Je leest:

Grillige grotten en gaten door zoutkristallisatie

Grillige grotten en gaten door zoutkristallisatie

Auteur: | 3 september 2004

Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben ontdekt hoe grotten in rotsen kunnen ontstaan door zoutverwering. De technisch natuurkundigen beschrijven in een artikel in het wetenschappelijke tijdschrift Earth Surface Processes and Landforms hoe kleine beschutte gaatjes tot grote gaten uitgroeien door het eroderende effect van zoutkristallisatie.

Veel kustlijnen en woestijnen bevatten grillige grotten en gaten, tafoni geheten. Dat deze kunnen ontstaan door zouterosie was al bekend, maar hoe dat precies werkt wist niemand. Drie Eindhovense fysici, Henk Huinink, Leo Pel en Klaas Kopinga, hebben in een onderzoeksproject voor de technologiestichting STW laten zien hoe die erosie werkt.

Voorbeeld van ‘tafoni’. Links grote grotachtige structuren, rechts kleinere honingraatachtige gaten.

Model

De Eindhovense natuurkundigen ontwikkelden een computermodel dat beschrijft hoe zouten zich in de rotswand bewegen en in kleine rotsopeningen uitkristalliseren. Met het model simuleerden ze hoe de zouten zich gedragen als de rots een aantal malen nat wordt en weer opdroogt. Daaruit bleek dat de lengte van de droogperiode bepalend is voor het grilliger of juist vlakker worden van de rots.

Als er sprake is van korte droogperiodes worden de meeste zouten gedeponeerd op de meer naar buiten gelegen delen van het rotsoppervlak, en minder in de verschillende oneffenheden en gaatjes. Zout zal dan op de buitenste gebieden de meeste schade aanrichten. Dit resulteert in een glad oppervlak.

Bij langere droogperiodes zullen de meeste zouten zich juist ophopen in langzamer opdrogende delen. Dit zijn bijvoorbeeld kleine openingen in de rots en plekken die beschut zijn door overhangende rotspartijen. Deze delen worden niet blootgesteld aan wind of zon. Bij iedere cyclus van drogen en weer natworden zal kristalliserend zout de gaatjes verder eroderen zodat ze beginnen te groeien. Het proces versterkt zichzelf: de oneffen gebieden blijven langer nat, zouten hopen zich daar op, en de gaten worden nog dieper. Op deze manier kunnen hele grillige structuren in rotsen ontstaan.

De evolutie van een model rotsoppervlak met kleine gaatjes, bij een toenemend aantal cycli van bevochtiging gevolgd door droging. Links is sprake van korte droogperioden, rechts van lange. Het cijfer geeft het aantal cycli aan (in eenheden van duizend). De rots is rood aangeven, de lucht wit. In de groene delen is sprake van natte rots. Duidelijk is te zien dat bij de korte droogperiodes de erosie in een glad oppervlak resulteert, zonder gaten, terwijl bij lange droogperiodes de gaten juist groter worden.

Zoutschade

De Eindhovense groep van Klaas Kopinga ontwikkelde het model voor de formatie van tafoni aan de hand van waarnemingen met een MRI-scanner. Dat gebeurt niet alleen uit nieuwsgierigheid over de groei van tafoni. Begrip van zouttransport en de manier waarop zout schade kan veroorzaken, is onder andere belangrijk in de bouw. Hoe voorkom je bijvoorbeeld dat bij nieuwbouw witte plekken op de buitenmuren ontstaan vanwege het zout dat naar buiten komt? Maar ook op het gebied van cultureel erfgoed komt deze kennis van pas. In Spanje en Italië bijvoorbeeld beginnen verschillende oude beelden en fresco’s af te schilferen door zouttransport- en kristallisatie. Kennis van het gedrag van zout in verschillende poreuze media is de eerste stap op weg naar kristallisatieremmers die verdere schade kunnen voorkomen.

Beelden van zoutschade. Links een beeld in de buurt van La Rochelle (Frankrijk), aangetast door de inwerking van de zilte zeelucht. Rechts zoutuitslag door optrekkend vocht in een muur in Venetië (Italië).

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 september 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.