Η αναμενόμενη επικαιροποιημένη έκδοση των Οδηγιών για την Προστασία των Σπηλαίων και του Καρστ (Διεθνής Ένωση Σπηλαιολογίας-UIS & Διεθνής Ένωση για τη Διατήρηση της Φύσης-ΙUCN) κυκλοφόρησε.
Σε αυτήν την 2η έκδοση, 16 κορυφαίοι εμπειρογνώμονες επικαιροποίησαν και επέκτειναν τις κατευθυντήριες γραμμές ώστε να συμπεριλάβουν τις νέες γνώσεις που αποκτήθηκαν τα τελευταία 25 χρόνια.
Η έκδοση είναι διαθέσιμη εδώ
Οι καρστικοί υδάτινοι πόροι είναι σημαντικοί για την ανθρωπότητα εδώ και χιλιάδες χρόνια, μεταξύ άλλων για την ανθρώπινη κατανάλωση, τη γεωργία (άρδευση και υδροπονική καλλιέργεια) και κατά τη διάρκεια των τελευταίων εκατό ετών, για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας. Καθώς οι καρστικές πηγές τείνουν να είναι μεγαλύτερες και πιο αξιόπιστες από εκείνες που προέρχονται από άλλα πετρώματα, έτσι τα οικιστικά πρότυπα έχουν επηρεαστεί έντονα από αυτές τις πηγές νερού. Το 2019, εκτιμήθηκε ότι περίπου το 10% του παγκόσμιου πληθυσμού, περίπου 700 εκατομμύρια άνθρωποι, αποκτούσαν πόσιμο νερό από το καρστ, είτε από διακριτές πηγές είτε μέσω γεωτρήσεων.
Τόσο οι βιομηχανικοί όσο και οι γεωργικοί ρύποι μπορούν να μεταφερθούν γρήγορα μέσω των υπόγειων δικτύων του καρστ, καθιστώντας την αποτελεσματική διαχείριση της χρήσης γης εξαιρετικά σημαντική. Τα υπόγεια ύδατα του καρστ είναι ιδιαίτερα ευάλωτα στη ρύπανση λόγω της υδρογεωλογικής δομής τους, έτσι ώστε οι ρύποι μπορούν εύκολα να εισέλθουν μέσω λεπτών εδαφών και του επικάρστου (ανώτερο επίπεδο), μέσω δολινών ή βυθιζόμενων ρευμάτων. Ο όρος "επικάρστου" αναφέρεται στα ανώτερα λίγα μέτρα του μητρικού πετρώματος στα οποία λαμβάνει χώρα η μεγαλύτερη διάλυση και τα οποία, ως εκ τούτου, έχουν περισσότερα κενά από τα βαθύτερα πετρώματα. Μόλις φτάσει στο υπέδαφος, το νερό κινείται πολύ πιο γρήγορα στους αγωγούς (χιλιόμετρα ανά ημέρα) από ό,τι στα περισσότερα υπόγεια ύδατα που δεν ανήκουν στο καρστ (μέτρα ανά έτος), οπότε οι ρύποι μπορούν να εξαπλωθούν σε μεγάλες αποστάσεις και να επηρεάσουν τα υπόγεια είδη και οικοσυστήματα. Οι ρύποι μπορεί να παγιδευτούν σε καρστικούς υδροφορείς και στη συνέχεια να απελευθερωθούν με την πάροδο του χρόνου σε πηγές.
Το καρστ και τα σπήλαια υπήρξαν σιωπηλοί μάρτυρες της εξέλιξης της Γης και της ανόδου των ανθρώπινων πολιτισμών. Τα σπήλαια και τα καρστ έχουν διατηρήσει και προστατεύσει σημαντικά κομμάτια του μακρού και ταραχώδους γεωλογικού παρελθόντος της Γης. Αυτά κυμαίνονται από αρχαία κοιτάσματα ορυκτών, ωκεανούς που έχουν εξαφανιστεί προ πολλού και πρώιμες μορφές ζωής, μέχρι μοναδικούς προσαρμοσμένους στα σπήλαια οργανισμούς, υπολείμματα εξαφανισμένης μεγαπανίδας και τις πρώτες εκδηλώσεις της ανθρώπινης τέχνης. Χωρίς τα σπήλαια και το καρστ, αυτές οι πληροφορίες θα μας ήταν σε μεγάλο βαθμό απρόσιτες. Το καρστ και τα σπήλαια συγκαταλέγονται μεταξύ των πιο εκλεκτών και πολύτιμων τοπίων του πλανήτη μας, με εγγενή τουριστική και οικονομική αξία. Η προστασία των σπηλαίων και του καρστ είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της ιστορίας μας και της ιστορίας του πλανήτη.
