Какво прави киселинният дъжд с варовика?

Киселинният дъжд е страничен продукт както на природни, така и на антропогенни процеси. В атмосферата дъждовната вода се смесва с въглероден диоксид, азотен оксид и серен диоксид, при което се образуват киселинни валежи. Тези вещества могат да възникнат естествено чрез процеси като вулканични изригвания и окисляване на скалите, но присъствието им в атмосферата често се дължи и на замърсявания, отделяни от промишлени предприятия. Обикновено за киселинен дъжд се говори, когато pH на валежите падне под 5,6. Киселинният дъжд оказва пряко въздействие върху варовиковите скали в почвата, под земята и по фасадите на зданията.

Химична реакция

Три от най-често срещаните киселини, образуващи се в атмосферата, са въглеродна киселина (от въглеродния диоксид), нитрова киселина (от азотните оксиди) и сярна киселина (от серния диоксид). Киселинните валежи могат да достигнат земята в течна форма, но и като сухи или газообразни киселини, които се утаяват върху повърхностите. Варовикът се състои предимно от минерала калцит, който представлява калциев карбонат. Калциевият карбонат реагира с киселинния дъжд и се разтваря в разтвор. Освен това съставките на варовика могат да реагират с киселинните валежи, образувайки кристали на минерала гипс.

Въздействие върху повърхностния варовик

Когато киселинният дъжд достигне земната повърхност, варовиковите скали и варовиковите частици в почвата реагират с него, неутрализират киселината и се разтварят. С разтварянето си скалите постепенно се износват, покриват се с вдлъбнатини и придобиват заоблени ръбове. Този процес на разтваряне променя облика на цял пейзаж, тъй като скалите бавно се разрушават през годините. Варовиковите частици в почвата се разтварят в дъждовната вода и извличат калция от горния почвен пласт, което намалява количеството му, достъпно за растенията.

Въздействие върху подземния варовик

Киселинният дъжд, който просачива под повърхността чрез почвата или чрез губещи се подземни води, може да разтваря варовиковите скали в недрата. Когато киселата вода се срещне с варовик, тя навлиза в пукнатините му и започва да го разрушава под земята. С времето варовикът може да се разтвори до такава степен, че на повърхността се образуват пропадания (понори), а в дълбочина – цели пещерни системи. Именно по този начин възникват известните карстови форми, характерни за районите с богати варовикови находища.

Въздействие върху варовикови конструкции

Един от най-забележимите ефекти на киселинния дъжд е върху варовиковите блокове, използвани в сгради и статуи. С течение на времето киселинните валежи заоблят ръбовете на скулптурите и оставят дребни вдлъбнатини по равните повърхности на камъка. Много исторически паметници и катедрали в Европа страдат именно от този тип ерозия. Друга често срещана реакция е образуването на гипс на повърхността на варовика при контакт със сярна киселина. Гипсът е разтворим във вода и обикновено не се задържа върху открити варовикови повърхности; при частично заслонени сгради или статуи обаче той може да се утаи и да образува твърда кора върху камъка. С остаряването си тази кора задържа прах и мръсотия, които превръщат белия минерал в тъмносив или черен. В крайна сметка гипсовият пласт се лющи и се отделя от вече частично разтворения варовик, оставяйки необратими щети по архитектурното наследство.