Résumé: Au cours des étés marqués par des précipitations intenses, on observe des gouttelettes d'eau et/ou de l'humidité dans la roche dans certaines des anciennes grottes de Yungang, dans le nord de la Chine. La question de savoir si l'eau provient de l'infiltration des précipitations ou de la condensation de la vapeur d'eau fait l'objet d'un débat, ce qui limite le choix des méthodes appropriées pour atténuer l'altération des sculptures en pierre. En surveillant la teneur en eau du sol au sommet de la zone vadose et en analysant les réactions aux précipitations, on constate que le limon recouvrant la masse rocheuse joue le rôle de barrière à l'infiltration des précipitations. En surveillant l'humidité de la roche dans la paroi d'une grotte à faible profondeur, à l'aide de la réflectométrie dans le domaine des fréquences, on a découvert que les variations de l'humidité de la roche sont directement contrôlées par la concentration fluctuante de vapeur d'eau. En outre, il existe une relation linéaire significative entre l'amplitude de l'humidification de la roche (ajout d'humidité) et la différence cumulative de la concentration de vapeur entre l'intérieur et l'extérieur de la grotte. Ainsi, la condensation de la vapeur d'eau, qui entraîne une diminution de la concentration de vapeur dans l'atmosphère de la grotte, est la source de l'humidité de la roche. En outre, la période associée à l'augmentation rapide de l'humidité de la roche et à l'humidité de la roche la plus élevée correspond à la période d'apparition de gouttelettes d'eau dans certaines grottes. Cette étude confirme que la vapeur d'eau est une source importante d'eau responsable de l'altération dans les grottes, et indique que l'approche de l'estimation de la recharge des eaux souterraines basée sur les taux d'égouttement des grottes doit être utilisée avec prudence, en particulier dans les environnements arides.
Resumen: En algunos lugares de las antiguas cuevas de las Grutas de Yungang, en el norte de China, se observan gotas de agua y/o humedad en la roca durante los veranos con precipitaciones intensas. Se discute si el agua procede de la precipitación infiltrada o de la condensación del vapor de agua, lo que restringe la elección de métodos adecuados para paliar la meteorización de las tallas de piedra. Mediante el monitoreo del contenido de agua del suelo en la parte superior de la zona vadosa y el análisis de las respuestas a los eventos de precipitación, se descubre que el limo que recubre la masa rocosa desempeña el papel de barrera para la infiltración de la precipitación. Mediante el monitoreo de la humedad de la roca en la pared de una cueva a poca profundidad, utilizando reflectometría en el dominio de la frecuencia, se encontró que las variaciones en la humedad de la roca están directamente controladas por la concentración fluctuante de vapor. Además, existe una relación lineal significativa entre la magnitud de la humectación de la roca (adición de humedad) y la diferencia acumulada en la concentración de vapor entre el interior y el exterior de la cueva. Así pues, la condensación del vapor de agua, que provoca una disminución de la concentración de vapor en la atmósfera de la cueva, es la fuente de la humedad de la roca. Además, el periodo asociado con el rápido aumento y la mayor humedad de la roca se corresponde con el periodo de aparición de gotas de agua en algunas cuevas. Este estudio confirma que el vapor de agua es una fuente importante de agua responsable de la meteorización en las cuevas, e indica que el enfoque de estimar la recarga de las aguas subterráneas basado en las tasas de goteo de las cuevas debe utilizarse con precaución, especialmente en entornos áridos.
摘要: 在中国北部的云冈石窟中, 在夏季的强降雨期间, 一些古代洞窟中观察到水滴和/或岩石水分现象。关于这些水是来自渗入的降水还是来自水蒸气凝结, 存在争议, 这限制了选择适当方法来缓解石刻风化的可能性。通过监测包气带顶部的土壤含水量, 并分析对降雨事件的响应, 发现覆盖在岩石堆上的淤泥起到了阻碍降雨渗透的屏障作用。通过使用频域反射法监测洞窟壁浅层的岩石水分含量, 发现岩石水分含量的变化直接受到波动的水蒸气浓度控制。此外, 岩石湿润程度(水分含量增加量)与洞窟内外水蒸气浓度差的累积之间存在显著的线性关系。因此, 水蒸气的凝结, 导致洞窟大气中水蒸气浓度降低, 是岩石水分含量的来源。而且, 与一些洞窟中出现水滴的时期相对应的是岩石水分含量快速增加和最高含量期。这项研究证实了水蒸气是洞窟中风化的重要水源, 并指出在干旱环境中应谨慎使用基于洞穴滴水速率估算地下水补给的方法。
Resumo: Durante os verões de intensas chuvas, gotas de água e/ou umidade de rocha são observadas em algumas das antigas cavernas das Grutas de Yungang, norte da China. Há um debate sobre se a água é derivada da infiltração de precipitação ou da condensação do vapor d'água, o que restringe a escolha de métodos apropriados para aliviar o desgaste das esculturas de pedra. Através do monitoramento do teor de água no solo do topo da zona vadosa e da análise das respostas aos eventos de precipitação, verifica-se que o silte que cobre o maciço rochoso desempenha o papel de barreira à infiltração da água da chuva. Ao monitorar a umidade da rocha em uma parede de caverna de profundidade rasa, usando reflectometria no domínio da frequência, descobriu-se que as variações na umidade da rocha são diretamente controladas pela concentração flutuante de vapor. Além disso, existe uma relação linear significativa entre a magnitude do molhamento da rocha (adição de umidade) e a diferença cumulativa na concentração de vapor entre o interior e o exterior da caverna. Assim, a condensação do vapor d'água, que leva à diminuição da concentração de vapor na atmosfera da caverna, é a fonte da umidade da rocha. Além disso, o período associado ao rápido aumento da umidade da rocha e à maior umidade da rocha corresponde ao período de ocorrência de gotículas de água em algumas cavernas. Este estudo confirma que o vapor d'água é uma importante fonte de água responsável pelo intemperismo em cavernas e indica que a abordagem de estimativa de recarga de água subterrânea com base nas taxas de gotejamento em cavernas deve ser usada com cautela, especialmente em ambientes áridos.