Τα καρστικά εδάφη περιέχουν πολλούς φυσικούς πόρους και παρέχουν πολύτιμες οικοσυστημικές υπηρεσίες, όπως γλυκό νερό για ανθρώπινη κατανάλωση, υδάτινα οικοσυστήματα και γεωργική άρδευση, μεγάλη βιοποικιλότητα τόσο στην επιφάνεια όσο και στο υπόγειο περιβάλλον, τοπία και σπήλαια με υψηλή ψυχαγωγική και πολιτιστική αξία και εδάφη που αποτελούν τη βάση για τη γεωργική παραγωγή. Τα καρστικά εδάφη λειτουργούν ως φυσικές δεξαμενές διοξειδίου του άνθρακα (CO2), συμβάλλοντας έτσι στον μετριασμό της κλιματικής αλλαγής. Η διάλυση του καρστ αποτελεί έως και το 29,4% της χερσαίας κατακράτησης CO2 ή το 10,4% των συνολικών ανθρωπογενών εκπομπών CO2.
Μετά τους ωκεανούς, το έδαφος είναι η δεύτερη μεγαλύτερη δεξαμενή άνθρακα στη Γη. Η δασική βλάστηση και το έδαφος που βρίσκεται από κάτω αποτελούν ταυτόχρονα αποθήκες και καταβόθρες άνθρακα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να δεσμεύουν CO2 από τον αέρα και να το αποθηκεύουν, καθώς και να το απελευθερώνουν σταδιακά. Κάποιο από αυτό το CO2 διαλύεται στο νερό που διηθείται μέσα στον ασβεστόλιθο, προκαλώντας την αποσάθρωση και τελικά τη δημιουργία υπόγειων ανοιγμάτων και σπηλαίων. Με αυτόν τον τρόπο, οι προϋπολογισμοί άνθρακα ενός καρστικού συστήματος είναι ζωτικής σημασίας για τη λειτουργία του, και σε κάθε καρστική περιοχή ή λεκάνη επιτυγχάνεται μια ορισμένη ισορροπία μεταξύ της βλάστησης, του εδάφους, του πετρώματος και των υπόγειων υδάτων. Η αλλαγή της χρήσης γης ή της βλάστησης θα μεταβάλει αυτή την ισορροπία, ενώ η κλιματική αλλαγή αποτελεί έναν άλλο παράγοντα που επηρεάζει τη διαθεσιμότητα του νερού και τη δραστηριότητα της βλάστησης. Πρόσθετος άνθρακας προσλαμβάνεται στο έδαφος κάτω από τη δασική βλάστηση, ευνοώντας την περαιτέρω διάλυση του ασβεστόλιθου, με κάποια από τα διαλυμένα ανθρακικά ιόντα να εναποτίθενται τελικά ως ανάπτυξη σπηλαιοθεμάτων. Αυτές οι χημικές αποθέσεις, που συνήθως σχηματίζονται σε σπήλαια από την κατακρήμνιση ασβεστίτη, απαιτούν μεγαλύτερο χρόνο παραμονής για το νερό που διηθείται και χαμηλούς ρυθμούς σταγονοποίησης για να αναπτυχθούν. Αυτές οι συνθήκες πληρούνται συνήθως σε μέτρια σχιστολιθικά πετρώματα, με μικρά ανοίγματα που οδηγούν ομοιόμορφα και διανέμουν το νερό που διαρρέει στις μεγαλύτερες κοιλότητες. Οι ρίζες των δέντρων διανπνέουν περισσότερο CO2 στο έδαφος, προωθώντας έτσι την αποσάθρωση του πετρώματος, αποτυπώνοντας επίσης ένα συγκεκριμένο μοτίβο στο επικάρστ (το ανώτερο υδρολογικό επίπεδο του καρστικού συστήματος), σχίζοντας το υπόβαθρο κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους. Η δραστηριότητα του εδαφικού μικροβιόκοσμου είναι πολύ σημαντική για τη ρύθμιση του κύκλου του άνθρακα, καθώς απελευθερώνει το αποθηκευμένο CO2 από το έδαφος πίσω στην ατμόσφαιρα. Ο άνθρακας που απελευθερώνεται από την αποσάθρωση του ασβεστόλιθου περνά τελικά στον ωκεανό μέσω των υπόγειων υδάτων και των ποταμών, αν και ένα άγνωστο μέρος χάνεται στην ατμόσφαιρα μέσω του εδάφους ή με άμεση απαέρωση από τα αναδυόμενα υπόγεια ύδατα. Συνολικά, η αποσάθρωση του ασβεστόλιθου θεωρείται γενικά ως καταβόθρα άνθρακα μέσω της "συζευγμένης αποσάθρωσης ανθρακικών αλάτων", ωστόσο δεν είναι βέβαιο ότι αυτό ισχύει πάντα και η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας είναι πιθανό να ποικίλλει σε κάθε περιοχή ή λεκάνη.
