Karlovy Vary jsou odjakživa známé svými termálními prameny. Podle pověsti se zde při jedné ze svých projížděk dokonce měl objevit sám Karel IV. (odtud také pochází jejich jméno). Faktem ovšem je, že využití a jímání termálních pramenů pro léčebné účely je zde podle písemných pramenů doloženo až od r. 1571. Spolu s prameny se tu objevuje další fenomén, pro Karlovy Vary neméně typický. Jde o karbonátovou horninu, tzv. vřídlovec, který s termální aktivitou úzce souvisí. Na povrch vystupující mineralizovaná voda se přirozeně odplyňuje a z koncentrovaného roztoku se srážejí karbonáty.
Sinice osidlují nové jezírko, teplota vody se změnila.
Všechna fota: P. Lisý, GLÚ
Travertinové kaskády, barvy jezírek zůstávají i po vyschnutí.
Plynové kanály inkrustované po obvodu karbonátem vytváří komínovité trsy, teplota vody se pohybuje okolo 45 °C.
Karlovarské vřídlovce vznikaly před mnoha tisíci lety, nejstarší údaj dokládá stáří 230 000 roků. Dlouhá doba záznamu má pro vědce vysokou hodnotu. Dnes nejznámější a nejsilnější pramen (Vřídlo) je uměle jímán čtyřmi vrty. Našli byste jej v pavilonu, který je součástí Vřídelní kolonády. Málokdo si ovšem uvědomí, že dříve, než se termální voda objeví jako gejzír uprostřed zaskleného prostoru, prochází systémem trubek a je částečně odplyněna. Část vody je jímána, část odtéká pryč a je vypouštěna do koryta říčky Teplé. Ani zde však nezůstane nezužitkována. Cíleně je využito jejích parametrů, tzn. stále vysokého obsahu karbonátů, k těsnění parazitních, tzv. divokých vývěrů termy a plynného CO2 v korytě říčky Teplé. Těmito vývěry uniká cenná termální voda, a proto jsou již od r. 1901 kryty betonovou deskou. Právě na ni jsou odpadní, silně mineralizované a stále horké vody vypouštěny, aby spolu s bodově i rozptýleně pronikající 73 až ~60 °C teplou původní termou chemického typu Na-HCO3SO4Cl (~125 mg/kg Ca) karbonatizovaly, a tím alespoň částečně utěsňovaly parazitní prameny. Současně zde vzniká komplikovaný a proměnlivý systém karbonátových jezírek s různě teplou, již značně odplyněnou termální vodou, což je do určité míry analogie k paleoprostředím vřídlovcové sedimentace. Pro geology je to lákavé místo pro aktuogeologická pozorování, měření a analýzy, jakási přírodní laboratoř, kde lze studovat prostředí a vývoj karlovarského vřídlovcového karbonátu jako horniny a materiálu.
Pohřebiště raftů. Rafty jsou karbonátové destičky vznikající jako škraloup na vodní hladině. Po inkrustaci ztěžknou a spadnou na dno.
Detritické textury ve vřídlovci. Polarizační mikroskop, zvětšeno desetkrát.
Keříčkovité formy vřídlovce hrají všemi barvami. V odlesku vodní hladiny jezírka se zrcadlí okna protějšího domu.
Přírodní prostředí těchto karbonátových jezírek bylo jedním z důvodů navázání spolupráce Geologického ústavu AV ČR, v. v. i., se Správou pramenů a kolonád v Karlových Varech. Společný projekt dr. V. Cílka a dr. T. Vylity se zaměřil na celkové studium vřídelní desky, která tvoří hlavní oblast jímaných termálních pramenů, a zároveň na studium přírodního prostředí karbonátových jezírek v korytě říčky Teplé. Jedinečná variabilita jejich výplní nabízí široké možnosti ke studování přírodních procesů vzniků karbonátů a hledání analogů k typům hornin, které známe pouze z fosilního stavu. V prostoru betonové desky bylo v době výzkumů možné vyčlenit několik rozdílných typů prostředí. Variabilita prostředí závisí na dynamice teploty vody a okolního vzduchu a jejich rozdílu, rychlosti a režimu výtoku termy, hloubce jezírek a reliéfu kaskád a koryt. V nejbližším okolí výtoku má termální voda teplotu nad 53 °C. Karbonáty, které se z této vody sráží, jsou potom velmi kompaktní a charakteristické nízkou pórovitostí. V místech, kde teplota dosahuje nejvyšších hodnot (až 80 °C), se sráží aragonit a opál s vyšším obsahem Fe, Mn, Mg a dalších těžších kationtů. Morfologicky mají tvary karbonátů kaskádovitou stavbu a korozní žlábky, vytvářené rychle proudící horkou termou.
