Grot

Een holle ruimte in een berg noemen we een grot. Een grot ligt vaak onder de grond. Zo'n berg of heuvel bestaat bijna altijd uit een kalkgesteente.

Koraal in de zee

De aarde bestaat uit verschillende lagen. Sommige lagen zijn zachter dan de andere. Één van die lagen is kalk. Kalk bestaat uit o.a. schelpen, botten, plankton en harde delen van bijvoorbeeld koralen. Dit is voornamelijk in de zee te vinden, dus het ontstaan van kalk speelt zich voornamelijk af in het water. De plankton en alle andere dode zeediertjes zakken naar de bodem. Het moet nu nog cementeren. Cementeren is de vorming van gesteente. Dat kan bijvoorbeeld door druk. Het kalk wordt dan samen gedrukt. Het kan ook zijn dat in het water een stofje zit dat ervoor zorgt dat het kalk kristalliseert en zo de kalk bindt. Dus water + kalk + druk zorgt voor cementeren. Kristalliseren is water + kalk + een derde stof dat alles bindt.

Vulkaanuitbarstingen en plaattektoniek kunnen ervoor zorgen dat kalksteen naar boven komt.

De aardkorst bestaat uit allemaal platen. Deze platen drijven. Dit betekent dat de platen van elkaar kunnen drijven, naar elkaar toe, kunnen botsen en onder elkaar kunnen schuiven. Doordat de oceanische plaat en de continentale plaat schuiven of door breuken, kan er grond boven water komen. De grond die naar boven komt, vaak in de vorm van een berg, bevat meestal kalk. 

In grotten is het heel vaak vochtig. Een bekende grot is die van de Belgische plaats Han . Kalksteengrotten zijn de meest voorkomende ondergrondse gangenstelsels ter wereld en zijn meestal mooier gedecoreerd en spectaculairder dan vulkanische grotten of zandsteengrotten.

Om uit te leggen hoe een grot precies ontstaat, is er informatie nodig over de lucht. De lucht speelt namelijk een grote rol bij het ontstaan van kalkgrotten.

De lucht en kalk.

In de lucht zitten vele gassen. De meest bekende gassen die in de lucht zitten zijn zuurstof, koolstofdioxide en stikstof. In de scheikunde worden deze namen afgekort. Koolstofdioxide wordt afgekort tot CO2 (Je leest de letters en het cijfer op zoals het staat: C-O-2).

De lucht adem je in. Dus je ademt een mengeling van gassen in.

De zuurstof neem je op, en dat wat je uitademt, is CO2. De CO2 heeft ons lichaam niet nodig.

CO2 en zuurstof moeten in balans blijven. De mensen kunnen zelf geen zuurstof maken. Gelukkig kunnen planten dit wel!

Fotosynthese: De plant neemt water en CO2 op. Maakt hier suiker van. De plant heeft energie nodig: het zonlicht. Bij het maken van suiker, komt er zuurstof vrij.

De plant, CO2 en zuurstof.

Als planten zonlicht krijgen, dan produceren zij zuurstof. Gelukkig maar. De mens kan niet zonder zuurstof. Planten zijn erg bijzonder. Zij kunnen hun eigen voedsel maken! Elke plant heeft bladeren. Op de bladeren zitten hele kleine mondjes. Met al die mondjes ademt de plant lucht in. De plant gebruikt de CO2 uit de lucht. Planten hebben ook water nodig. De plant maakt van water en CO2 suiker. Suiker is het voedsel voor de plant. Om CO2 op te kunnen nemen en water met CO2 in suiker te veranderen heeft het energie nodig. Deze energie krijgt de plant van zonlicht. De mens haalt energie uit voedsel. De plant dus uit het licht van de zon. Tijdens het maken van het suiker, maakt de plant ook zuurstof. Een klein beetje van deze zuurstof gebruikt de plant zelf. De zuurstof die het teveel heeft gemaakt, laat het los en geeft het via de kleine huidmondjes af aan de lucht. Het proces waar de plant water + CO2 omzet in suiker, energie krijgt van de zon en zuurstof maakt, wordt fotosynthese genoemd.

