В январе этого года я была в Израиле на экскурсии в городе Нагария. Это самая северная часть страны, которая находится в приграничной территории с Ливаном. Мы побывали в удивительно красивом месте, которое я точно никогда не забуду. Это гроты Рош-ха-Никра. В этом месте Средиземное море глубоко «проделало дырку»:) в каменных породах, так образовались карстовые гроты. Это уникальное место, красоту которого невозможно описать словами.

Как образуются карстовые формы рельефа

Карст – сложное и для многих непонятное слово. Но, не все так сложно, как кажется. Многие видели проявление в природе этого процесса, но не каждый из нас может объяснить что это. Карстом называют процесс, во время которого вода вымывает горные породы . Вода может вымывать только легкорастворимые породы, такие как:

• гипс;
• известняк;
• мрамор;
• доломит;
• каменная соль.

В результате растворения горных пород образуются новые необычные формы рельефа.

Карстовый ландшафт

В природе много самых разнообразных карстовых форм рельефа. Все они отличаются между собой формою, глубиной, высотой и видовым разнообразием растительности. Различают такие основные карстовые формы рельефа:

• пещеры – широкие пустоты, которые находятся под землей;
• к арры – узкие и мелкие борозды вымытые водой;
• карстовые воронки – это трещины в легкорастворимых породах;
• карстовые колодцы – глубокие ямы, которые вымыла вода.

Псевдокарст

В природе часто проявляются процессы псевдокарста . В живую конечно же я не видела форм рельефа данного процесса, но меня заинтересовало это уникальное природное явление, потому я много прочитала информации на данную тему. Теперь хочу кратко рассказать что это такое.

Есть несколько проявлений псевдокарста. Одним из его разновидностей является термокарст . Он проявляется во время таяния ледника. Талые воды вымывают горные породы и таким образом появляются новые формы рельефа.

В глинистых породах так же могут существовать вымытые пустоты . Они чем-то напоминают небольшие карстовые ландшафты. Карстовый рельеф всегда выделяется своей красотой. Он уникальный и разнообразный.

Цель: познакомиться с карстовыми процессами рельефообразования и зонально-климатическими типами карстовых форм рельефа.

План:

1. Условия карстообразования.

2. Карстовые формы рельефа.

3. Зонально-климатические типы карста.

4. Псевдокарстовые процессы и формы рельефа.

5. Карст и суффозия на Северном Кавказе.

Условия карстообразования. Карст - это совокупность форм рельефа и особенностей наземной и подземной гидрографии, свойственной областям, сложенным растворимыми горными породами, такими, как каменная соль, гипс, известняк, доломит.

Сущность карстовых процессов заключается в растворении горных пород водами.

Условиями, определяющими развитие карста являются:

Достаточное количество растворенного СО 2 в воде. Вода становится химически агрессивной и растворяет карбонатные породы;

Крутизна поверхности. На пологих поверхностях карстовые образования возникают быстрее, чем на крутых склонах, так как мед­ленное стекание воды способствует растворению пород;

Чистота и мощность известняков. Чем чище и мощнее толща известняков, тем интенсивнее они подвержены карстообразованию;

Структура породы - грубообломочные или ракушечные известняки растворяются гораздо меньше, чем однородные мелкозернистые известняки;

Климатические условия: температурный режим, количество и характер выпадающих осадков, наличие многолетней мерзлоты, препятствующей проникновению воды в карстующиеся породы. Растворимость газа возрастает в холод­ной воде, поэтому в умеренных широтах наиболее интенсивно карст развивается весной. В тропических широтах интенсивность карста объясняется большим количеством органических кислот в воде.;

Трещиноватость карстующихся пород. По трещинам вода легче проникает в карстовый массив, благодаря чему процесс протекает более интенсивно.

Карстовые процессы приводят к понижению уровня грунтовых вод, что приводит к недостатку воды. Дренирующие свойства карстовых районов не позволяют сооружать водоемы. Необходимо считаться с на­личием подземных полостей при различного рода строительстве, возможность угрозы устойчивости сооружений в областях распро­странения карста очень велика. Карстовые полости используются для уст­ройства складов. Изучение карста приобретает интерес в связи с накоплением в карстовых полостях геологичес­кого прошлого отдельных видов полезных ископаемых при запол­нении их продуктами выветривания (бокситы Северного Урала, приуро­ченные к древним карстовым полостям).

