カリケ
カリフォルニア州サンミゲル島のカリケ化石の森

カリケ（/ k ə ˈ l iː tʃ iː / ）は、土壌深部における可溶性炭酸カルシウムの堆積物で、沈殿して砂利、砂、粘土、シルトなどの他の物質と結合する。世界中で、アリディソルおよびモリソル土壌目に分類され、一般的に乾燥または半乾燥地域に分布し、オーストラリア中央部および西部、カラハリ砂漠、米国西部の高原、北米のソノラ砂漠、チワワ砂漠、モハーベ砂漠、サウジアラビア東部のアル・ハサなどが含まれる。カリケはカルクリートまたはカンカール（インド）とも呼ばれる。デュリクラストに属する。カリケという用語はスペイン語から借用され、ラテン語の石灰を意味するcalxに由来する。[ 1 ]

カリケは一般的に淡色ですが、含まれる鉱物によって白から淡いピンク、赤褐色まで様々な色を呈します。カリケは古い地形の特徴であり、通常は地表またはそのすぐ近くに存在します。カリケ層が土壌表面からある程度の深さで形成されている場合、侵食された地表よりも、手つかずの地形や地中に埋もれた地形の方が、土壌表面よりかなり深いところにカリケが存在する可能性が高くなります。層の厚さは数インチから数フィートまで様々で、1か所に複数の層が存在することもあります。土壌断面におけるカリケ層は、K層と呼ばれることもあります。[ 2 ] [ 3 ]

チリ北部とペルーでは、「カリケ」は硝酸塩を含む鉱床を指すこともあります。[ 4 ] [ 5 ]カリケはメキシコとコロンビア の様々な粘土質の鉱床を指すこともあります。さらに、珪岩、ボーキサイト、カオリナイト、ラテライト、カルセドニー、オパール、ソーダ硝石などの一部の鉱物を指すこともあります。

炭酸カルシウムではなく硫酸カルシウムでできた同様の物質は、石膏クラストと呼ばれます。

形成

カリケは、年間降水量が 65 センチメートル (26 インチ) 未満で、年間平均気温が 5 °C (41 °F) を超える場所で形成されます。降雨量が多いと、余分なカルシウムが土壌から完全に浸出しますが、非常に乾燥した気候では、降雨量がカルシウムを浸出させるのにまったく不十分で、方解石の薄い表層のみが形成されます。植物の根は、大量の二酸化炭素を土壌のA 層に放出することで、カリケの形成に重要な役割を果たします。ここの二酸化炭素レベルは、通常の大気値の 15 倍を超えることがあります。これにより、炭酸カルシウムは重炭酸塩として溶解します。降雨量が適切だが多すぎない場合、重炭酸カルシウムはB 層に運ばれます。ここでは生物活動が少なく、二酸化炭素レベルはかなり低く、重炭酸塩は不溶性の炭酸塩に戻ります。炭酸カルシウムと粘土粒子の混合物が蓄積し、最初は粒になり、次に小さな塊になり、次に識別できる層になり、最後により厚く固い層になります。[ 6 ]

しかし、カリケは他の方法でも形成される。毛細管現象によって水が上昇するときにも形成される。乾燥地域では、雨水は急速に地中に浸透する。その後、地表が乾燥すると、地表下の水が上昇し、下層から溶解したミネラルを運び上げる。これらのミネラルは、水が蒸発して二酸化炭素が失われる際に沈殿する。この水の動きによって、地表近くにカリケが形成される。[ 7 ]カリケは、多孔質の岩の露頭や、水が閉じ込められて蒸発する岩の割れ目でも形成される。[ 8 ]一般的に、カリケの堆積はゆっくりとしたプロセスであり、数千年を要する。[ 3 ]

カリケ層の深さは、年間平均降雨量に敏感です。年間降雨量が約35センチメートル（14インチ）の場合、カリケ層は25センチメートル（9.8インチ）と浅くなります。年間降雨量が約75センチメートル（30インチ）の場合、カリケ層は約125センチメートル（49インチ）の深さになります。温帯気候で​​は、年間降雨量が100センチメートル（39インチ）を超えると、カリケ層は完全に消失します。[ 9 ]

カリケに含まれるカルシウムの源は、その下にある岩盤である可能性もあるが、カルシウムに富んでいない岩盤の上でもカリケが形成されることがある。これは、風成塵として運ばれてきたカルシウムに起因すると考えられる。[ 10 ] [ 11 ]

