Przyroda, a zwłaszcza jej geologiczne oblicze, potrafi nieustannie zaskakiwać. W jaskiniach możemy spotkać „grzybki”, które nie mają nic wspólnego z grzybami, oraz fantazyjnie poskręcane nacieki sprawiające wrażenie, jakby zupełnie nie przejmowały się grawitacją. To nacieki agrawitacyjne – formy, których kierunku wzrostu nie wyznacza po prostu spływająca pod wpływem ciężaru woda. Należą do nich m.in. nacieki grzybkowe oraz heliktyty.
Jaskiniowe grzybki
Nacieki grzybkowe to niewielkie, główkowate, pałeczkowate lub nieregularne narośla mineralne pokrywające powierzchnie skał i innych nacieków. W terminologii anglojęzycznej podobne formy zaliczane są zazwyczaj do koraloidów (coralloids), a ich charakterystyczne skupienia określa się również jako cave popcorn – „jaskiniowy popcorn”.
Najczęściej są zbudowane z węglanu wapnia, przede wszystkim kalcytu, choć koraloidy mogą być tworzone także przez inne minerały. Pojedyncze narośla mają zwykle rozmiary od kilku milimetrów do około 2 cm.
Nacieki grzybkowe rozwijają się na ścianach, stropach i dnach krasowych pustek, na luźnych głazach oraz na powierzchniach starszych nacieków. W przeciwieństwie do stalaktytów nie potrzebują swobodnie zwisającej kropli wody. Mogą powstawać dzięki cienkiej warstwie roztworu pokrywającej skałę, wodzie przesączającej się przez jej pory i szczeliny, rozpryskom kropel, kondensacji, a także działaniu sił kapilarnych
Woda przesączająca się przez wapienne skały zawiera rozpuszczone związki wapnia. Kiedy dociera do powierzchni jaskini, zmiana warunków i utrata dwutlenku węgla mogą doprowadzić do wytrącania węglanu wapnia. Kryształ po krysztale powstaje niewielka narośl, która z czasem może przybrać charakterystyczny „grzybkowaty” kształt.
Nacieki grzybkowe występują także w polskich jaskiniach, m.in. w Tatrach oraz na obszarach krasowych Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej.
Heliktyty – nacieki, które „ignorują” grawitację
Jeszcze bardziej niezwykłe są heliktyty. To delikatne, często silnie poskręcane nacieki, które mogą rosnąć niemal w dowolnym kierunku – w dół, na boki, ukośnie, a nawet ku górze. Z tego powodu określa się je jako nacieki niegrawitomorficzne (non-gravitomorphic).
Nazwa pochodzi od greckiego słowa helix oznaczającego coś skręconego lub spiralnego. We francuskiej literaturze takie nacieki bywają określane jako excentriques – „ekscentryczne” – co bardzo dobrze oddaje ich niezwykłą geometrię.
Heliktyty przybierają rozmaite formy: od cienkich nitek i igieł po rozgałęzione struktury przypominające korzenie, krzewy, poroże albo kłębowisko robaków. Najczęściej zbudowane są z kalcytu lub aragonitu.
Mogą wyrastać ze ścian i stropów jaskiń, ale również ze stalaktytów, stalagmitów i polew naciekowych. Są zwykle niezwykle delikatne – nawet niewielkie dotknięcie może uszkodzić strukturę powstającą przez bardzo długi czas.
Jak heliktyt może rosnąć do góry?
Heliktyty nie łamią oczywiście prawa powszechnego ciążenia. Sekret ich niezwykłego wzrostu kryje się przede wszystkim w sposobie dostarczania wody. W wielu heliktytach występuje bardzo cienki wewnętrzny kanalik lub sieć mikroskopijnych kanalików. Roztwór mineralny może przemieszczać się nimi dzięki ciśnieniu hydrostatycznemu oraz siłom kapilarnym. Kiedy dociera do końcówki nacieku, traci CO₂ i wytrąca się z niego węglan wapnia. Kolejne kryształy nie muszą więc narastać pionowo w dół, jak w stalaktycie.
Co więcej, kierunek wzrostu może się zmieniać. W efekcie heliktyt zakręca, rozwidla się i tworzy fantazyjne przestrzenne struktury.
Badania opublikowane w 2023 roku, obejmujące heliktyty z jaskiń zachodnich Niemiec, wskazują, że nie istnieje jeden prosty mechanizm odpowiadający za wszystkie takie formy. W przypadku prostszych heliktytów kalcytowych dużą rolę mogą odgrywać przepływ kapilarny i powierzchniowy, natomiast skomplikowane heliktyty aragonitowe mogą rozwijać się dzięki złożonej sieci wewnętrznych kanalików i miejscowemu wzrostowi kryształów na końcu nacieku.
Czy w budowie heliktytów pomagają bakterie?
Jeszcze ciekawsze wyniki przyniosły badania niezwykłych heliktytów z jaskini Asperge we Francji. Naukowcy odkryli ścisły związek pomiędzy ich strukturą a biofilmem mikroorganizmów. Zaproponowali model, w którym biofilm stanowi powierzchnię zarodkowania węglanu wapnia, a jego wzrost może wpływać na kierunek rozwoju całej struktury.
Nie oznacza to jednak, że wszystkie heliktyty są tworzone przez bakterie. Późniejsze badania podkreślają, że znaczenie mikroorganizmów może zależeć od konkretnej jaskini i rodzaju nacieku. W przypadku wielu heliktytów wystarczającym wyjaśnieniem pozostają procesy fizykochemiczne związane z transportem roztworu, przepływem kapilarnym, odgazowaniem CO₂ i krystalizacją.
Dawniej proponowano również wpływ prądów powietrza na kierunek wzrostu heliktytów. Przepływ powietrza rzeczywiście może zmieniać parowanie i warunki wytrącania minerałów w jaskini, ale nie jest obecnie uznawany za uniwersalne wyjaśnienie niezwykłych kształtów tych nacieków. Hipotezy odwołujące się do sił piezoelektrycznych również nie należą do głównych współczesnych modeli ich powstawania.
Gdzie można zobaczyć heliktyty?
Heliktyty występują w wielu jaskiniach świata. Spektakularne zespoły takich nacieków znane są m.in. z Timpanogos Cave w stanie Utah i Wind Cave w Dakocie Południowej w USA, jaskiń Jenolan w Australii, Pozalagua w Hiszpanii oraz wspomnianej jaskini Asperge we Francji. W Wind Cave występują nawet duże, silnie rozgałęzione skupienia określane jako helictite bushes – „krzewy heliktytowe”.
W Polsce heliktyty są znacznie rzadsze niż klasyczne stalaktyty, stalagmity czy polewy naciekowe. Znane są m.in. z jaskiń tatrzańskich oraz Jaskini Niedźwiedziej w Sudetach, gdzie należą do najbardziej interesujących elementów bogatej szaty naciekowej.
Zdjęcie w zajawce: Nacieki grzybkowe, fot. Gunnar Ries, CC BY-SA 2.5, via wikimedia commons