De plant neemt dus CO2 op. De plant houdt CO2 ook vast in zijn wortels. In de lucht is de CO2 goed in balans met andere gassen.

Op de grond, waar veel planten staan is er meer CO2 bij elkaar. De concentratie CO2 is op de grond groter.

De plant zet CO2 en water om tot suiker, maar niet alle alle CO2 die de plant vasthoudt, is omgezet tot suiker. De CO2 die de plant met zijn wortels nog vasthoudt, zit daar rustig en daar gebeurt eigenlijk niets mee.. Tot er water bij komt..

Water en CO2.

CO2 die de plant niet gebruikt, maar wel vasthoudt met zijn wortels in de aarde, kan in principe niet weg. Wanneer er echter water bij komt, gebeurt er iets bijzonders met de CO2.

Water + CO2 verandert namelijk in koolzuur. Koolzuur zit bijvoorbeeld in frisdranken of in champagne. Het zijn de bubbeltjes in allerlei drankjes.

Wanneer er dus planten zijn en het regent of als er in de buurt van de planten een beekje, riviertje loopt, dan ontstaat er koolzuur. Dat water met koolzuur zoekt een weg de aarde in. Water met koolzuur is zuur. Het water is dus zuur geworden. Het zure water sijpelt steeds dieper de aarde in..

Zo komt het water met koolzuur bij allerlei lagen. Bijvoorbeeld bij de klei en natuurlijk ook bij de kalk.

Doline ontstaan door koolzuurhoudend water.

Kalk en zure water.

Kalk kan niet zo goed tegen zuren. Kalk lost namelijk op in zuur. Het zure water zorgt ervoor dat de kalk langzaam oplost. Op de ene plek lost het kalk sneller op dan op de andere plek. Dit ligt eraan hoe hard de kalklaag is. De hardheid van de kalklaag ligt dus eraan hoe er gecementeerd is of hoe sterk de derde stof is dat voor de kristallisatie zorgde. Het kan natuurlijk ook een combinatie van beide zijn geweest. Krijt is voornamelijk gemaakt van kalk. Leg een krijtje maar eens in azijn of in citroen. Langzaam zal de kalk oplossen.

Het ontstaan van de grot.

Kalk kan niet zo goed tegen het zure water. Het koolzuurhoudende water lost de kalk op. Er ontstaan gaten in het landschap. Deze gaten noem je dolinen. Soms worden dit heel grote gaten. Men noemt ze ook wel sinkholes.

Onder de grond zoekt het koolzuurhoudende water een weg. Soms ontstaan er watervallen onder de grond. Het water blijft kalk opnemen tot het verzadigd is. Verzadigd betekent hier dat het water zoveel kalk opneemt tot het vol zit en er geen kalk meer bij kan. Hoe zuurder het water, hoe meer kalk er wordt opgelost en meegenomen. Vergelijk het met een spons. De spons zuigt net zoveel water op, tot de spons helemaal vol is. Dit is ook het geval met het zure water. Het zure water lost het kalk op en neemt dit mee, steeds dieper naar beneden.

Grot met een riviertje. De stalagtiet en stalagmiet zijn naar elkaar toe gegroeid. De kolom.

Soms ontstaan er onder de grond door al het zure water een ondergronds beekje of een ondergrondse rivier. Omdat kalk door het zure water wordt opgelost, komt er ruimte vrij onder de grond. Deze ruimte vult zich met lucht of met water. Een ruimte onder de grond wordt een kamer genoemd. Wanneer het zure water met kalk uiteindelijk bij een met lucht gevulde ruimte onder de grond komt, gebeurt er iets bijzonders. In de grond was het water met kalk zuur. Lucht (Zie hierboven) is minder zuur omdat alle gassen in evenwicht zijn. Het zure water met kalk komt dus in een ondergrondse ruimte dat gevuld is met lucht.