Javorové listy napadané do vřídlovcových jezírek a vzápětí inkrustované karbonátem.
Zelené koláče biofilmu plují po povrchu jezírka. Odplyňující se voda vytváří bubliny, které ve formě čepiček vylézají nad úroveň biofilmu. Jako v zrcadle se zde odrážejí věže kostela.
Se vzdáleností od místa, kde se termální voda dostává na betonovou desku, klesá jak její teplota, tak rychlost a objem sráženého karbonátu. Na tvorbě novotvořených vřídlovců se začíná podílet další faktor, a sice přítomnost mikroorganismů. Toto prostředí je charakteristické středně hustými plátovitými stavbami, biofilmy, rohožemi, roztoky s vněbuněčnými mikrobiálními sekrecemi polysacharidů a jejich pěnou. Tyto rozsáhlé, částečně vyvýšené plochy místy přecházejí v další typ prostředí, hlubší tůňky s tvary karbonátů připomínajícími „vlasaté nebo rourkovité korálové trsy“. Tůňky jsou hluboké 0,30–0,50 m a teplota vody zde klesá na 45–50 °C. V okrajových částech desky vznikají karbonáty na ukloněných plochách, po kterých stéká již vychladlá a odplyněná terma. Sráží se zde jak aragonit, tak kalcit a vznikají kaskádovité struktury. Pórovitost novotvořeného vřídlovce, jež byla nejvyšší v biogenní zóně, zde opět klesá. Dalšími specifickými typy prostředí jsou i reliéfně oddělené anebo též zastíněné a temné prostory v okolí umělého výtoku termy. Jedná se o prostředí, kde je omezen jak přítok, tak odtok. Výsledkem jsou stagnující jezírka s teplotou vody 35–55 °C, na jejichž povrchu rychle uniká zbytkový rozpuštěný CO2 z termy, což se kombinuje s únikem CO2, který proniká netěsnostmi v betonových prvcích opláštění divokých parazitních vývěrů termy (např. sekundární trhliny v desce nebo netěsnosti plášťů injekčních či jímacích vrtů). V těchto místech je poměrně klidná hladina a sráží se zde karbonátové vory, tzv. rafty. Rafty složené ve většině případů z droboučkých klenců kalcitu původně vznikají přímo u hladiny, kde se drží díky povrchovému napětí vody, ale při zčeření hladiny proudící vodou, větrem nebo deštěm padají na dno, kde tvoří kalcitové destičkovité štěrčíky a písky. Kromě typických raftů vznikají při hladině také krusty spojené s okrajem tůněk nebo hrboly silných vrstev mikrobiálních rohoží. Vznik těchto hladinových krust můžeme přirovnat ke vzniku škraloupu, který je pomalu inkrustován. Jakmile voda prudce stoupne, škraloup se rozláme a stává se opět součástí sedimentu. Obrazně řečeno, setkáváme se tu takřka s nekonečnou variabilitou vnitřního mikrosvěta. Ten lemuje přirozené a umělé prameny horkých karlovarských vod karlovarského vřídlovce, nachází se zde mnoho zajímavostí ohledně anorganického i mikrobiálního organického světa. Místy se tak vytváří „přírodní laboratoř“, v níž lze sledovat interakci zmíněných anorganických a mikrobiálně modifikovaných mikroprostředí, která ovlivňuje vývoj roztoků a koloidů a také precipitaci, rozpouštění nebo následnou přeměnu rozličných minerálních fází. V současné době máme k dispozici zajímavé fotografie z makro- i mikrosvěta tohoto jedinečného fenoménu; vznikly v průběhu let 2004–2006 v rámci výzkumného záměru Geologického ústavu AV ČR (AVOZ 30130516) a společného projektu Správy přírodních léčivých zdrojů a kolonád (SPLZaK). Šlo především o všestranný základní výzkum karlovarské vřídelní sedimentace, nejznámějším objektem byla tzv. vřídelní deska. Během výzkumu se uskutečnila řada zajímavých pozorování a byla pořízena fotodokumentace, kterou představila putovní výstava s názvem Mikro- a makrosvět karlovarského vřídlovce. Můžete se s ní seznámit na www.gli.cas.cz/vridlovce.
