แพแคลไซต์
ผลึก แคลไซต์ก่อตัวขึ้นบนผิวน้ำนิ่ง แม้ว่าน้ำส่วนใหญ่จะไม่อิ่มตัวเกินเมื่อเทียบกับแคลเซียมคาร์บอเนตผลึกจะเติบโต เกาะติดกัน และปรากฏเป็นแพลอยน้ำสีขาวทึบแสง วัสดุลอยน้ำเหล่านี้ถูกเรียกว่าแพแคลไซต์หรือ "ลายเสือดาว" [ 1 ]
เคมี
แคลเซียมคาร์บอเนตเป็นที่ทราบกันดีว่าตกตะกอนเป็น ผลึก แคลไซต์ในน้ำที่มีแคลเซียมและไอออนคาร์บอเนต อิ่มตัวเกิน ภายใต้สภาวะสงบ ผลึกแคลไซต์สามารถก่อตัวขึ้นบนผิวน้ำได้เมื่อไม่มีสภาวะ แคลเซียมคาร์บอเนต อิ่มตัวเกิน ในน้ำส่วนใหญ่ น้ำระเหยจากผิวน้ำและ คาร์บอนไดออกไซด์ระเหยออกจากชั้นผิวน้ำ ทำให้เกิดชั้นน้ำบางๆ ที่มีค่า pH สูง และมีความเข้มข้นของแคลเซียมและไอออนคาร์บอเนตสูงกว่าความเข้มข้นอิ่มตัวของแคลเซียมคาร์บอเนตมาก ผลึกแคลไซต์จะตกตะกอนในสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นสูงนี้และเกาะติดกันเพื่อก่อตัวเป็นสิ่งที่ดูเหมือนแพของวัสดุสีขาว[ 2 ]
ภาพถ่ายอิเล็กตรอนแบบสแกนของแพแคลไซต์แสดงให้เห็นผลึกแคลไซต์ที่เชื่อมต่อกันซึ่งก่อตัวขึ้นรอบรูบนพื้นผิวแพ รูเหล่านี้อาจเกิดจากฟองอากาศหรือสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ บนผิวน้ำ[ 3 ]ภาพถ่ายของแพแคลไซต์แสดงให้เห็นโครงสร้างคล้ายลูกไม้ แรงตึงผิวของน้ำทำให้ผลึกแคลไซต์ที่เชื่อมต่อกันซึ่งแต่ละผลึกมีความหนาแน่นจำเพาะ 2.7 ลอยอยู่บนผิวน้ำ
การก่อตัวของถ้ำและระบบแม่น้ำ
แพแคลไซต์มักก่อตัวขึ้นใน ระบบ ถ้ำหินปูนถ้ำหินปูนเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมเนื่องจากมีการเคลื่อนที่ของอากาศน้อยและน้ำมีไอออนแคลเซียมและคาร์บอเนตในปริมาณมาก หลักฐานของแพแคลไซต์ถูกพบในถ้ำหินปูนทั่วโลก[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
มีรายงานตัวอย่างการก่อตัวของแพแคลไซต์ใน ระบบแม่น้ำที่ได้รับน้ำจาก แหล่งน้ำพุ[ 2 ]
อ่างเก็บน้ำดื่ม
ในปี พ.ศ. 2548 เขตประปา Carpinteria Valley ในเมือง Carpinteria รัฐแคลิฟอร์เนียได้หยิบยก ข้อกังวลด้าน คุณภาพน้ำ ขึ้นมา เมื่อพบ "จุดคล้ายเสือดาว" ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 5 ถึง 10 เซนติเมตร ปรากฏบนผิวน้ำใต้ฝาครอบอ่างเก็บน้ำอะลูมิเนียมที่สร้างขึ้นใหม่ ไม่พบวัสดุลอยน้ำดังกล่าวเมื่ออ่างเก็บน้ำ (13 ล้านแกลลอน) เปิดสู่บรรยากาศ ข้อกังวลที่เกิดขึ้นคือ ตะกอนโลหะที่อาจเป็นพิษกำลังก่อตัวบนผิวน้ำจากหยดน้ำควบแน่นที่หยดลงมาจากฝาครอบโลหะ[ 7 ] [ 8 ]
การวิเคราะห์น้ำพบว่าน้ำในอ่างเก็บน้ำอิ่มตัวด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต แต่ไม่มีการก่อตัวของผลึกแคลไซต์ในสารละลายโดยรวม การวิเคราะห์การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แสดงให้เห็นว่าวัสดุแข็งที่ลอยอยู่มีแคลไซต์มากกว่า 97 เปอร์เซ็นต์ ภาพถ่ายอิเล็กตรอนแบบสแกนยืนยันว่ารูปร่างของวัสดุผลึกเป็นรูปทรงสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูน ซึ่งสอดคล้องกับการก่อตัวของผลึกแคลไซต์[ 7 ] [ 8 ]
