمولا همان درجه حرارت متوسط خارج غار است که زمستانهایی با یخبندان پیشرفته دارد. پس یک غار بزرگ وسیله ای است برای تهویه قوی، حال آنکه غارهای کوچکتر می توانند تحت تاثیر حرکت توده های هوای سرد و گرم قرار بگیرند، ارگانیسم غار خو گرفتن با چنین تغییر شرایط را آموزش می دهد. مثلا خفاشها با قطرات شبنم در حالی که از سقف در حدود 10 متری ورودی آویزان هستند، مشاهده می شوند. در شب که درجه حرارت غار پایین می آید به همان نسبت درجه حرارت بدن جانوران نیز پایین می آید. در صبح، حرارت خورشید به غار وارد می شود و هوای گرم در مسیر کف غار جای هوای سرد را می گیرد. رطوبت در هوای گرم به صورت شبنم روی پر خفاشهای خفته نشست می کند.

وضع طبیعی غار:

غار دارای بادگیر و هواکشهای مخفی بی شماری است که هوای خارج با شدت از آنها داخل غار می شود و بدین سبب هوای آن فوق العاده سرد بوده، و همین امر باعث می گردد که آبهای موجود در غار به حال انجماد درآمده و تشکیل توده های بزرگ یخ و مخزنهای وسیع یخی را که قشر بعضی از آنها به 5/1 متر می رسد، بدهند. یخبندان غار از ماه اول سال آغاز و تقریبا تا اواسط بهار ادامه دارد و سپس در طول تابستان و پاییز به علت خشکی هوا و عدم جریان آب، یخها شروع به ذوب شدن کرده و روبه کاهش می رود. بهترین زمان بازدید از این غار جالب در اردیبهشت ماه است که کثرت تشکیلات یخی و زیبایی آن به حداعلی رسیده و مناظر بدیع و جالبی در آن ایجاد می گردد ( تصویر 26). غار یخ مراد یکی از پر پیچ و خم ترین غارهایی است که نظیر آن به ندرت دیده شده و از این رو بازدید تمام نقاط آن مستلزم وقت کافی، حوصله و دقت فراوان و در دست داشتن کروکی دقیق و کامل است. این غار از حیث تزیینات آهکی قابل ملاحظه نیست و جز در چند بخش کوچک چیزی به چشم نمی خورد. ولی روی هم رفته استالاکتیت های اسفنجی الوان طبقه زیرزمینی و نیز چند قسمت دیگر آن جالب است. نکته قابل توجه اینکه غار یخ مراد در بخشی چهار طبقه بوده و در یک امتداد عمودی به عمق 30 متر، به طور مطبق بر روی هم قرار گرفته است و جزو معدود غارهای مطبق ایران است.

از دیگر غارهای یخی ایران می توان از غار یخ در زیر قله دنا نام برد.  

منبع:http://solei.parsiblog.com