Lenka Lisá,
Jindřich Hladil,
Geologický ústav AV ČR, v. v. i.
Sinice osidlují nové jezírko, teplota vody se změnila.
Všechna fota: P. Lisý, GLÚ
Travertinové kaskády, barvy jezírek zůstávají i po vyschnutí.
Plynové kanály inkrustované po obvodu karbonátem vytváří komínovité trsy, teplota vody se pohybuje okolo 45 °C.
Karlovarské vřídlovce vznikaly před mnoha tisíci lety, nejstarší údaj dokládá stáří 230 000 roků. Dlouhá doba záznamu má pro vědce vysokou hodnotu. Dnes nejznámější a nejsilnější pramen (Vřídlo) je uměle jímán čtyřmi vrty. Našli byste jej v pavilonu, který je součástí Vřídelní kolonády. Málokdo si ovšem uvědomí, že dříve, než se termální voda objeví jako gejzír uprostřed zaskleného prostoru, prochází systémem trubek a je částečně odplyněna. Část vody je jímána, část odtéká pryč a je vypouštěna do koryta říčky Teplé. Ani zde však nezůstane nezužitkována. Cíleně je využito jejích parametrů, tzn. stále vysokého obsahu karbonátů, k těsnění parazitních, tzv. divokých vývěrů termy a plynného CO2 v korytě říčky Teplé. Těmito vývěry uniká cenná termální voda, a proto jsou již od r. 1901 kryty betonovou deskou. Právě na ni jsou odpadní, silně mineralizované a stále horké vody vypouštěny, aby spolu s bodově i rozptýleně pronikající 73 až ~60 °C teplou původní termou chemického typu Na-HCO3SO4Cl (~125 mg/kg Ca) karbonatizovaly, a tím alespoň částečně utěsňovaly parazitní prameny. Současně zde vzniká komplikovaný a proměnlivý systém karbonátových jezírek s různě teplou, již značně odplyněnou termální vodou, což je do určité míry analogie k paleoprostředím vřídlovcové sedimentace. Pro geology je to lákavé místo pro aktuogeologická pozorování, měření a analýzy, jakási přírodní laboratoř, kde lze studovat prostředí a vývoj karlovarského vřídlovcového karbonátu jako horniny a materiálu.
Pohřebiště raftů. Rafty jsou karbonátové destičky vznikající jako škraloup na vodní hladině. Po inkrustaci ztěžknou a spadnou na dno.
Detritické textury ve vřídlovci. Polarizační mikroskop, zvětšeno desetkrát.
Keříčkovité formy vřídlovce hrají všemi barvami. V odlesku vodní hladiny jezírka se zrcadlí okna protějšího domu.
Přírodní prostředí těchto karbonátových jezírek bylo jedním z důvodů navázání spolupráce Geologického ústavu AV ČR, v. v. i., se Správou pramenů a kolonád v Karlových Varech. Společný projekt dr. V. Cílka a dr. T. Vylity se zaměřil na celkové studium vřídelní desky, která tvoří hlavní oblast jímaných termálních pramenů, a zároveň na studium přírodního prostředí karbonátových jezírek v korytě říčky Teplé. Jedinečná variabilita jejich výplní nabízí široké možnosti ke studování přírodních procesů vzniků karbonátů a hledání analogů k typům hornin, které známe pouze z fosilního stavu. V prostoru betonové desky bylo v době výzkumů možné vyčlenit několik rozdílných typů prostředí. Variabilita prostředí závisí na dynamice teploty vody a okolního vzduchu a jejich rozdílu, rychlosti a režimu výtoku termy, hloubce jezírek a reliéfu kaskád a koryt. V nejbližším okolí výtoku má termální voda teplotu nad 53 °C. Karbonáty, které se z této vody sráží, jsou potom velmi kompaktní a charakteristické nízkou pórovitostí. V místech, kde teplota dosahuje nejvyšších hodnot (až 80 °C), se sráží aragonit a opál s vyšším obsahem Fe, Mn, Mg a dalších těžších kationtů. Morfologicky mají tvary karbonátů kaskádovitou stavbu a korozní žlábky, vytvářené rychle proudící horkou termou.