Stalagtiet is de pegel die ontstaat vanuit het plafond. Stalagmiet is een omgekeerde pegel dat vanaf de bodem naar boven groeit.

Het zure water met kalk sijpelt langzaam de lucht gevulde ruimte in. Omdat de lucht niet erg zuur is, zal het kalk hard worden. Daar waar het water met kalk de ruimte in komt en het kalk de niet zure lucht voelt, daar wordt het kalk hard. De buitenkant van het druppeltje komt in aanraking met het water en een ringetje van kalk blijft achter op de plafond van de kamer. Vele cirkels op elkaar zorgen voor pegels van kalk. Een pegel dat vanaf het plafond in de kamer naar beneden groeit, noemen we een stalagtiet. Het water zonder kalk valt op de bodem. Als er een druppel met kalk op de bodem valt, dan zal op de bodem een cirkeltje kalk hard worden. Het water zonder kalk zal langzaam een beekje of rivier gaan vormen. In de grot is het erg vochtig en is vaak aan alle kanten goed afgesloten. Hierdoor verdampt water bijna niet.

Steen kan op twee manieren veranderen. Denk maar eens aan een spleet in een steen. Er komt water in en het gaat vriezen. Het water wordt hard en zet uit. Hierdoor breekt de steen. Wanneer een steen door invloeden van buitenaf verandert, noemen we dit mechanische verwering. De samenstelling van de steen verandert niet. Dit kan ook door warmte of kou zijn, maar ook doordat de steen valt of door een rivier wordt meegesleurd.

Wanneer een steen vanuit binnen verandert, dan noemen we dit chemische verwering. Er is een stofje nodig om de steen te laten veranderen. De samenstelling van de steen verandert. Het zure water sijpelt de kalklaag en in lost langzaam de kalk op. Het koolzuurhoudende water zorgt ervoor dat de kalksteen verandert.

Een grot-onderzoeker is een speleoloog.

Het ontdekken, onderzoeken en vastleggen van grotten wordt speleologie genoemd. Speleo komt van het Griekse woord spelaion. Spelaion betekent in het Grieks grot.

Het onderzoeken van een nieuwe grot is niet zo simpel. Een speleoloog moet kennis hebben over de vele steenlagen, over hoe grotten ontstaan en waar deze grotten zijn..Deze kennis noem je ook wel geologie. Het verkennen van een grot kan gevaarlijk zijn. Daarom moet een speleoloog trainen in klimmen en weten wat het bijvoorbeeld moet doen als hij/zij vast komt te zitten. De speleoloog moet fit zijn.

Soms moeten de speleologen onderaardse rivieren volgen. Een speleoloog moet dan ook kunnen duiken.

Bij het onderzoeken hoort ook het kijken naar planten en het zoeken naar leven onder de grond. De speleoloog kijkt naar welke planten er in een grot groeien en naar welke insecten en dieren er in de grot leven. De speleoloog heeft dus kennis van de biologie. De speleoloog heeft verder kennis van grottekeningen, grotschilderingen en voorwerpen uit de prehistorie. Kennis over tekeningen en oude voorwerpen, wordt archeologie genoemd.

Je kan zeggen dat speleologen sporters zijn omdat ze kunnen klimmen en duiken en kennis hebben van archeologie, biologie en geologie. 

Deze grotten ontstaan door de chemische en mechanische verwering van kalkgesteente door het zure doorsijpelende water of door een ondergrondse rivier.

Grotten worden verkend en in kaart gebracht door speleologie. De speleologie is die tak van de aardwetenschappen die zich bezighoudt met de studie van grotten. Speleo is afgeleid van het Griekse woord spelaion, wat grot betekent.

Hoewel speleologie een serieuze wetenschap is, komt er bij het verkennen van grotten ook een element van sportiviteit, avontuur en moed kijken. Het verkennen van grotten, zeker als zij nog onvolledig bekend zijn, is zeker niet zonder gevaar en vereist vaardigheid en training.

