Δημιουργία του Σπηλαίου
Τα σπήλαια είναι κενοί χώροι μέσα στα πετρώματα, έχουν είσοδο που επιτρέπει την επικοινωνία με την επιφάνεια και διαστάσεις τέτοιες ώστε να είναι δυνατή η είσοδος του ανθρώπου. Κάθε σπήλαιο μπορεί να είναι συνολικά ή κατά ένα μέρος γεμάτο με ιζήματα, δηλαδή με υλικά που μεταφέρονται εκεί κυρίως από τη διάβρωση των πετρωμάτων, από νερό ή πάγο. Όταν τα σπήλαια παρουσιάζονται με πολύπλοκη ανάπτυξη –όπως για παράδειγμα ένας συνδυασμός από κατακόρυφα φρέατα και οριζόντιους θαλάμους- συνιστούν τα συστήματα σπηλαίων.
Η Σπηλαιογένεση
Η ερμηνεία του τρόπου δημιουργίας και εξέλιξης των σπηλαίων και των συστημάτων σπηλαίων είναι η σπηλαιογένεση, η οποία όμως περιλαμβάνει και τις φάσεις όπου η κίνηση του νερού γίνεται σε πολύ στενούς αγωγούς που δεν μπορούν λόγω μεγέθους να θεωρηθούν σπήλαια λόγω του παραπάνω ορισμού, καθώς και τις φάσεις όπου τα σπήλαια αρχίζουν να καταρρέουν και να καταστρέφονται.
Συνοπτική Παρουσίαση Δημιουργίας των Σπηλαίων
Η μορφή και το μέγεθος των σπηλαίων ποικίλλει πάρα πολύ εξαιτίας ενός μεγάλου αριθμού παραγόντων που συνδέονται με τη δομή και τη σύσταση του πετρώματος, τη γεωμετρία των ρωγμών που παρουσιάζει, το ανάγλυφο της περιοχής στην οποία βρίσκεται, τις υδρολογικές συνθήκες και πολλά άλλα στοιχεία μικρότερης σημασίας Τα περισσότερα σπήλαια που έχουν ανακαλυφθεί εντοπίζονται σε πετρώματα όπως ο ασβεστόλιθος, το μάρμαρο, ο δολομίτης και γενικά στα λεγόμενα ανθρακικά πετρώματα. Η αιτία για το γεγονός αυτό εντοπίζεται στη σύσταση των πετρωμάτων αυτών, η οποία επιτρέπει τη διάλυση από το νερό της βροχής, όταν αυτό δεσμεύσει από την ατμόσφαιρα και το έδαφος διοξείδιο του άνθρακα, δηλαδή την καρστική διάβρωση.
Το αποτέλεσμα αυτής της αντίδρασης είναι η δημιουργία ασθενούς ανθρακικού οξέος, ικανού να διαλύσει τα ανθρακικά πετρώματα. Το αποσταγμένο νερό σε συνήθη θερμοκρασία διαλύει 16mg/lt CaCO³, ενώ όταν είναι εμπλουτισμένο σε CO² κατά την αντίδραση: CO²+Η²Ο ↔ Η²CO³, αυξάνεται η διαλυτική του ικανότητα. Παράγοντες που επιδρούν στην καρστική διάβρωση είναι η κατάλληλη τεκτονική κατασκευή της περιοχής, η κλίση της επιφάνειας του εδάφους, οι κλιματολογικές συνθήκες και η χημική σύσταση των ασβεστόλιθων. Έτσι με την παρουσία του ανθρακικού οξέος στο νερό ο ασβεστόλιθος (ανθρακικό ασβέστιο) μετατρέπεται σε όξινο δισανθρακικό ασβέστιο κατά την αντίδραση: Η²CO³ + CaCO³ ↔Ca(HCO³)²
Η αντίδραση μετατοπίζεται, σε περίπτωση περίσσειας CO² προς τα προϊόντα ή όταν υπάρχει έλλειψη, προς τα αντιδρώντα, οπότε έχουμε διάλυση ή καθίζηση CaCO³ ανάλογα με την περίπτωση. Είναι πολύ σημαντικό, το ότι σε μικρό όγκο όλα αυτά τα πετρώματα είναι πρακτικά αδιαπέραστα από το νερό, όμως στο συνολικό τους όγκο, λόγω των πολλών ρωγμών που παρουσιάζουν (οι ρωγμές αυτές μπορεί να είναι διακλάσεις, ρωγμώσεις ή ρήγματα, όπως περιγράφονται στη γεωλογία), τελικά επιτρέπουν τη διέλευση του νερού. Με τον τρόπο αυτό το νερό διευρύνει τις αρχικά μικρές ρωγμές έως ότου δημιουργήσει μεγάλους χώρους και δαιδαλώδη συστήματα υπόγειων διαδρόμων, δηλαδή τα σπήλαια.
Η διαδικασία αυτή είναι συνεχής μέχρι γεωλογικές ανακατατάξεις να δημιουργήσουν νέες συνθήκες. Στις νέες συνθήκες το σύστημα σπηλαίων μίας περιοχής μπορεί να αποκτήσει μία νέα δομή ή να περάσει σε μία κατάσταση όπου η περαιτέρω διεύρυνσή του σχεδόν να σταματήσει και ο χώρος του να αρχίσει να γεμίζει με αποθέσεις, κυρίως ασβεστίτη, που συνθέτουν το διάκοσμο διάκοσμό του. Με τον όρο διάκοσμος γίνεται αναφορά στα ονομαζόμενα σπηλαιοθέματα, από τα οποία τα πιο κοινά είναι οι σταλακτίτες, οι σταλαγμίτες, οι κολώνες κ.α.
Η δημιουργία αυτών των αποθέσεων οφείλεται σε αντιστροφή της διαδικασίας διάλυσης του πετρώματος λόγω του ότι οι φυσικές και χημικές συνθήκες έχουν μεταβληθεί. Ως συνέπεια αυτής της αλλαγής, όταν το νερό φτάσει μέσω των ρωγμών στο χώρο του σπηλαίου αποθέτει την ποσότητα ανθρακικού ασβεστίου (το οποίο προέρχεται από τη διάλυση του ασβεστολιθικού πετρώματος) που μεταφέρει υπό διάλυση.
Κάθε μία σταγόνα μεταφέρει πολύ μικρή ποσότητα διαλυμένου ανθρακικού ασβεστίου και «χτίζει» σιγά σιγά ένα σπηλαιόθεμα. Εάν τύχει η απόθεση να συμβεί στην οροφή διαμορφώνει σταλακτίτες ή κουρτίνες σε επιφάνειες με κλίση. Όταν η σταγόνα καταλήξει στο δάπεδο, δημιουργεί σταλαγμίτες, ενώ όταν αποθέτει στα τοιχώματα και μικρές λίμνες, μπορεί να σχηματίσει μία πολύ μεγάλη ποικιλία σπηλαιοθεμάτων. Η διαδικασία αυτή είναι πολύ αργή και μπορεί να διαρκέσει χιλιάδες χρόνια.