自然現象の例

カリケ — 堆積岩、リッジクレスト、カリフォルニア州カーン郡
カルクリートの瓦礫は19 世紀に南オーストラリアの建築工事で広く使用されていました。

他のカリケの形成は比較的よく理解されている一方、チリのカリケの起源は明確には解明されていない。一つの説は、先史時代の内海が蒸発した際に堆積物が形成されたというものである。もう一つの説は、アンデス山脈の風化作用によって堆積したというものである。

世界最大級のカルクリート鉱床の一つはボツワナのマカディカディパンズにあり、現在は乾燥した先史時代の湖の場所に表層カルクリートが産出されている。[ 12 ]

高度に硬化したカリケはカルクリートとして知られ、乾燥地帯に特徴的な地形を形成します。カルクリートは地質学的記録の至る所に見られ、過去の気候の記録を形成しています。例としては、南ウェールズのミシシッピ紀カルクリート、米国テキサス州リャノ・エスタカードの鮮新世から更新世のキャップロック、および米国ネバダ州モルモン・メサのキャップロックが挙げられます。[ 10 ]

カリケは大量の炭素を貯蔵することができるため、地球全体の炭素循環にとって重要な存在となっている。[ 13 ]

ジュラ紀の地質学的設定では、カリケはしばしば、季節的なモンスーンを示唆する 顕著な湿潤・乾燥季節性[ 14 ]を伴う温暖な気候の指標である。

経済的利用

アプリケーションの構築

カリチェは世界中で建設に利用されています。テキサス州リャノ・エスタカードに埋蔵されているカリチェは、ポルトランドセメントの製造に利用されています。カリチェは化学組成の要件を満たしており、ポルトランドセメント製造の主原料として利用されてきました。[ 15 ]

テキサス州中部の貯水池を囲むカリチェの土手

米国アリゾナ州カサグランデ遺跡国定公園のグレートハウスはカリケの壁で建てられました。[ 16 ]カリケはメキシコのユカタン半島のマヤ建築のモルタルにも使われていました。[ 17 ]テキサス州イングラムの寮とテキサス州カリゾスプリングスの米国エネルギー省の実証ビルも、最大潜在能力建築システムセンターの研究の一環としてカリケを使って建てられました。[ 18 ]

多くの地域では、カリケは道路建設にも利用されており、路盤材として、あるいはより一般的には路盤材として利用されています。南アフリカでは、カリケは最も一般的な道路資材の一つです。カリケは、現地で入手でき、安価な場合には路盤材として広く使用されています。しかし、カリケは湿気（雨）に弱いため、石灰岩などの硬岩路盤材が利用できる場合は決して使用されません。[ 19 ]

砂糖精製

砂糖を精製するには、ほぼ純粋な炭酸カルシウム源が必要です。炭酸カルシウム（ CaCO3 ）の含有量が少なくとも95%で、マグネシウム含有量が低いことが求められます。さらに、燃焼しても分解しないよう、一定の物理的要件を満たす必要があります。カリケは一般的に砂糖精製の要件をすべて満たしているわけではありませんが、石灰岩などの他の炭酸カルシウム源が存在しない地域で使用されます。カリケは要件を満たすために選鉱が必要ですが、それでも石灰岩で輸送するよりも大幅に安価です。[ 20 ]

チリのカリチェ

チリ北部のアタカマ砂漠には、カリチェとも呼ばれる混合物の広大な堆積層があり、石膏、塩化ナトリウム、その他の塩類、そして砂から構成され、サリトレ（「チリ硝石」）と関連付けられています。サリトレは、硝酸ナトリウム（NaNO 3）と硝酸カリウム（KNO 3）の複合体です。サリトレは、第一次世界大戦でヨーロッパが両方の硝酸塩を工業的に大量生産し始めるまで、チリにとって重要な輸出収入源でした。 [ 21 ]

鉱床には平均7.5%の硝酸ナトリウムが含まれており、硫酸ナトリウム（18.87%）、塩化ナトリウム（4.8%）、そして少量のカリウム、カルシウム、マグネシウム、ホウ酸塩、ヨウ素、過塩素酸塩も含まれています。鉱床の約3分の2は不溶性の脈石鉱物です。カリケ層は沖積鉱床中に2cmから数メートルの厚さで存在し、可溶性鉱物は未固結レゴリス中でセメントを形成します。硝酸塩を含むカリケは、岩盤に浸透して岩盤鉱床を形成することも見られます。[ 21 ]