Javorové listy napadané do vřídlovcových jezírek a vzápětí inkrustované karbonátem.
Zelené koláče biofilmu plují po povrchu jezírka. Odplyňující se voda vytváří bubliny, které ve formě čepiček vylézají nad úroveň biofilmu. Jako v zrcadle se zde odrážejí věže kostela.
Se vzdáleností od místa, kde se termální voda dostává na betonovou desku, klesá jak její teplota, tak rychlost a objem sráženého karbonátu. Na tvorbě novotvořených vřídlovců se začíná podílet další faktor, a sice přítomnost mikroorganismů. Toto prostředí je charakteristické středně hustými plátovitými stavbami, biofilmy, rohožemi, roztoky s vněbuněčnými mikrobiálními sekrecemi polysacharidů a jejich pěnou. Tyto rozsáhlé, částečně vyvýšené plochy místy přecházejí v další typ prostředí, hlubší tůňky s tvary karbonátů připomínajícími „vlasaté nebo rourkovité korálové trsy“. Tůňky jsou hluboké 0,30–0,50 m a teplota vody zde klesá na 45–50 °C. V okrajových částech desky vznikají karbonáty na ukloněných plochách, po kterých stéká již vychladlá a odplyněná terma. Sráží se zde jak aragonit, tak kalcit a vznikají kaskádovité struktury. Pórovitost novotvořeného vřídlovce, jež byla nejvyšší v biogenní zóně, zde opět klesá. Dalšími specifickými typy prostředí jsou i reliéfně oddělené anebo též zastíněné a temné prostory v okolí umělého výtoku termy. Jedná se o prostředí, kde je omezen jak přítok, tak odtok. Výsledkem jsou stagnující jezírka s teplotou vody 35–55 °C, na jejichž povrchu rychle uniká zbytkový rozpuštěný CO2 z termy, což se kombinuje s únikem CO2, který proniká netěsnostmi v betonových prvcích opláštění divokých parazitních vývěrů termy (např. sekundární trhliny v desce nebo netěsnosti plášťů injekčních či jímacích vrtů). V těchto místech je poměrně klidná hladina a sráží se zde karbonátové vory, tzv. rafty. Rafty složené ve většině případů z droboučkých klenců kalcitu původně vznikají přímo u hladiny, kde se drží díky povrchovému napětí vody, ale při zčeření hladiny proudící vodou, větrem nebo deštěm padají na dno, kde tvoří kalcitové destičkovité štěrčíky a písky. Kromě typických raftů vznikají při hladině také krusty spojené s okrajem tůněk nebo hrboly silných vrstev mikrobiálních rohoží. Vznik těchto hladinových krust můžeme přirovnat ke vzniku škraloupu, který je pomalu inkrustován. Jakmile voda prudce stoupne, škraloup se rozláme a stává se opět součástí sedimentu. Obrazně řečeno, setkáváme se tu takřka s nekonečnou variabilitou vnitřního mikrosvěta. Ten lemuje přirozené a umělé prameny horkých karlovarských vod karlovarského vřídlovce, nachází se zde mnoho zajímavostí ohledně anorganického i mikrobiálního organického světa. Místy se tak vytváří „přírodní laboratoř“, v níž lze sledovat interakci zmíněných anorganických a mikrobiálně modifikovaných mikroprostředí, která ovlivňuje vývoj roztoků a koloidů a také precipitaci, rozpouštění nebo následnou přeměnu rozličných minerálních fází. V současné době máme k dispozici zajímavé fotografie z makro- i mikrosvěta tohoto jedinečného fenoménu; vznikly v průběhu let 2004–2006 v rámci výzkumného záměru Geologického ústavu AV ČR (AVOZ 30130516) a společného projektu Správy přírodních léčivých zdrojů a kolonád (SPLZaK). Šlo především o všestranný základní výzkum karlovarské vřídelní sedimentace, nejznámějším objektem byla tzv. vřídelní deska. Během výzkumu se uskutečnila řada zajímavých pozorování a byla pořízena fotodokumentace, kterou představila putovní výstava s názvem Mikro- a makrosvět karlovarského vřídlovce. Můžete se s ní seznámit na www.gli.cas.cz/vridlovce.
Lenka Lisá,
Jindřich Hladil,
Geologický ústav AV ČR, v. v. i.
English