Ταχείες αλλαγές συμβαίνουν αμέσως μετά την αποψίλωση του δάσους, με αποτέλεσμα την αυξημένη διήθηση των βροχοπτώσεων, την αυξημένη παραγωγή αζώτου λόγω της αποσύνθεσης των υπολειμμάτων ξύλου και την έναρξη της διάβρωσης του εδάφους. Η διάβρωση του εδάφους πυροδοτεί περαιτέρω αλλαγές στο μοτίβο του επικάρστου και μείωση της καταβόθρας CO2, με αρνητικές συνέπειες για την ισορροπία του καρστικού συστήματος.
Το καρστ μπορεί επίσης να επηρεάσει τις γραμμικές δομές, ιδίως μέσω της ανάπτυξης δολινών ή της κατάρρευσης σε ρηχά σπήλαια. Οι γεωφυσικές μελέτες μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό κενών και σπηλαίων που πρέπει να αποφεύγονται, αν και οι καταβόθρες που προκαλούνται από τη διαρροή νερού από αγωγούς ή την απώλεια κατά μήκος κατασκευασμένων αποστραγγιστικών καναλιών μπορούν να σχηματιστούν μετά από αυτές τις μελέτες. Υπάρχει μικρότερος κίνδυνος επιπτώσεων από γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, λόγω της μεγάλης απόστασης μεταξύ των πυλώνων, αν και υπάρχουν περιπτώσεις σχηματισμού δολινών κοντά σε πυλώνες. Από το 2010 περίπου, έχει σημειωθεί σημαντική αύξηση στην αγορά ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ιδιαίτερα στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση ανεμογεννητριών. Αν και δεν είναι αυστηρά γραμμικοί, οι πύργοι αιολικής ενέργειας κατανέμονται συνήθως σε παράλληλες σειρές και ισχύουν παρόμοιες εκτιμήσεις. Αυτές οι βαριές κατασκευές έχουν κάποιο βαθμό ευελιξίας στη χωροθέτηση και πρέπει να κρατούνται μακριά από σπηλιές. Οι ανεμογεννήτριες μπορούν επίσης να σκοτώσουν νυχτερίδες, συνήθως όχι από την άμεση πρόσκρουση στα πτερύγια αλλά από το πιεστικό πλήγμα μια ξαφνική πτώση της πίεσης του αέρα που καταρρέει τους πνεύμονες των νυχτερίδων.
Όλοι αυτοί οι πόροι και οι υπηρεσίες του οικοσυστήματος δεν μπορούν να θεωρηθούν απομονωμένοι, καθώς είναι έντονα αλληλένδετοι. Λόγω αυτών των πολύπλοκων μηχανισμών ανατροφοδότησης, οι επιπτώσεις σε μεμονωμένα στοιχεία του καρστικού οικοσυστήματος μπορεί να έχουν απροσδόκητες επιπτώσεις σε άλλα στοιχεία ή ακόμη και σε ολόκληρο το οικοσύστημα.
Karst water resources have been important to humankind for thousands of years, including for human consumption, in agriculture (irrigation and aquaculture) and, over the course of the last hundred years, in the generation of hydroelectric power. As karst springs tend to be larger and more reliable than those from other rocks, so settlement patterns have been strongly influenced by these water sources.
In 2019, it was estimated that around 10% of the world’s population, about 700 million people, gained their potable water supplies from karst, either from discrete springs or via boreholes.
Both industrial and agricultural pollutants can be transported rapidly through the subsurface networks of karst, making effective land use management critically important.
Karst groundwaters are particularly vulnerable to contamination due to their hydrogeological structure, such that contaminants can easily enter through thin soils and the epikarst, via dolines or sinking streams. The term 'epikarst' refers to the upper few metres of bedrock in which most dissolution takes place and which, therefore, has more voids than deeper rock. Once underground, water moves much more rapidly in conduits (kilometres per day) than in most non-karst groundwaters (metres per year), so contaminants can spread over large distances and impact subterranean species and ecosystems. Pollutants may become trapped in karst aquifers and then be released over time at springs.
