Original paper
Limitations on substituting chemical reactions in model experiments
Watson, Richard A.
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 16 Issue 1 (1972), p. 103 - 108
18 references
published: Mar 28, 1972
ArtNo. ESP022001601008, Price: 29.00 €
Kurzfassung
Aus Gründen der Analogie wird aus Modellexperimenten auf natürliche Zustände gefolgert. Bei geologischen Modellexperimenten ist der Zeitfaktor ein besonderes Problem, das bislang noch nicht maßstabsgerecht erfaßt wurde. Um die Entstehung von Höhlenphänomenen in Kalksteinen zu erklären, wurden in einigen berechneten Modellexperimenten die Vorgänge dadurch beschleunigt, daß entweder statt des Kalksteins Salzblöcke verwandt und die schwach karbonatische Säure der Natur (Wasser) beibehalten wurde oder es wurde statt des Wassers Salzsäure verwandt und der natürliche Kalkstein wurde beibehalten. Aus diesem Vorgehen ergeben sich zwei Fragen: 1. Wieviel Stunden Lösungsvorgang im Modell ergeben wieviel Jahre natürlicher Kalksteinlösung durch Wasser in der Natur? 2. Entspricht der Lösungsvorgang von Wasser auf Salz oder von Salzsäure auf Kalkstein wirklich dem Lösungsvorgang von Wasser auf Kalkstein? Keine von diesen Fragen wurde hinreichend beantwortet. Es ergeben sich deswegen Zweifel an der Zulässigkeit von Folgerungen aus Modellen, in denen Lösungsvorgänge durch den Ersatz einer chemischen Reaktion durch eine andere beschleunigt wurde.
Abstract
Reasoning from model experiments to natural situations is by analogy. A special problem in geological model experimentation is time, which has not been adequately scaled. In some model experiments calculated to explain the genesis of cave features in limestone, processes are speeded by substituting salt blocks for the limestone and retaining the weak carbonic acid of nature (water), or by substituting hydrochloric acid for water and retaining the limestone of nature. This raises two questions: First, how many hours of solutional activity in the model represent how many years of natural solution of limestone by water in nature? And second, is the solutional activity of water on salt, or of hydrochloric acid on limestone, actually analogous to the solutional activity of water on limestone? Neither of these questions has been adequately answered. This casts doubt on the viability of arguing from models in which solutional activity is greatly speeded by substituting one chemical reaction for another.
Résumé
Le raisonnement sur les phénomènes naturels à partir d’expériences sur des modèles procède par analogie. Un problème particulièrement important de la géologie expérimentale est celui du temps; il est loin d’être résolu. Dans certaines expériences sur la genèse des formes karstiques dans les calcaires les processus ont été accélérés en remplaçant le calcaire par des blocs de sel (en conservant la composition naturelle de l’eau) ou encore en substituant de l’acide chlorhydrique à l’eau (et en expérimentant alors sur du calcaire naturel). Ceci donne lieu à deux questions. Premièrement, à combien d’années dans la nature correspond la durée de l’expérience ? Ensuite, la dissolution du sel par de l’eau ou du calcaire par de l’acide est-elle vraiment analogue à l’action de l’eau sur le calcaire? Aucune des ces deux questions n’a reçu jusqu’ici de réponse adéquate. Ceci met en cause la validité des arguments tirés d’expériences de dissolution, où celle-ci est grandement accélérée par la substitution d’une réaction chimique à une autre.
Keywords
Kalkstein • Geologie • Höhlen