Soms moeten de speleologen onderaardse rivieren volgen waarbij er trajecten volledig onder water staan zodat een duikuitruisting noodzakelijk is.

Speleologie is het best te omschrijven door een vergelijking te maken met enerzijds de wetenschap, anderzijds de sport. Als wetenschap bestudeert de speleologie onder andere de geologie (het ontstaan van gesteentelagen, grotten en druipsteen), de hydrologie (onderaardse waterlopen), de biologie (de fauna en flora in een grot), de paleontologie (overblijfselen van uitgestorven dieren in grotten) en de archeologie (grotschilderingen en werktuigen uit de prehistorie). Ook de geologie van streken waar grotten voorkomen is onderwerp van studie. De speleologie als sport kunnen we vergelijken met de bergsport, omdat voor een groot deel dezelfde technieken en materialen worden gebruikt.

Drie typen grot

De omvangrijkste en meest voorkomende zijn kalksteengrotten. Om een indruk te geven hoe groot grotten kunnen zijn, vermelden we: de Flint-Mammoth Cave in de Verenigde Staten. Deze grot omvat 485 km. aan gangenstelsels. De diepst gemeten grot bevindt zich in Georgië; de Voronja - Krubera grot, die een hoogteverschil heeft van 2190 m. Kalksteengrotten vinden we ook veel in België.

Het tweede type grot ontstaat in vulkanisch gesteente. Wanneer een vukaan uitbarst, komt er lava naar buiten. De lava koelt op aarde langzaam af. De lava stolt aan de buitenkant terwijl de binnenste kern, vloeibare lava verder stroomt. Hierdoor kunnen lange, ondergrondse egale gangen ontstaan. Dit type komt veel voor op de Canarische eilanden en dichter bij huis; in het Sauerland.

Het laatste type, de zandsteengrot, wordt gevormd door erosie, door werking van wind en water. Hierbij ontstaan geen omvangrijke gangen stelsels, maar blijft het beperkt tot de vorming van kleine holtes. Deze zijn veel te vinden in de Amerikaanse staat Utah.

We kunnen drie typen grotten onderscheiden:

De omvangrijkste en meest voorkomende zijn kalksteengrotten. Deze grotten ontstaan door inwerking van water in kleine haarscheurtjes in de kalkbodem. Kooldioxide heeft zich namelijk opgelost in regen- en rivierwater. Hierdoor ontstaat via een chemische reactie koolzuur. Het calciumcarbonaat in kalksteen verbindt zich heel makkelijk met het koolzuur houdende water. Door deze aaneenschakeling van chemische reacties en de eroderende werking van water, kunnen kleine scheurtjes in de bodem uitgroeien tot immense gangenstelsels. Tevens ontstaat door de chemische en eroderende werking diverse vormen van kalkafzetting zoals stalactieten/stalagmieten en kalkgordijnen. Om een indruk te geven hoe groot grotten kunnen zijn, vermelden we: de Flint-Mammoth Cave in de Verenigde Staten. Deze grot omvat 485 km. aan gangenstelsels. De diepst gemeten grot bevindt zich in Georgië; de Voronja - Krubera grot, die een hoogteverschil heeft van 2190 m. Kalksteengrotten vinden we ook veel in België.

Het tweede type grot ontstaat in vulkanisch gesteente. Bij afkoeling van een stroom lava, stolt de buitenkant terwijl de binnenste kern, vloeibare lava verder stroomt. Hierdoor kunnen lange, egale gangen ontstaan. Dit type komt veel voor op de Canarische eilanden en dichter bij huis; in het Sauerland.

Het laatste type, de zandsteengrot, wordt gevormd door erosie, door werking van wind en water. Hierbij ontstaan geen omvangrijke gangen stelsels, maar blijft het beperkt tot de vorming van kleine holtes. Deze zijn veel te vinden in de Amerikaanse staat Utah.