Для борьбы с развитием карстовых процессов на закарстованных участках нужно оберегать лесные массивы, прекратить лесо­разработки и запретить выпас скота.

Карстовые формы рельефа. В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на поверхность или они перекрыты сверху некарстующимися породами, различают голый и погребенный карст . Некоторые исследова­тели (Н.А. Гвоздецкий) выделяют еще задернованный карст . Задернованный и голый карст распространен в горах, где наиболее интенсивно идут процессы денудации, погребенный - на равнинах.

К формам поверхностного карста относятся карры, воронки, ýвала и полья.

Карры представляют собой чередующиеся гребни и разделяющие их борозды. Вода, стекая по поверхности известняка, разъедает стенки трещин, образуя микрорельеф карров. Глубина борозд может достигать 2 м. Покрытые каррами пространства называются карровыми полями. Карры могут возникнуть на берегах морей при воздействии прибоя на растворимые горные породы. При проса­чивании воды на поверхности возникают воронки.

В голом карсте развиваются воронки поверхностного выщелачи­вания , так как растворяются лежащие на поверхности породы. В погребенном карсте образуются воронки просасывания , так как растворение сопровождается суффозией - механическим выно­сом нерастворимых частиц водой через трещины в карстовых породах, располагающихся ниже.

Еще один вид воронок - воронки провальные , они возникают при обрушении кровли пород над карстовой полостью.

Провальные воронки, сливаясь, образуют слепые овраги или ýвала . Увала достигают 700 м в диаметре при глубине до 30 м. Они представляют собой переходные формы к польям.

Полья - обширные, крутостенные котловины с плоским дном и отдельными небольшими карстовыми останцами. Полья могут иметь площадь в сотни квадратных километров (Попово полье в Сербии имеет площадь 180 км 2). По дну полья иногда протекает водоток, который появляется из одной стенки полья и скрывается в подземной галерее в противоположной стенке.

Существует четыре варианта развития польев:

1. полья тектонического происхождения. Это грабены, имеющие черты карстовых образований. Это наиболее крупные полья.

2. За счет размыва и выноса продуктов нерастворимых пород, залегающих среди растворимых известняков;

3. за счет слияния более мелких отрицательных форм рельефа;

4. в результате провала над подземной долиной реки.

К формам подземного карста относят поноры, колодцы и пещеры.

Поноры - каналы, которые образовались в результате вертикальной циркуляции воды и которые возникают при растворении стенок трещин.

При дальнейшем растворении стенок понора, он превращается в колодец . При достижении уровня грунтовых вод начинается гори­зонтальное движение воды, и процесс растворения приводит к формированию пещер. Пещерами назы­ваются подземные полости, образующиеся в кар­стовых областях и имеющие один или несколько выходов на по­верхность. Если пещера имеет один выход, она называется слепой, если два - проходной.

Во многих пещерах образуются аккумулятивные натечные формы. С потолка пещеры свешиваются в виде сосулек сталактиты , со дна пещеры навстречу сталактитам поднимаются сталагмиты . Если сталактиты и сталагмиты срастаются, они образуют натечные колонны . Близко расположенные сталактиты, сливаясь, создают натечные занавеси . Стены пещер бывают также покрыты натеками из кальцита. Образование натечных форм объяс­няется отложением карбоната кальция при выходе воды в под­земную полость в связи с изменением температуры и давления. При выходе подземных вод на поверхность формируются натеч­ные известняковые (травертиновые) террасы.

Зонально-климатические типы карста. Карстовый процесс протекает по-разному в разных климатических зонах. В умеренном климате распространен погребенный карст. Карстовые образования связаны с подземным выщелачиванием, а поверхностные формы обусловлены провалами и проседанием рыхлого покрова над подземными полостями (воронки просасывания ).

В субтропическом средиземноморском климате наиболее типичен голый карст. Ливневый характер атмосферных осадков и наличие засушливого сезона способствуют интенсивному воздействию дождевых вод на поверхность известняковых пород и медленному накоплению элювия.

Для тропических областей характерно развитие положительных форм карстового рельефа в виде башен или конусов. В таком карсте возникают понижения, разделяющие весь карстовый массив на отдельные возвышенности.

