Grotten

Grotten geven geologen informatie over de onderaardse waterhuishouding en de mineralogie. Nadat grotingangen al duizenden jaren als schuilplaatsen en voorraadkamers waren gebruikt, maar ook als plaats van aanbidding, begon men in de Middeleeuwen met het onderzoek van grotten.

Destijds stond niet de wetenschappelijke interesse op de voorgrond, maar verkocht men gevonden beenderen van dieren uit de ijstijd, zoals holenberen, als geneeskrachtige overblijfselen van de mythische eenhoorn.

Jaarlijks bezoeken duizenden mensen grotten om de interessante druipsteenvorming of de prehistorische afbeeldingen van dieren te bezichtigen. De vorming van een grot duurt honderdduizenden jaren. Ze ontstaan tegelijk met de vorming van gesteente, bijvoorbeeld in eruptief gesteente (gasbellen) en koraalriffen of naderhand door de inwerking van water, zand of de vorming van kloven.

Ze kunnen zich uitstrekken over een afstand, die varieert van enkele meters tot meerdere kilometers. Een grot kan de vorm hebben van een spleet, een kanaal of een hal.
Erosiegrotten ontstaan, wanneer een sterke branding tegen de kust slaat. Een voorbeeld daarvan is de blauwe grot van Capri. Corrosiegrotten ontstaan in gips, steenzout en vooral in kalksteen en dolomiet.

De grotten die zich in kalksteen bevinden, zijn ontstaan door chemische uitloging in combinatie met mechanische erosie door water. Grotten vormen zich alleen op plaatsen waar relatief oplosbare kalksteenlagen zeer dicht aan de oppervlakte liggen, dus daar, waar voldoende water doorsijpelt om grote hoeveelheden kalksteen op te lossen.

Het regenwater, dat in de atmosfeer verrijkt is met kooldioxide, sijpelt in de bodem door. Daarbij neemt het nog extra kooldioxide uit planten en bacteriën op. Het water, dat rijk is aan kooldioxide, zakt naar het grondwater.

Daarbij lost het water kalksteen op. Langzamerhand worden deze holle ruimten breder, en ontstaat er een heel net van holen dat totaal met water gevuld wordt.

Daardoor wordt er nog meer kalksteen opgelost, van de bodem, de wanden en het plafond. Wanneer de grondwaterspiegel daalt, komen de grotten vrij en kunnen onderzocht worden.
Bijzonder in karstgrotten is de vorming van druipsteen. Druipsteen ontstaat in met lucht gevulde grotten door het naar beneden druppelen van kalk uit met calcium-hydrogeen-carbonaat verzadigde waterdruppels.

Calciumcarbonaat ontstaat, wanneer de kooldioxide door verdamping of hogere luchttemperaturen uit het met calcium-hydrogeen-carbonaat verzadigde water wordt verdreven. Het oplosbare calcium-hydrogeen- carbonaat valt uiteen, en onoplosbaar calciumcarbonaat scheidt zich af.

Elke waterdruppel aan het plafond geeft een beetje van het calciumcarbonaat af, en laat geleidelijk zogenoemde stalactieten van het plafond naar beneden groeien. Uit druppels die op de bodem vallen, komt kooldioxide vrij, en op de bodem scheidt zich weer een beetje calciumcarbonaat af.

Dit groeit onder de stalactiet naar boven, en vormt de zogenoemde stalagmiet. Wanneer de stalactiet en de stalagmiet aan elkaar groeien, ontstaat een zuil die stalagnaat genoemd wordt.

De groeisnelheid van druipsteen loopt sterk uiteen. Sommige druipstenen zijn in de loop van 200 jaar maar enkele centimeters gegroeid, andere daarentegen groeien 5-10 centimeter per jaar.
Met moderne onderzoekmethoden kan men tegenwoordig bepalen, hoe oud de afzonderlijke lagen zijn, en daaruit conclusies trekken met betrekking tot de ouderdom van de grot.

Doordat de kalk voortdurend oplost, kan het dak van een grot zo dun worden, dat het instort. Daarbij ontstaan dolinen, trechtervormige verdiepingen, die onder invloed van verwering vlakker worden.

Door deze plotselinge instortingen kunnen auto’s en mensen onder het puin bedolven raken. Door wisselende waterstanden van onderaardse rivieren kunnen grotten ieder moment weer volstromen, waardoor onderzoeken tot gevaarlijke ondernemingen worden.

De verspreiding van grotten over de aarde is zeer verschillend. In Frankrijk en in Italië zijn er meer dan 10.000, in de VS zelfs meer dan 13.000. In Duitsland zijn de grotten vooral te vinden in de Schwäbische en Fränkische Alpen, maar ook in de Harz.

Op hogere geografische breedten zijn er ook verijsde grotten (ijsgrotten). Deze ontstaan wanneer de temperatuur voortdurend onder het vriespunt ligt. Een voorbeeld daarvan is de Eisriesenwelt (”IJsreuzenwereld“) in Oostenrijk.
Het grootste grottenstelsel ligt in de VS: hier werd een mammoetgrot gevonden in een grottenstelsel van meerdere kilometers lang, dat vijf met elkaar in verbinding staande verdiepingen telde. Een andere reusachtige grot ligt in de Carlsbad Caverns in Nieuw-Mexico. Deze heeft een breedte van 200 meter, een lengte van 1200 meter en een hoogte van 100 meter.