ถ้ำคริสตัลยักษ์ในเม็กซิโก

ผลึกแร่ธรรมชาติที่ใหญ่ที่สุดในโลกถูกค้นพบในถ้ำใต้ดิน ทางตอนเหนือของประเทศเม็กซิโก ประกอบไปด้วยผลึกแร่ยิปซัม มีลักษณะโปร่งใส เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายต่อนักสำรวจเป็นอย่างมาก สภาพแวดล้อมที่ไม่มีใครสามารถทนอยู่ได้นานเกินหนึ่งชั่วโมง

ถ้ำผลึกขนาดใหญ่นี้ ตั้งอยู่ที่เมืองไนก้า ทางตอนเหนือของประเทศเม็กซิโก หรือประมาณ 130 กิโลเมตรไปทางตะวันออกเฉียงใต้ของรัฐชีวาวา บริเวณนี้เป็นเหมืองตะกั่ว สังกะสี และเงิน ชื่อว่า เหมืองไนกา ซึ่งเป็นเหมืองที่มีคนรู้จักไปทั่วโลก เนื่องจากการค้นพบผลึกแร่ยิปซัมขนาดใหญ่ อยู่ในโพรงถ้ำที่เรียกกันว่า ถ้ำคริสตัลยักษ์ (Cave of the Crystals) ที่ความลึก 300 เมตรจากพื้นดิน โดยผลึกแร่นี้เกิดจากของไหลเนื่องจากน้ำร้อนที่มาจากกระเปาะหินหนืดแมกมาที่อยู่ข้างใต้

การค้นพบ

ถ้ำแรกที่ถูกค้นพบคือ ถ้ำ Cueva de las Espadas (ภาษาสเปน) หรือเรียกว่า ถ้ำแห่งดาบ (Cave of Swords) จากการสำรวจของคนงานเหมืองแร่เมื่อปีพ.ศ.2453 ตำแหน่งถ้ำอยู่ลึกลงไปใต้ดินประมาณ 120 เมตร โดยผลึกแร่มีความยาวประมาณ 1 เมตร

ต่อมาในเดือนเมษายน ปีพ.ศ.2543 หรือ 90 ปีจากการค้นพบถ้ำแห่งดาบ คนงานเหมืองสองพี่น้อง ฟลอย และจาเวียร์ เดลกาโด้ (Floy & Javier Delgado) ได้ค้นพบถ้ำที่เต็มไปด้วยผลึกแร่ขนาดใหญ่กว่าถ้ำแรก ซึ่งพบโดยบังเอิญระหว่างที่พวกเขากำลังระเบิดอุโมงค์ใต้ดินใกล้กับแนวรอยเลื่อน เพื่อหาสายแร่เงิน สังกะสี และตะกั่ว ให้กับบริษัทเหมืองแร่ Peñoles

ถ้ำคริสตัลยักษ์ที่ค้นพบนี้มีชื่อเป็นภาษาสเปนว่า Cueva de los Cristales หรือ Cave of the Crystals มีตำแหน่งลึกลงไปใต้ดินกว่า 300 เมตร ในชั้นหินปูน พื้นและฝนังถ้ำเต็มไปด้วยผลึกแร่ยิปซัมที่ก่อตัวเป็นแท่งยื่นออกมาภายในถ้ำ ผลึกแร่ที่ใหญ่ที่สุดมีความยาวถึง 12 เมตร ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 4 เมตร และหนัก 55 ตัน ถ้ำผลึกยักษ์นี้มีขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดาถ้ำที่ค้นพบ มีความสวยงามมาก และยังคงมีการรักษาสภาพผลึกแร่ไว้เป็นอย่างดี

นอกจากนี้ในปีเดียวกัน (พ.ศ.2543) ก็ยังได้ค้นพบถ้ำอีกสองแห่งชื่อว่า Queen’s Eye Cave และ Candles’ Cave

ในปีพ.ศ.2552 มีการค้นพบถ้ำใหม่ชื่อว่า Ice Palace ซึ่งอยู่ลึก 150 เมตรจากผิวดิน และมีผลึกแร่ที่เล็กกว่ามาก

สภาพทั่วไป

ผลึกแร่ยักษ์เหล่านี้เติบโตมาในสภาพแบบไอน้ำร้อน เนื่องจากอยู่ในสภาพอุณหภูมิที่สูงเกินกว่า 50 องศาเซลเซียส และมีความชื้น 100%  ให้ลองนึกถึงเวลาเราเปิดฝาหม้อหุงข้าวตอนหุงเสร็จใหม่ๆ แล้วจะเห็นภาพ มนุษย์จะไม่สามารถทนอยู่ในสภาพแวดล้อมแบบนี้ได้นานหากไม่มีเครื่องป้องกัน โดยคนทั่วไปสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมนี้ได้เพียง 6 ถึง 10 นาทีเท่านั้น ก่อนที่จะสูญเสียสภาพทางจิตอย่างรุนแรง ซึ่งอาจทำให้ถึงแก่ชีวิตได้

ลักษณะทางธรณีวิทยาและการเกิด

ภูเขาเขาในบริเวณนี้เป็นหินปูนเนื้อแน่นยุคครีเทเชียส (สมัยอัลเบียน ~112 ล้านปี) ภายในประกอบด้วยโพรงถ้ำจำนวนมาก มีความร้อนสูงในที่ลึก และมีสายแร่น้ำร้อนไหลผ่าน  เมื่อน้ำร้อนไหลมายังบริเวณที่อุณหภูมิต่ำและมีสภาพแวดล้อมใกล้เคียงกับบนพื้นผิวโลก ก็จะเกิดการตกสะสมของเกลือที่มีส่วนประกอบของตะกั่ว สังกะสี และเงินจำนวนมาก