По морфологии положительных элементов рельефа тропический карст подразделяют на куполовидный, башенный, конический и котловинный.

Куполовидный карст характеризуется скоплением куполообразных возвышенностей, разделенных седловинами.

Для башенного карста характерны крутостенные, изолированные друг от друга возвышенности, напоминающие башни.

Конический карст имеет вид конусов. Он образуется в том случае, если развитие башенного карста прерывается тектоническим поднятием. Наступает новый цикл врезания, уровень денудации понижается и подножья возвышенностей не подвергаются воздействию вод. Склоны их выполаживаются за счет склоновых процессов.

Котловинный карст отличается развитием вогнутых карстовых котловин, разделенных известняковыми гребнями. Формирование котловинного карста определяется глубоким залеганием уровня грунтовых вод и сильной раздробленностью известняков.

Псевдокарстовые процессы и формы рельефа. В некоторых районах встречаются процессы внешне похожие на карст. Это суффозия и термокарст.

Суффозия - механический вынос глинистых частиц подземными водами. Она наблюдается в засушливых районах, сложенных карбонатными глинами, суглинками и лёссами. Суффозия ведет к проседанию кровли над образовавшимися полостями и образованию просадочных впадин - так называемых степных блюдец .

При термокарсте образуются провальные и просадочные формы, но они связаны с таянием погребенного льда или протаиванием мерзлых пород в областях распространения многолетней мерзлоты.

Карст и суффозия на Северном Кавказе. В предгорных и среднегорных районах Северного Кавказа карст проявляется в областях трещиноватых известняков, гипсовых толщ, там, где выпадает много атмосферных осадков. Это области распространения известняков палеозоя и триаса на Передовом хребте (хребты Абишира-Ахуба, Дженту, горный массив Большой Тхач и его окрестности), юрских известняков высокогорных массивов Фишт, Оштен, плато Лаго-Наки, Скалистого хребта, известняков верхнего мела Пастбищного хребта. Карстовые формы представлены каррами, котловинами, пещерами, колодцами, карстовыми долинами. Общие величины карстовой денудации довольно значительны и в связи с увеличением осадков возрастают к западу и югу.

Карстовую природу имеет Провал на горе Машук. Мелкие карстовые ниши и неглубокие пещеры встречаются в ракушечниках и известковых песчаниках на Ставропольской возвышенности.

В местах излияния источников минеральных вод часто накапливаются травертины. Наиболее мощные (до 70 м) отложения находятся на склонах горы Машук, где они слагают г. Горячую и Перкальские скалы. Травертины встречаются на горах Железной, Бештау, Юце, в г. Кисловодске и др. небольшие по мощности их отложения известны вблизи г. Ставрополя в Травертиновой балке и в долине р. Татарки.

Суффозия проявляется в рыхлых четвертичных лёссовых отложениях и в делювиальных суглинках и супесях равнин Предкавказья. С суффозией связано образование просадочных воронок, блюдец и западин.

Рельефа делят на поверхностные, переходные и подземные.

Если карстующиеся породы непосредственно выходят на земную поверхность, то это открытый или голый карст. Если они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, то это покрытый карст.

Голый карст встречается в горных районах, а покрытый – на равнинах. Выделяется еще закрытый карст , который отмечается в областях, где карстующиеся породы имеют большую мощность и в них содержится большое количество различных примесей.

После того, как растворимая часть этих пород полностью выщелачивается, образуется кора выветривания, не полностью красного цвета и называется терра-росса (красная земля). В дальнейшем развитие карста под этой корой идет обычным путем. Этот карст называется закрытым .

В районе открытого карста под действием дождевых или талых вод на поверхности известняков образуется микрорельеф карров . Это система гребней и разделяющих их борозд, глубиной до 2 м. Такая поверхность называется каровыми полями.

Переходные формы соединяют поверхностные и подземные зоны. В местах повышенной трещиноватости известняков, при вертикальной циркуляции воды образуются поноры , то есть каналы, поглощающие поверхностные воды. При их расширении формируются карстовые воронки , имеющие щелеобразную, или блюдцеобразную форму. При большом расширении трещины превращаются в колодцы и шахты , которые могут достигать большой глубины. Пример: глубина шахты Снежная на Кавказе составляет 1370 м.

