Συμβολή στη μελέτη και καταγραφή της διάβρωσης από συμπύκνωση υδρατμών στο σπήλαιο Αγίου Γεωργίου στο Κιλκίς = Contribution to the study and documentation of condensation corrosion in Agios Georgios cave, Kilkis (Greece).

Περίληψη

Το σπήλαιο Αγίου Γεωργίου στο Κιλκίς (Β. Ελλάδα) είναι ένα επισκέψιμο σπήλαιο που έχει δημιουργηθεί μέσα σε ασβεστολίθους ηλικίας Μέσο- Άνω Τριαδικό, που ανήκουν στην ενότητα Ντεβέ Κοράν Δουμπιά της Περιροδοπικής ζώνης (Kauffmann et al., 1976, Μουντράκης, 2010). Υπάγεται στα υπογενή σπήλαια της Ελλάδας, έχει έκταση 800m2 και χαρακτηρίζεται από μοτίβο λαβυρίνθου σε κάτοψη, εμφανίζοντας λιγοστούς θαλάμους και στενά και ψηλά περάσματα που ακολουθούν κυρίως τεκτονικές ασυνέχειες (Lazaridis, 2017, Karakosta et al., 2019).
Μια διαδικασία που μπορεί να δημιουργήσει δομές διάλυσης ή διεύρυνση περασμάτων και λαμβάνει χώρα στα σπήλαια όταν δεν είναι εντελώς πληρωμένα με νερό ή ιζήματα, είναι  η διάβρωση από συμπύκνωση υδρατμών (condensation corrosion). Το φαινόμενο αυτό έχει παρατηρηθεί στο σπήλαιο του Κιλκίς στο παρελθόν (Lazaridis, 2017) και εξετάζεται και τεκμηριώνεται στην παρούσα εργασία με λεπτομέρεια.
Παρατηρήθηκαν οι μορφές διάλυσης και απόθεσης στο σπήλαιο και έγιναν μετρήσεις στους θόλους, τα κοράλλια, τα υπολείμματα διαβρωμένων σπηλαιοθεμάτων, συλλέχθηκαν υδρατμοί από την ατμόσφαιρα, έγιναν μετρήσεις θερμοκρασίας στον αέρα, τα τοιχώματα και τα σπηλαιοθέματα. Επιπλέον έγιναν μορφολογικές τομές στους θόλους με διαβρωμένα σπηλαιοθέματα και τεκμηριώθηκαν φωτογραφικά οι παρατηρήσεις.
Με βάση τα δεδομένα που συλλέχθηκαν αναλύεται και συζητιέται η μορφολογία των δομών διάλυσης στο πέτρωμα και τα σπηλαιοθέματα και γίνεται μια εκτίμηση του χρονικού πλαισίου όπου έδρασε το φαινόμενο αυτής της διάβρωσης στο σπήλαιο.
Σήμερα, κατά τη διάρκεια του χειμώνα τουλάχιστον, το φαινόμενο είναι ανενεργό, χωρίς να μπορεί να αποκλειστεί η επίδρασή του κατά τη θερινή περίοδο ή σε ημέρες μεγάλης επισκεψιμότητας.
Με βάση το ελάχιστο πάχος της διάβρωσης υπολογίστηκε η περίοδος που μπορεί να έδρασε κατά το παρελθόν η διάβρωση λόγω συμπύκνωσης υδρατμών σε 60.000-600.000 Ka. Εκτιμάται ότι είναι πολύ πιθανό το φαινόμενο να λειτούργησε εντατικά κατά τη διάρκεια που λειτούργησαν οι φυσικές είσοδοι του σπηλαίου για τις οποίες εκτιμάται ότι λειτούργησαν για αρκετά μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από την ηλικία των απολιθωμάτων ή ότι ο ρυθμός διάβρωσης υπήρξε μεγαλύτερος από τον αναμενόμενο.

The Agios Georgios show cave is located at a small hill in the town of Kilkis (N. Greece). It has been formed in the limestones of Middle-Upper Triassic that belong to the Deve Koran-Doubia subzone of the Circum-Rhodope geotectonic zone (i.e. Mountrakis, 2010 and references therein). The cave is hypogene and covers an area of 800 m2. It is a 2-dimensional maze with narrow and high fracture-guided passages. Some chambers are mainly formed due to breakdown (Lazaridis, 2017, Karakosta et al., 2019).
A dissolution process that occurs in caves that are not totally filled with water or sediment is the condensation corrosion. This process has been observed in the Agios Georgios Cave of Kilkis, Greece (Lazaridis, 2017) and it is documented in detail and discussed in this study.
Dissolution forms and speleothems are observed and measured. In particular the three main axis of cupolas are measured, the size and coverage of coralloids on side walls and the thickness of corroded speleothems too. Vapors where condensed and collected for pH measurements and air and wall temperatures were measured in various places inside the cave. Furthermore, profiles and topographic diagrams of cupolas including corroded speleothems are drawn.  
On the basis of these data the cupola morphology is discussed and the duration of the condensation corrosion in the cave is also estimated, according to the rates of dissolution proposed in the literature.
Nowadays, the process is inactive during winter. However, it cannot be excluded to occur during summer or on days with many cave visitors.
Depending on the minimum thickness of corroded speleothems, the duration of condensation corrosion is estimated to 60.000-600.000 Ka. It is plausible that it mainly acted when the natural entrances of the cave where formed and thus it is expected that they remained open for much longer period than the fossils revealed up to now. Otherwise a significantly higher rate of dissolution has to be assumed.