Kalkbrottet i Limhamn är en unik plats. Den industriella brytningen av kalksten för tillverkning av cement resulterade i en gigantisk grop som fortfarande finns kvar i dag. Den är ca 1300 meter lång, 800 meter bred och 65 meter djup. Faktum är att större delen av gropen ligger under havsytan och grundvatten läcker in i Kalkbrottet med cirka 70 liter per sekund.
Kalken bildades för cirka 65 till 55 miljoner år sedan och har sitt urprung i mikroskopiska alger, mossdjur och koraller. Kalksten är en sedimentär bergart uppbyggd av två olika kristallformer av kalciumkarbonat. Dessa är kalcit och aragonit och de har båda molekylformeln CaCO3. Förmågan hos ett fast material att uppträda i mer än en kristallstruktur kallas polymorfism. Det finns en tredje polymorf av kalciumkarbonat, nämligen vaterit. Vaterit är inte särskilt stabil och omvandlas lätt till de mer stabila polymorferna kalcit och aragonit.
Kalkstenens kvalitet beror på mängden av kiselbaserade mineral, såsom t.ex. lera eller kvartssand, som finns insprängt i sedimentet. Typiska "föroreningar" som sänker kvaliteten på kalksten är flinta och hornsten.
Bergarter indelas grovt i tre huvudgrupper. Dessa är magmatiska, sedimentära och metamorfa bergarter. Sedimentära bergarter bildades genom avlagringar av materialet i hav och sjöar och ca 10% av alla sedimentära bergarter består av kalksten. Karbonatdelen, dvs CO32-, i kalksten har sitt ursprung i atmosfärisk koldioxid (CO2). Kalkstenssediment kan därför ses som gigantiska koldioxidfällor och vittnar om att jorden en gång i tiden hade en atmosfär mycket rikare på koldioxid än vad fallet är idag.
Marmor är exempel på en metamorf bergart. Marmor bildas när kalksten utsätts för höga temperaturer och tryck djupt under jordskorpan. Marmor bildas under sådana förhållanden eftersom kalciumkarbonat i kalkstenen omvandlas kemiskt (genomgår en metamorfos) till andra mineraler (t.ex. marmor) som är tätare och har en annan struktur. Den kemiska massbalansen förblir dock oförändrad i processen eftersom materia inte kan upplösas i, eller bildas ur, tomma intet. Det finns ingen marmor i Kalkbrottet.
Avlagringar av kalciumkarbonatets olika polymorfer kan genomgå komplexa pH och temperaturkontrollerade transformationer som under vissa förhållanden kan bilda stora, så kallade enkristaller. Sådan enkristaller bildas sannolikt genom upprepade cykler av ytkontrollerade upplösnings- och omkristallisationsmekanismer. De två största, och dokumenterade, enkristallerna av kalcit som man någonsin påträffat kom från Island och mätte 7 x 7 x 2 m respektive 6 × 6 × 3 m. Detta motsvarar en vikt på varje enkristall om ca 250 ton. Som en jämförelse kan man studera ett korn av det populära havsssaltet som blivit vanligt i många moderna hem. Ibland kan man hitta en enkristall i sådant bordssalt med sidor som mäter några få en mm och med en tjocklek av mindre än en mm.
Kalkstenen i Kalkbrottet är inte bördig och kalkstensrika jordar ger inte goda förutsättningar för en rik vegetation. Detta beror delvis på det relativt höga pH som är kännetecknande för kalkhaltiga jordar. Det var bara när större naturkatastrofer, såsom t.ex. vulkanutbrott, som lager av näringsrik aska med ett mindre alkaliskt pH, skulle komma att bilda näringsrikare mellanskikt i de annars ganska sterila kalkstenssedimenten i Kalkbrottet.
Erosion, inducerad av upprepade cykler av tining och frysning, är den främsta orsaken till att sidorna i Kalkbrottet rasar med tiden. Jordbävningar, som den som drabbade Skåne under 2008, är en annan. Faktum är att rasmassorna man kan obserbera på Kalkbrottets södra sida är resultatet av den nämnda jordbävningen.
För att logga cachen måste du svara på följande frågor och skicka dina svar till CO. Skriv inte dina svar i loggen.
Q1. När man vandrar runt Kalkbrottet stöter man här och var på slaggrester från gruvdriften. Dessa rester används nu delvis för att forma landskapet och strövområdet runt Kalkbrottet. Detta är särskilt tydligt i nordvästra hörnet av Kalkbrottet (se en av waypointsen för ett typiskt exempel). Inspektion av slaggprodukterna säger något om kvaliteten på kalkstenen i Kalkbrottet och varför man valde att bryta kalksten just här och inte någon annanstans. Vad vittnar dessa slaggprodukter om och hur resonerar du?