Провальные, или поверхностные воронки, при слиянии образуют слепые овраги, увалы и самые крупные карстовые формы – полья . Полья– это обширные, обычно плоскодонные, с крутыми стенками, карстовые понижения в несколько километров, а иногда в несколько десятков километров в поперечнике. Так, площадь Попова полья в Югославии – 180 км 2 .

Полья могут иметь тектоническое происхождение, то есть карст развивается в крупных тектонических трещинах. Иногда они образуются за счет провала над подземной рекой, или путем размыва и выноса продуктов размыва нерастворимых пород, залегающих среди известняков.

К подземным формам карста относятся пещеры и пропасти.

Пещерами называют подземные полости, образующиеся в карстовых областях и имеющие один или несколько выходов на поверхность. Они образуются при расширении водой подземных трещин. Во многих пещерах на днищах, стенках или сводах образуются натечные формы . На потолке в виде сосулек – сталактиты, на дне пещеры – сталагмиты. При их слиянии образуются натечные колонны. В пещерах часто имеются подземные реки. Они зарождаются или на площади карстового массива, или начинаются за его пределами. Иногда подземны реки выходят на поверхность.

Карстовые процессы. Известняки, мел, гипс и некоторые другие родственные им породы для воды почти непроницаемы. Но в природных условиях во многих случаях они имеют большое количество трещин. Атмосферные и другие воды проникают по трещинам на различную, иногда очень большую глубину, образуя подземные воды. Условия жизни этих вод могут в значительной степени отличаться от грунтовых. Если трещины не забиты рыхлыми породами, то воды движутся по ним свободными подземными потоками. Если же трещины заполнены рыхлыми породами, то подземные воды движутся здесь так же медленно, как и грунтовые воды. В тех случаях, когда твердые породы сравнительно легко растворяются водой, трещины расширяются и образуют сети подземных ходов и пещер, по дну которых текут подземные потоки, а в расширенных участках образуют подземные озера. Особенно часто подобные образования наблюдаются в областях распространения известняков, мраморов и гипсов.

Поверхность подобных областей обыкновенно бывает очень неровной и в высшей степени своеобразной. Здесь прежде всего бросаются в глаза многочисленные воронкообразные углубления, различной величины естественные колодцы и шахты, вытянутые, но замкнутые со всех сторон понижения различной величины и формы (рис. 211). Словом, рельеф местности приобретает настолько характерный вид, что его трудно смешать с другими. Области подобного рода носят общее название карстовых областей или просто карста.

Для карстовых областей характерно отсутствие поверхностных вод и глубокое залегание подземных вод, что сказывается не только на формах поверхности, но и слабом развитии растительного покрова. Характерны для карстовых областей также подземные реки, выходы мощных источников, нередко образующих целые речки, наличие чаще небольших, но глубоких озер с чистой водой и пр. Карстовые области широко распространены по Земле. В качестве примеров наших карстовых областей можно указать на Ленинградскую область (районы, примыкающие к южным берегам Онежского озера), на многие районы Крыма, Кавказа, Приуралья и др.

Карстовые формы рельефа. Главнейшими формами рельефа, характерными для карстовых областей, являются карры, воронки, карстовые колодцы и шахты, вытянутые замкнутые котловины (слепые долины) и пещеры.

Мелкие потоки атмосферных вод, протекая по наклонной поверхности известняков проводят двойную работу. Они смывают продукты выветривания и одновременно растворяют породу. В результате на поверхности известняков появляются узкие, густо расположенные борозды, глубина которых может быть от нескольких сантиметров до 1-2 м. Участки поверхности, покрытые подобными, как бы вытравленными бороздами, носят название карров. Большие пространства карров нередко называют карровыми полями.

В дальнейшем, под действием тех же атмосферных вод, борозды карров углубляются, гребни, разделяющие борозды, распадаются на отдельные глыбы, которые хаотически нагромождаются друг на друга. Подобная «руинная» поверхность известняков характерна для большинства районов карстовых областей. Растительность здесь крайне бедная или отсутствует совсем.