แม้ว่าวัสดุลอยน้ำจะไม่เป็นพิษ แต่ก็แนะนำให้กระตุ้นการเคลื่อนที่ของผิวน้ำเพื่อหลีกเลี่ยงสภาวะนิ่ง ซึ่งจะขจัดเงื่อนไขหลักสำหรับการก่อตัวของแพแคลไซต์[ 7 ] [ 8 ]
หยดน้ำชะล้างจากคอนกรีต
มีการสังเกตแพแคลไซต์ขนาดเล็กบนหยดสารละลายของหินงอก (โซดา) ที่แขวนอยู่ใต้โครงสร้างคอนกรีต ตะกอนทุติยภูมิเหล่านี้ซึ่งก่อตัวขึ้นนอกสภาพ แวดล้อม ของถ้ำเรียกว่าแคลเทไมต์ [ 9 ] พวกมันได้มาจากคอนกรีตปูนขาว หรือปูนฉาบ และเลียนแบบรูปร่างและรูปแบบของหินงอกที่เกิดขึ้นในถ้ำ[ 10 ] [ 9 ]
แพขนาดเล็กที่ก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของ หยดสารละลาย ชะล้าง ที่มี ความเป็นด่างสูงนั้น โดยทั่วไปจะมีขนาดประมาณ 0.5 มม. เมื่อมองเห็นด้วยตาเปล่า และปรากฏบนพื้นผิวของหยดหลังจากที่แขวนไว้นานกว่า ≈5 นาที[ 9 ]ปฏิกิริยาเคมีที่สร้างแพเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการ ดูดซับ (แพร่กระจาย) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO ) เข้าสู่สารละลายจากบรรยากาศ และแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO ) ตกตะกอนเป็นแพหรือสะสมเป็นหินงอกหินย้อยหรือหินไหล[ 10 ]เคมีนี้แตกต่างอย่างมากจากเคมีที่สร้างหินงอกในถ้ำ
แรงดันน้ำภายในจากหลอด (เข้าไปในหยด) และการเคลื่อนที่ของอากาศรอบหยดสารละลายที่แขวนลอยอยู่ อาจทำให้แพหมุนอย่างรวดเร็วรอบพื้นผิวหยด[ 11 ] [ 12 ] [ 9 ]หากแทบไม่มีการเคลื่อนที่ของอากาศรอบหยดที่แขวนลอยอยู่ หลังจากประมาณ 12 นาทีหรือมากกว่านั้น แพขนาดเล็กอาจรวมตัวกันและก่อตัวเป็นโครงตาข่าย ซึ่งปกคลุมพื้นผิวหยดทั้งหมด[ 9 ]หากหยดสารละลายแขวนอยู่บนหลอดนานเกินไป (≈ >30 นาที) อาจเกิดการตกตะกอนแคลเซียมและปิดกั้นปลายหลอดแคลเท ไมต์ได้ [ 9 ]
แกลเลอรี่
- โครงสร้างตาข่ายหรือแพแคลไซต์บนหยดหินงอกรูปทรงหลอดคาลทีไมต์ (โซดา)
- แพหินแคลไซต์ในถ้ำคาร์ทช์เนอร์รัฐแอริโซนา
- รายละเอียดของแพแคลไซต์บนผิวน้ำในอ่างเก็บน้ำคาร์ปินเทเรีย
- แผนภาพโครงสร้างถ้ำหินงอกหินย้อย (แผ่นหินปูนมีป้ายกำกับว่า Y)
- อ่างเก็บน้ำคาร์ปินเทอเรีย พร้อมฝาปิดอะลูมิเนียมแข็ง
- ภาพ BSE-SEM ที่กำลังขยาย 89 เท่า แสดงให้เห็นด้านบนของแผ่นแคลไซต์ (พื้นผิวเรียบ) และผลึกด้านล่างที่กำลังเติบโตอยู่ด้านล่าง
ลิงก์ภายนอก
- ถ้ำหินปูน Lubbock Area Grotto (ข้อมูลสินค้าคงคลัง)/แพหินปูนเข้าถึงเมื่อ 23 มิถุนายน 2012
- ฐานหินปูน—แพหินปูน
- อุทยานแห่งรัฐถ้ำคาร์ทช์เนอร์
- คลิปวิดีโอสั้นๆ แสดงภาพแพหมุนวนรอบหยดสารละลาย