Drypsten ( græsk Σταλακτίτης - "lækket dråbe for dråbe") er kemogene aflejringer i karsthuler i form af formationer , der hænger fra loftet ( istapper , sugerør, kamme, frynser osv.).
I snæver forstand kaldes drypsten calcitstagnationsdråbeformationer , der har form som en istap med en indre fødekanal ("rørformede drypsten") eller uden. I bred forstand kan disse både være sinterformationer af forskellige former, der hænger på loftet, og formationer i form af en istap, men med en fundamentalt anderledes forekomstmekanisme (is, ler, gips, salt, lava-stalaktitter).
Ungarn
Choranches-hulen, Frankrig
Puerto Princesa (flod) , Filippinerne
På en sektion af en drypsten er tubuli synlige, gennem hvilke vand strømmer (Sorek Cave, Israel).
Grotte i Derbyshire , England
Vand, der kommer ind i hulen, opløser kalkstenen i en kemisk reaktion:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 <=> Ca 2+ + 2 HCO 3 -Under visse forhold (forskellen i partialtrykket af kuldioxid i opløsning og luft) går reaktionen i den modsatte retning, og calciumcarbonat aflejres - drypsten vokser. Dette sker meget hurtigt, den karakteristiske tid er ti, hundreder af år. Længden af drypsten når i nogle tilfælde flere meter.
Den gennemsnitlige vækstrate er 0,13 mm om året. De hurtigst voksende drypsten er dem, der dannes på grund af den konstante tilstrømning af langsomt dryppende vand rigt på calciumcarbonat (CaCO 3 ) og kuldioxid (CO 2 ), som kan vokse med 3 mm om året [1] [2] . Hastigheden af dråbedannelse skal være langsom nok til at tillade CO 2 at afgasse fra opløsningen til hulatmosfæren, hvilket resulterer i aflejring af CaCO 3 på drypsten. Dråbehastigheden er for høj, og opløsningen, der stadig bærer det meste af CaCO 3 , falder til gulvet i hulen, hvor afgasning finder sted, og CaCO 3 aflejres som en stalagmit.
Alle kalkstensdrypsten starter med en enkelt mineraldråbe vand. Når dråben falder, afsætter den den tyndeste ring af calcit. Hver efterfølgende dråbe, der dannes og falder, afsætter en anden ring af calcit. Til sidst danner disse ringe et meget smalt (4 til 5 mm i diameter) hult rør, almindeligvis kendt som en "sodahalm" drypsten. Et sodavandsstrå kan tage lang tid at vokse, men det er meget skrøbeligt. Hvis de bliver tilstoppet med snavs, begynder vandet at strømme udenfor, hvilket afsætter mere calcit og skaber den mere velkendte kegleformede drypsten.
Med en tilstrækkelig mængde calciumcarbonat i opløsning, på det sted, hvor dråber falder fra enden af drypsten, vokser en modformation på gulvet i hulen - en stalagmit. I modsætning til drypsten starter stalagmitter aldrig som hule "sodavandsstrå". Over tid smelter drypsten og stalagmit sammen og danner søjler af calciumcarbonat, en søjle- stalagnat .
Dannelsen af en drypsten starter normalt over et stort område med flere veje til strømmen af mineralrigt vand. Da mineraler opløses i en kanal lidt mere end andre konkurrerende kanaler, begynder den dominerende kanal at tage mere af det tilgængelige vand, hvilket accelererer dets vækst, hvilket i sidste ende fører til blokering af alle andre kanaler. Dette er en af grundene til, at formationer har en tendens til at have minimale afstande fra hinanden. Jo større formationen er, jo større er afstanden mellem formationerne [1] .
En anden type drypsten dannes i lavarør, mens lavaen stadig er aktiv indeni [3] . Dannelsesmekanismen er gennem sedimentering af materiale på hulernes lofter, men når lava-stalaktitter dannes, sker dannelsen meget hurtigt på blot et par timer, dage eller uger, mens kalkstensdrypsten kan tage op til tusinder af år. Den største forskel med lava-drypsten er, at når lavaen holder op med at flyde, holder drypstenene også op med at vokse. Det betyder, at hvis en drypsten bliver ødelagt, vil den aldrig vokse tilbage [4] .
I lighed med kalkstensdrypsten kan de efterlade lavadråber på gulvet, der bliver til lava-stalagmitter, og kan til sidst smelte sammen med den tilsvarende drypsten og danne en søjle.
Hajtænder drypsten"hajtænderne" drypsten er bred og tilspidset mod enden. Allerede i begyndelsen kan det ligne et lille stykke lava, der hænger fra loftet, men så vokser det på grund af lagvækst. På hinanden følgende lavastrømme stiger og falder i lavarøret, og dækker og overlapper drypsten med mere materiale. De kan variere fra et par millimeter til over en meter i længden [5] .
DrypstensprøjtNår lava passerer gennem hulrummene, vil materialet sprøjte på loftet og flyde ned igen og blive til en drypsten. Denne type dannelse resulterer i dannelsen af en meget uregelmæssig drypsten, der ligner en aflang toffee. Ofte kan de have en anden farve end den oprindelige lava, der dannede hulen [5] .
