ヘリクタイト

ヘリクタイトは、石灰岩の洞窟で発見される鍾乳石（洞窟で形成された鉱物）で、成長過程の1段階または複数段階で軸が垂直から変化します。ヘリクタイトは、まるで無重力状態で形成されたかのような曲線または角張った形状をしています。これは、微小な水滴に作用する毛細管力によって形成されたと考えられており、このスケールでは重力に逆らうほどの強い力となることがよくあります。

ヘリクタイトは、おそらく洞窟の形成物の中で最も繊細なものです。通常、針状の方解石とアラゴナイトで構成されています。ヘリクタイトの形状は、リボン状、ノコギリ状、ロッド状、蝶形、手形、カーリーフライ状、ミミズ塊状など、様々な種類が報告されています。ヘリクタイトは一般的に放射状対称性を有しており、わずかな接触でも簡単に潰れたり壊れたりすることがあります。そのため、観光客が訪れる洞窟では、手の届く範囲でヘリクタイトを見ることはほとんどありません。

ユタ州のティンパノゴス洞窟国定公園は、世界最大級のヘリクタイトのコレクションを誇ります。オーストラリアのジェノラン洞窟やスペインのカランツァにあるポサラグア洞窟にも多数存在しています。フランスのアスペルジ洞窟にも、注目すべきヘリクタイト群が見られます。また、アメリカ合衆国カリフォルニア州のブラック・キャズム洞窟でも見られます。

形成

ヘリクタイトの成長は未だに謎に包まれています。今日に至るまで、その形成過程について納得のいく説明は得られていません。現在、毛細管現象による形成が最も有力な仮説ですが、風による形成に基づく別の仮説も有力視されています。^{[ 1 ]}

毛細管力

最も可能性の高い仮説は、ヘリクタイトを毛細管力の結果として説明するものです。ヘリクタイトがストローのように水が流れる非常に細い中心管を持っている場合、毛細管力は重力に逆らって水を運ぶことができるはずです。この考えは、いくつかの中空のヘリクタイトから着想を得ました。しかし、ほとんどのヘリクタイトは中空ではありません。それにもかかわらず、液滴は既存の構造の先端に引き寄せられ、その上のほぼどこにでも方解石を堆積させることができます。これが、多くのヘリクタイトに見られるうねりのあるカールした構造につながる可能性があります。^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

風

別の仮説では、洞窟内の風が奇妙な外観の主な原因であるとされています。鍾乳石に掛かっている雫は片側に吹き飛ばされるため、鍾乳石はその方向に成長します。風向きが変われば、成長方向も変わります。しかし、この仮説は風向が頻繁に変化するため、問題があります。洞窟内の風は外部の気圧の変化に左右され、気圧は天候に左右されます。風向は外部の気象条件の変化と同じくらい頻繁に変化します。しかし、鍾乳石の成長は非常に遅く、100年で数センチメートルです。つまり、風向は長期間一定に保たれ、1ミリメートルの成長ごとに変化する必要があるということです。この考えの2つ目の問題は、鍾乳石のある多くの洞窟には、風が入り込むための自然の入り口がないことです

圧電力

提案されているもう一つの仮説は、ゆっくりと変化する地質学的圧力が基部の結晶に応力を引き起こし、圧電静電ポテンシャルを変化させ、粒子の堆積が支配的な圧力方向と何らかの関係で配向されるというものです

細菌

観察によって裏付けられた最近の仮説は、原核細菌の膜が鉱化プロセスの核形成部位を提供するというものです。^{[ 4 ]}

ヘリクタイトの成長

ヘリクタイトは小さな鍾乳石として成長を開始します。鍾乳石の先端の方向は曲がりくねったり、コルク抜きのようにねじれたり、あるいは主要部は通常の形のまま形成され、その側面から小さなヘリクタイトが細根や釣り針のように飛び出したりすることもあります。洞窟によっては、ヘリクタイトが密集して高さ6フィートにもなる茂みを形成することがあります。これらの茂みは洞窟の底から成長します。洞窟の底でヘリクタイトが見つかった場合、ヘリグマイトと呼ばれますが、これが真のサブカテゴリーであるかどうかについては議論があります。

理由は不明ですが、水の化学組成がわずかに変化すると、単結晶構造が円筒形から円錐形へと変化することがあります。こうした場合、アイスクリームコーンを逆さまに積み重ねたように、結晶が前の結晶に収まることもあります。

参照

アンソダイト

参考文献

^ White, WB, Culver, DC, & Pipan, T. (編). (2019). 洞窟百科事典（第3版）. アカデミック・プレス
^ Hill, CA, Forti, P, (1997). 『世界の洞窟鉱物』（第2版）[アラバマ州ハンツビル：全米洞窟学会] pp. 217, 225
^ヘリクタイト - 英国洞窟学会 (nd-c). https://caves.org/virtualcave/helictites/
^ Tisato, N. et al., "Microbial mediation of complex subterranean mineral structures" Sci. Rep. 5, 15525; doi: 10.1038/srep15525 (2015)

外部リンク

バーチャル洞窟：ヘリクタイト複雑な地下鉱物構造の微生物による媒介
仮想洞窟：ヘリクタイト
ヘリクタイトか偏心か？
結晶分裂はヘリクタイトの曲率に影響を与えるか？（要約） 2007年7月1日アーカイブ、Wayback Machine George W. Moore著、Journal of Cave and Karst Studies、v. 62、p. 37 (2000)

[1] White, WB, Culver, DC, & Pipan, T. (編). (2019). 洞窟百科事典（第3版）. アカデミック・プレス

[2] Hill, CA, Forti, P, (1997). 『世界の洞窟鉱物』（第2版）[アラバマ州ハンツビル：全米洞窟学会] pp. 217, 225

[3] ヘリクタイト - 英国洞窟学会 (nd-c). https://caves.org/virtualcave/helictites/

[4] Tisato, N. et al., "Microbial mediation of complex subterranean mineral structures" Sci. Rep. 5, 15525; doi: 10.1038/srep15525 (2015)

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