Там, где имеются достаточно глубокие трещины, процессы разрушения известняков принимают несколько иной характер. Атмосферные воды проникают по трещинам вглубь. При этом стенки трещин постепенно разрушаются и трещины расширяются. В тех же местах, где этот процесс протекает особенно энергично, возникают те воронкообразные углубления, которые называют карстовыми воронками. Размеры воронок весьма различны, но формы довольно однообразны. Это по большей части округлые углубления, глубина которых измеряется или метрами, или десятками метров. Постепенно суживаясь, они иногда заканчиваются трещинами (понорами), которые поглощают стекающие сюда воды. Чаще дно воронки бывает наполнено продуктами разрушения. В некоторых случаях продукты выветривания закупоривают поглощающие воду трещины, и воронка заполняется водой, образуя округлые, так называемые карстовые озера. На дне небольших карстовых воронок нередко можно наблюдать кустарниковую и другую растительность.

Воронки могут возникать различными путями. Атмосферные воды, собираясь в небольших понижениях, могут постепенно выщелачивать породу, проникая вглубь сквозь большое количество мелких трещин"(воронки поверхностного выщелачивания). Они отличаются более правильной округлой формой и мягко округленными краями (бровками). При наличии больших и глубоких трещин стекающие атмосферные воды путем выщелачивания и вымывания образуют значительные пустоты на глубине. Далее путем обрушения возникают так называемые провальные воронки, которые отличаются резко выраженными краями (бровками), обрывистыми стенами и нагромождением глыб на дне. Однако в дальнейшем своем развитии эти воронки приобретают сглаженные края и более отлогие склоны.

В некоторых случаях при наличии глубоких вертикальных трещин возникают узкие колодцеобразные углубления, достигающие 5-10 м глубины

при диаметре 1-2 м. Это так называемые карстовые колодцы. Колодцы, глубина которых измеряется десятками, а иногда и сотнями метров, называют карстовыми шахтами. (Самая глубокая из известных шахт находится в районе Триеста; она имеет 323 м глубины.) Карстовые колодцы и шахты, оказавшиеся близ русла рек, нередко поглощают воду этих рек. Подобные поглощающие колодцы называют понорами.

В карстовых областях существует еще целый ряд котловинообразных углублений различной величины и формы, которые называют общим названием долин. Их очертания могут быть круглыми, овальными, лопастными. В одних случаях они имеют отлогие склоны, в других очень крутые. Днища долин также бывают в одних случаях более плоскими, в других- с чередующимися углублениями. Некоторые из долин являются измененными в процессе разрушения воронками, колодцами и шахтами, результатом слияния двух или нескольких воронок и т. д. Очень крупные образования подобного рода, пониженная площадь которых измеряется десятками квадратных километров, называют полъями (Попово полье в Герцеговине 181 км 2 , а Ливанское полье в Западной Боснии 379 км 2).

В некоторых случаях при обильном выпадении осадков некоторые полья заполняются водой и становятся временными озерами. Бывают случаи, когда вода держится несколько лет. Но чаще вода таких озер в тот же год поглощается понорами, и полья становятся сухими.

Пещеры. Широко распространены в карстовых областях различного вида пустоты, которые возникают внутри карстующихся пород (рис. 212). Эти пустоты носят название пещер. Пещеры могут быть очень различны как по форме, так и по величине. В одних случаях они носят характер подземных галерей, в других - расширенных «зал», ветвящихся ходов и колодцев. Потолки и стены пещер нередко бывают покрыты натеками извести самого причудливого вида. Чаще всего можно видеть натеки в форме застывших водопадов, столбов, колонн, ледяных сосулек (сталактитов и сталагмитов, рис. 213). Пещеры нередко бывают многоэтажны. Получается это потому, что подземные реки и речки прокладывают себе новые пути глубже. В нижних «этажах» пещеры нередко можно встретить подземные речки и озера. Существуют пещеры, длина которых измеряется сотнями километров. Наибольшей известностью пользуется Мамонтова пещера в Северной Америке, общая длина всех ходов которой около 250 км. У нас в СССР пещер много в Крыму, на Алтае, в Приуралье и других местах.

Пещеры отличаются не только размерами и формой, но также своеобразными условиями климата, вод, растительного и животного мира.