น้ำใต้ดินในถ้ำที่มีปริมาณกำมะถัน (sulfer) สูงที่มาจากบริเวณที่ใกล้กับแหล่งที่มีการตกสะสมของโลหะ จะเริ่มละลายฝนังของหินปูน ซึ่งจะให้สารละลายแร่แคลเซียม (calcium) ออกมาในปริมาณมาก สารละลายแคลเซียมนี้ก็จะรวมตัวกับกำมะถันก่อตัวเป็นผลึกแร่ขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงเวลาหลายปี ซึ่งผลึกแร่นี้เป็นรูปแบบหนึ่งที่สวยงามของแร่ยิปซัมที่เรียกว่าเซเลไนต์ (selenite) ที่ตั้งมาจากชื่อ Selene ในภาษากรีกที่แปลว่า เทพธิดาแห่งพระจันทร์ (Goddess of the moon) ประกอบไปด้วยแคลเซียมซัลเฟส ไฮเดรท (calcium sulfate hydrate :CaSO₄2H₂O)

สรุปถ้ำคริสตัลยักษ์

• ผลึกแร่มีความยาวมากถึง 12 เมตร และหนักกว่า 55 ตัน
• แท่งผลึกแร่เหล่านี้คือแร่ยิปซัม (gypsum)
• ด้วยความอุณหภูมิภายในถ้ำที่สูงมาก ทำให้คนเราไม่สามารถอยู่ในถ้ำได้นาน หากเกินกว่า 15 นาที อาจตายได้
• ผลึกแร่ยักษ์ที่พบในถ้ำมีความแข็งน้อยกว่าเล็บของเราซะอีก แน่หล่ะ แร่ยิปซัมความแข็ง เท่ากับ 2
• สันนิษฐานว่าผลึกที่ใหญ่ที่สุดมีอายุ 500,000 ปี
• ความร้อนสูงภายในถ้ำนี้ได้มาจากใต้โลก ซึ่งระบายออกมาตามแนวรอยเลื่อน โดยกระเปาะหินหนืด (magma chamber) ใต้ถ้ำกว่าสองกิโลเมตรเป็นตัวให้ความร้อนกับน้ำใต้ดิน ซึ่งไหลผ่านตามแนวเทือกเขา
• ถ้ำคริสตัลยักษ์ Cueva de Los Cristales มีอุณหภูมิกว่า 50 องศาเซลเซียส และมีความชื้น 100 เปอร์เซ็นต์!
• เหมืองไนกาต้องทำการสูบน้ำออกในอัตรา 55-100 ลูกบาศก์เมตรต่อนาที ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน!
• น้ำที่ได้จากการสูบออกทำให้เกิดทะเลสาปในทะเลทราย Chihuahua และใช้ยังนำไปใช้รดน้ำสนามกอล์ฟอีกด้วย
• เหมืองไนกาเป็นเหมืองตะกั่ว (lead mine) ที่ได้ปริมาณตะกั่วจากการผลิตมากที่สุดแห่งหนึ่งของโลก และมีประมาณของแร่เงิน (silver) มากเช่นกัน
• ในอดีตการบันทึกเทปวิดีโอในถ้ำนั้นมีความยากมาก เนื่องจากอุณหภูมิและความชื้นสูง ทำให้ต้องมีการนำหุ่นยนต์มาใช้ในการควบคุมกล้องแทนคน มีการทดสอบและพัฒนาเทคนิกการถ่ายทำวิดีโอตลอดการถ่ายทำ
• หนึ่งในเทคนิกที่ทีมนักสำรวจยังใช้ในการถ่ายทำวิดีโอคือการถ่ายภาพนิ่งอย่างต่อเนื่อง (stop-motion) จากกล้องดิจิตอล มากถึง 200 ภาพต่อการหมุนกล้องหนึ่งองศาเลยทีเดียว ทำให้ได้ภาพสวยงามภายในถ้ำ
• ภายใต้ชุดสีแสดที่นักสำรวจใส่ในถ้ำนั้น ประกอบไปด้วยก้อนหรือแท่งน้ำแข็ง เพื่อช่วยควบคุมอุณหภูมิของร่างกายและระบบหายใจ ซึ่งมีน้ำหนักมากถึง 20 กิโลกรัมทีเดียว
• ในอนาคตถ้าเหมืองไนกาหยุดทำการปั๊มน้ำ ถ้ำคริสตัลก็จะจมอยู่ใต้ชั้นน้ำบาดาล การศึกษาผลึกแร่ยิปซัมจึงต้องรีบทำในขณะที่เหมืองยังเปิดทำการอยู่

อ้างอิง

• Juan Manuel Garcia-Ruiz, Roberto Villasuso, Carlos Ayora, Angels Canals and Fermin Otalora, Formation of natural gypsum megacrystals in Naica, Mexico, Geology (Boulder)(April 2007), 35(4):327-330
• http://www.naica.com.mx เว็บไซต์ทางการของถ้าไนก้า
• http://naicafilm.com เว็บไซต์หลัก ภาพยนต์สารคดีการสำรวจถ้ำไนก้า พร้อมบันทึกการทำงานของทีมงานในถ้ำ

บทความเผยแพร่ครั้งแรก 9 ก.ย. 2550