Karst and caves have been silent witnesses of Earth’s evolution and the rise of human civilisations. Caves and karst have retained and protected important pieces of Earth’s long and tumultuous geological past. These range from ancient mineral deposits, long gone oceans and early forms of life, to unique cave adapted organisms, extinct megafauna remains and the early manifestation of human art. Without caves and karst, such information would have been largely unavailable to us. Karst and caves are among the most exquisite and valuable landscapes in our planet, with intrinsic touristic and economic value. Protecting caves and karst is vital to the preservation of our history and that of the planet.
Karst terrains contain many natural resources and provide valuable ecosystem services, such as fresh water for human consumption; aquatic ecosystems and agricultural irrigation; great biodiversity both on the surface and in the underground environment; landscapes and caves with high recreational and cultural value; and soils that provide the basis for agricultural production. Karst terrains act as natural sinks for carbon dioxide (CO2), thus helping mitigate climate change. Karst dissolution constitutes up to 29.4% of the terrestrial CO2 sink or 10.4% of total anthropogenic CO2 emissions.
After oceans, soil is the second largest carbon sink on the Earth. Forest vegetation and the soil below are both carbon stocks and carbon sinks, meaning that they can capture CO2 from the air and store it, as well as gradually release it. Some of this CO2 dissolves into the water that percolates down into the limestone, causing it to weather and ultimately form subsurface openings and caves. In this way, the carbon budgets of a karst system are crucial to its function, and a certain balance is reached within each karst area or basin between the vegetation, soil, rock and groundwater. Changing the land use or the vegetation will alter this balance, with climate change being another factor, affecting the availability of water and the activity of vegetation. Additional carbon is taken into the soil under forest vegetation, favouring further dissolution of the limestone with some of the dissolved carbonate ions eventually being deposited as speleothem growth. These chemical deposits, usually formed in caves by calcite precipitation, require a longer residence time for infiltration water and low drip rates to develop. These conditions are usually met in moderately fissured bedrocks, with small openings that uniformly lead and distribute the seeping water into the larger cavities. Tree roots respire more CO2 into the soil, thus promoting the weathering of the rock, also imprinting a specific pattern to epikarst (the uppermost hydrological level of the karst system) by fissuring the bedrock during their growth. The activity of the soil microbiota is very important for regulating the carbon cycle, as they release stored CO2 from the soil back to the
atmosphere. The carbon released from weathering limestone eventually passes into the ocean via groundwater and rivers, though an unknown portion is lost to atmosphere through the soil or by direct degassing from emerging groundwater. Overall, limestone weathering is generally considered a carbon sink via 'coupled carbonate weathering', however, it is not certain this is always true, and the efficiency of the process is likely to vary in each area or basin.
Rapid changes occur soon after the forest is cleared, resulting in the increased infiltration of rainfall, increased nitrogen production due to decomposition of wood remnants and the onset of soil erosion. Soil erosion triggers further changes in the epikarst pattern, and a decrease in the CO2 sink, with negative consequences for the karst system balance.
Karst can also affect linear structures, especially through the development of dolines or collapse into shallow caves. Geophysical studies can aid in locating voids and caves to be avoided, although cover-collapse sinkholes induced by water leakage from pipelines or loss along constructed drainage channels can form after those studies. There is less risk of impacts from electrical transmission lines, due to the wide spacing between towers (pylons) although there are cases of dolines forming close to pylons. Since around 2010, there has been a marked growth in the renewable energy market and particularly the generation of electricity using wind turbines. Although not strictly linear, the wind towers are commonly distributed in parallel rows and similar considerations apply. These heavy structures have some degree of locational flexibility and should be kept away from caves. Wind turbines can also kill bats, usually not from direct impact with the blades but by barotrauma, a sudden drop in air pressure that collapses bat lungs.
All these resources and ecosystem services cannot be considered as isolated as they are intensely interconnected. Because of these complex feedback mechanisms, impacts on isolated elements of the karst ecosystem can have unexpected impacts on other elements or even on the entire ecosystem.
Περισσότερα για το καρστικό πεδίο Κοτυλαίων στον σύνδεσμο:
Πηγή
Ινστιτούτο Σπηλαιολογικών Ερευνών Ελλάδας
Σχόλια
Δημοσίευση σχολίου