Rørformede lava-stalaktitterNår loftet på et lavarør afkøles, dannes en skal, der fanger det halvsmeltede materiale inde. De absorberede gasser får lavaen til at ekstrudere gennem små huller, hvilket resulterer i hule rørformede stalaktitter, der ligner de sodastrå, der dannes i sedimentære formationer i mørtelhuler.Den længste kendte er næsten 2 meter lang. De er almindelige i hawaiianske lavarør og er ofte forbundet med en drypstalagmit, der dannes under, når stof trænger gennem en rørformet drypsten og samler sig på gulvet nedenunder. Nogle gange kollapser den rørformede form nær den distale ende, mest sandsynligt, når trykket af de undslippende gasser falder, og de stadig smeltede sektioner af drypsten komprimeres og afkøles. Ofte får disse rørformede drypsten et skævt, ormelignende udseende, da stykker af lava krystalliserer og får strømmen til at flyde i forskellige retninger. Disse rørformede lavahelikitter kan også blive påvirket af luftstrømme, der passerer gennem røret og rettes mod vinden [5] .
En almindelig drypsten, der findes i mange huler sæsonmæssigt eller året rundt, er en isdrypsten, der almindeligvis omtales som istapper, især på overfladen. Nedsivningen af vand fra overfladen trænger ind i hulen, og hvis temperaturen er under nul, danner vandet drypsten. Dannelse kan også forekomme ved frysning af vanddamp. Ligesom lava-stalaktitter dannes is-drypsten meget hurtigt over timer eller dage. Men i modsætning til lava-drypsten kan de vokse ud igen, så længe der er vand og den rette temperatur [6] .
Isdrypsten kan også dannes under havisen, når saltvand kommer ind i havvandet.
Isstalaktitter kan også danne tilsvarende stalagmitter under dem, og de kan vokse sammen og danne en issøjle.
Drypsten kan også dannes på beton- og vandrør, hvor der er langsom lækage, samt calcium, magnesium eller andre ioner i postevand, selvom de dannes meget hurtigere der end i et naturligt hulemiljø. Disse sekundære aflejringer, såsom drypsten, stalagmitter, stenede aflejringer og andre, der er udvundet af kalk, mørtel eller andet kalkholdigt materiale i beton uden for et "hule"-miljø, kan ikke klassificeres som " speleothem " per definition [2] . Udtrykket "calthemite" bruges til at dække sekundære aflejringer, der efterligner former og former for dannelse uden for hulemiljøet [6] .
Måden drypsten dannes på beton skyldes en anden kemi end dem der naturligt dannes i kalkstenshuler og skyldes tilstedeværelsen af calciumoxid i cementen. Beton er lavet af tilslag, sand og cement. Når der tilsættes vand til blandingen, reagerer calciumoxidet i cementen med vandet og danner calciumhydroxid (Ca(OH) 2 ).
Over tid vil regnvand, der siver ind i revner i fast beton, føre eventuelt frit calciumhydroxid i opløsning til kanten af betonen. Drypsten kan dannes, når mørtel opstår på undersiden af en betonkonstruktion, hvor den er ophængt i luften, såsom et loft eller en bjælke. Når mørtlen kommer i kontakt med luft på undersiden af betonkonstruktionen, sker der en anden kemisk reaktion. Opløsningen reagerer med kuldioxid i luften og udfælder calciumcarbonat [7] .
Når denne opløsning falder, efterlader den partikler af calciumcarbonat, og med tiden bliver de til en drypsten. De er normalt flere centimeter lange og omkring 4 til 5 mm (0,16 til 0,20 in) i diameter.
En halmformet drypsten, der er dannet under en betonkonstruktion, kan vokse op til 2 mm om dagen i længden, hvis faldhastigheden er cirka 11 minutter mellem dråberne. Ændringer i pH-værdien af udvaskningsopløsningen kan fremme yderligere kemiske reaktioner, som også kan påvirke væksthastigheden af calthemit drypsten [6] .
Det hvide kammer i den øvre grotte i Jita-grotten i Libanon indeholder en kalkstensdrypsten på 8,2 m, som er tilgængelig for besøgende og betragtes som en af de længste drypsten i verden.
I det sjældne kammer i Gruta Rei do Mato (Set Lagoas, Minas Gerais, Brasilien) er der en anden meget lang 20 meter kalkstensdrypsten. Dog er grottegravere ofte stødt på længere drypsten under udforskning. En af de længste drypsten, der er tilgængelig for offentligheden, er ved Ionaine Fields (Doolin's Cave), County Clare, Irland, i en karst-region kendt som Burren. Det er også bemærkelsesværdigt, at drypsten holdes af en sektion af calcit mindre end 0,3 m². Drypsten nævnes første gang (dog ikke under det navn) af den romerske naturforsker Plinius i en tekst, der også nævner stalagmitter og søjler og henviser til deres skabelse ved drypvand. Udtrykket "drypsten" blev opfundet i 1600-tallet af den danske læge Ole Worm [8] , der opfandt det latinske ord fra det græske ord σταλακτός (stalaktos, "dryppende") og det græske suffiks -ίτης (-itter, forbundet med eller tilhører) [9] .