Q2. När du studerar Kalkbrottets sidor kan du notera att det finns växtlighet på vissa nivåer, nästan som om den är skiktad. Vad är anledningen till detta och varför är det inte vegetation över hela sidorna?
Q3. Förklara skillnaden mellan magmatiska, sedimentära och metamorfa bergarter.
CO skulle uppskatta om du lägger upp en bild av din GPS med Kalkbrottet som bakgrund i din logg. Det är valfritt att visa sitt ansikte i bilden.
----- ENGLISH -----
The limestone quarry in Limhamn is a unique place. The industrial mining of limestone for the production of cement led to a gigantic pit that still remains today. It is about 1300 meters long, 800 meters wide, and 65 meters deep. Indeed, the bigger part of the excavation lies below sea level and ground water leaks into the Kalkbrottet at an average rate of about 70 liters per second.
The lime in the limestone quarry was formed some 65 to 55 million years ago and consists mainly of deposits from microscopic algae, moss animals, and corals. Limestone is a sedimentary rock made up of two different crystal forms of calcium carbonate. These are calcite and aragonite and they both have the molecular formula CaCO3. The ability of a solid material to exist in more than one form or crystal structure is called polymorphism. There is a third polymorph of calcium carbonate which is named vaterite. Vaterite is not very stable and is readily converted to the more stable polymorphs calcite and aragonite.
The quality of limestone depends on the amount of non-carbonate minerals such as for instance clay or quartz sand inter-dispersed in the sediment. Typical "impurities" which lowers the quality of limestone are flint and chert.
Rocks are divided into three main groups. These are igneous, sedimentary, and metamorphic rocks. Sedimentary rocks are formed by the deposition of material within bodies of water and approximately 10% of sedimentary rocks are made up of limestone. The carbonate moiety (CO32-) in limestone is derived from atmospheric carbon dioxide (CO2). Limestone sediments are in fact gigantic carbon dioxide traps and bear evidence of that earth once had an atmosphere much richer in carbon dioxide than it has today.
Marble is a metamorphic rock formed when limestone is exposed to high temperatures and pressures deep down under the crust of the Earth. Marble forms under such conditions because the calcium carbonate in the limestone transforms chemically (it undergoes a metamorphism) into other minerals (for instance marble) which are denser and have a different texture. There is no marble in Kalkbrottet.
Deposits of the various calcium carbonate polymorphs can undergo complex pH and temperature controlled transformations, which under certain conditions can render very big single crystals. These large one-unit crystals probably form through repeat cycles of surface-controlled dissolution and recrystallization mechanisms. The two largest documented single crystals of calcite were found on Iceland and measured 7×7×2 m and 6×6×3 m, respectively. This equates to a weight of each crystal of about 250 metric tons. As a comparison one can study a grain of the popular ocean table salt commonplace in many contemporary homes. On occasion one can find single crystals in the table salt with sides measuring a few a mm and with a thickness of less than one mm.
The limestone deposits in the Kalkbrottet are not very fertile. Indeed, soil made up of limestone will not support much vegetation, partly because of the relatively high pH, which is a characteristic of limestone rich soils. Only when there were disruptive events, such as for instance volcanic eruptions, would layers of fertile ashes with a less alkaline pH, interlayer the otherwise non-fertile limestone sediments in the Kalkbrottet.
Erosions induced by repeat cycles of thawing and freezing are the main reason for the walls of the Kalkbrottet to collapse over time. The odd earthquake such as the one that hit Skåne in 2008 is another. Indeed, the damage to the Kalkbrottet southern wall is the result of the earthquake mentioned.
To log this cache you need to answer the following questions and submit your answers to the CO. Do not post your answers in your public listing.
Q1. When walking around the perimeter of the Kalkbrottet you will here and there come across deposits of leftovers from the mining activities. These leftovers are now are used for landscaping purposes. This is especially evident in the north-western corner of the pit (check one of the waypoints for a typical example). Inspecting these leftovers will tell you something about the quality of the limestone in the Kalkbrottet and why mining occurred here and not elsewhere. What do these leftovers tell you and how do you reason?
Q2. Examining the walls of the Kalkbrottet you will notice there is vegetation at certain levels from the top, almost as if it was layered. What is the reason for this and why isn't there vegetation all over the wall?
Q3. Explain the difference between igneous, sedimentary, and metamorphic rock.
The CO would appreciate if you would post a picture of your GPS with the Kalkbrottet as backdrop in your log. It is optional if you want to appear with your face in the picture.