カリチェはチリの主なヨウ素鉱石であり、チリは世界のヨウ素埋蔵量の半分以上を保有するだけでなく、この元素の世界的主要生産国でもあります。 [ 22 ] [ 23 ] SQMはチリの主なヨウ素生産者です。[ 22 ] SQMのヨウ素はカリチェ鉱石から抽出されますが、硫黄、硝酸アンモニウム、硫酸、灯油、水、電気、化石燃料（主にディーゼル）も必要です。[ 22 ]

カリケと農業

農業はカリケと相性が悪いかもしれない。第一に、不浸透性のカリケ層は適切な排水を妨げ、根に十分な酸素が届かず、土壌に塩類が蓄積してアルカリ性になる可能性がある。アルカリ性の土壌はカリケからの炭酸カルシウムとともに、植物が十分な栄養素、特に鉄分を得るのを妨げる可能性がある。鉄欠乏症は一番若い葉から黄色くなる。雨期にカリケ床の上の土壌が飽和状態になると、状況が悪化する可能性がある。 [ 24 ]第二に、カリケ床の不浸透性は植物の根を弱め、栄養素、水、そしてしっかりとした定着へのアクセスを制限します。第三に、カリケの硬さは水路などの灌漑事業のための掘削を困難にすることもある。

参照

参考文献

  1. ^ Breazeale, JF; Smith, HV (1930年4月15日). 「アリゾナのカリケ」.農業試験場紀要. 131.アリゾナ大学: 419.
  2. ^ Gile, LH; Peterson, FF; Grossman, RB (1965年2月). 「Kホライズン」.土壌科学. 99 (2): 74– 82. Bibcode : 1965SoilS..99...74G . doi : 10.1097/00010694-196502000-00002 . S2CID 129247211 . 
  3. ^ a bアラビー、マイケル編 (2013). 「カリケ」地質学・地球科学辞典（第4版） オックスフォード: オックスフォード大学出版局. ISBN 9780199653065。
  4. ^ Chong et al . 2007, p.211.
  5. ^『ダイナマイト、硝酸塩、そして現代世界の形成』スティーブン・R・ボーン、マクミラン、2005年、 ISBN 0-312-32913-X、157ページ。
  6. ^ブラット、ハーヴェイ、ミドルトン、ジェラード、マレー、レイモンド (1980). 『堆積岩の起源（第2版）』イングルウッド・クリフス、ニュージャージー州: プレンティス・ホール、pp.  273– 275. ISBN 0136427103。
  7. ^ブラット、ミドルトン＆マレー 1980年、274～275頁。
  8. ^ブリーズール＆スミス 1930年、420、428-429頁。
  9. ^ Blatt、Middleton、Murray 1980、274ページ。
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  19. ^ Netterberg, F. (1982年1月). 「南部および南西アフリカにおけるカルクリートの土質工学的特性と挙動」 . Demars, KR (編).石灰質土の土質工学的特性、挙動、性能. ウェスト・コンショホッケン: アメリカ材料試験協会. ISBN 9780803107878. 2022年3月26日閲覧。
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  23. ^ USGSヨウ素生産統計
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さらに読む

  • プライス、ウィリアム・アームストロング著『南テキサスのレイノサ問題とカリケの起源』アメリカ石油地質学会誌17.5 (1933): 488–522.
  • リーブス、CC、ジュニア著『カリケ：起源、分類、形態、用途』、テキサス州ラボック：エスタカード・ブックス、1976年。
  • リーブス・C・C・ジュニア、JD・サッグス著『テキサス州リャノ・エスタカード中央部および南部のカリチェ：注釈』『堆積岩学ジャーナル』34.3 (1964): 669–672.
  • Chong Diaz, ギレルモ;ガハルド・クビジョス、アニバル。ハートリー、エイドリアン J.モレノ、テレサ (2006)。 「７．工業用鉱物及び岩石」。モレノではテレサ。ギボンズ、ウェス (編)。チリの地質。ロンドン地質学会。ページ 21–114。ISBN​​ 9781862392199。
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