В тех случаях, когда пещера имеет несколько ходов с отверстиями, то в ней непрерывно происходит обмен воздуха, и температурные условия приближаются к наружному воздуху. Когда же пещера имеет один вход, то возможны два случая. Если пещера расположена выше уровня входа, то в ней постепенно скапливается более теплый воздух и средняя температура и летом и зимой в этой пещере будет выше температуры наружного воздуха. Такие пещеры называют теплыми. При обратных условиях расположения входа в пещере, наоборот, температура ниже температуры окружающего воздуха (холодные пещеры). Благодаря тому, что более тяжелый холодный воздух легко проникает сюда зимой и очень слабо прогревается летом, в некоторых пещерах образуется лед, который сохраняется и летом (Кунгурская ледяная пещера Пермской области).

В областях с сильно развитым карстом атмосферная вода быстро просачивается вглубь, в силу чего поверхностные водотоки почти отсутствуют. Даже те немногие реки, которые протекают через карстовую область, здесь почти не получают притоков, в силу чего количество воды в них уменьшается. В некоторых случаях такие реки даже скрываются, текут некоторое время под землей, а потом снова выходят на поверхность. Подобных рек много в карстовых районах Кавказа, Крыма, Алтая и многих других местах. Нередко в пещерах встречаются и озера.

Главнейшие стадии развития карста. Рельеф карстовых областей подвержен довольно быстрым изменениям. Человек, уехавший из района, где протекают энергичные процессы карстообразования, через 2 десятка лет может не узнать хорошо знакомой ему местности. Он увидит многочисленные новые воронки, новые озера и т. д.

В развитии рельефа карстовых областей различают несколько стадий. Первая стадия -образование карровых полей, а также глубоких воронок и колодцев, разбросанных пока еще редко и без всякого порядка. Эту стадию можно назвать начальной. Она связана с поднятием выровненной (пенепленизированной) местности в связи с вертикальными движениями земной коры. Это приводит к более глубокому положению уровня грунтовых вод, что и обусловливает вертикальное движение вод (вертикальную циркуляцию).

Следующая стадия характеризуется широким распространением долин и польев, растущих главным образом в ширину. Для этой стадии характерно отсутствие поверхностных водотоков (воды ушли в глубину) и наличие «мертвых» (т. е. лишенных воды) долин рек. Воронки, в большом количестве покрывающие местность, сливаются друг с другом. Эту стадию называют зрелым карстом.

Наконец, наступает период старости, поверхность карста понижается, образование долин и польев почти прекращается, и поверхность выравнивается, на ней появляются отложения рыхлых водоупорных пород. Грунтовые воды держатся близко к поверхности. Вместо вертикальной циркуляции возникает горизонтальная циркуляция вод. Развивается речная сеть. Реки имеют медленное течение. Под влиянием боковой эрозии рек местность все больше и больше выравнивается. Низины заболачиваются.

Однако достаточно нового эпейрогенического поднятия, как все снова меняется. Следовательно, отмеченные нами стадии развития в действительности протекают иначе. Продолжающиеся эпейрогенические движения могут поддерживать начальную стадию, возобновлять её в стадии зрелости и старости и т. д. Словом, это не повторяющиеся циклы, а более сложные, непрерывно идущие изменения.

Голый и покрытый карст. Необходимо отметить еще две разновидности карста: это голый и покрытый карст. Описанные нами карстовые формы относятся к голому карсту. Здесь карстообразующие породы выступают на поверхность. Это является не только результатом быстрого поднятия местности, но и наличием своеобразного климата с малым количеством дождей или дождей, выпадающих периодически в виде ливней. При более равномерном годовом распределении дождей смыв продуктов выветривания ослабляется. Накапливающиеся толщи рыхлых отложений покрываются гумусовыми почвами и растительностью, что в свою очередь предохраняет рыхлые отложения от смыва. Это так называемый покрытый карст. Большая часть карстовых областей территории СССР относится к покрытому карсту.

Географическое значение карста. Карстовые процессы оказывают исключительно большое влияние на все физико-географические условия местности. Они резко изменяют рельеф, изменяют характер и режим подземных и наземных вод. Быстрое поглощение атмосферных вод приводит к сухости поверхности, что оказывает огромное влияние на процессы почвообразования и на характер растительности. Даже при значительных осадках в карстовых областях широко распространена сухостепная растительность и встречаются обширные участки, лишенные растительности. Все это в свою очередь отражается и на животном мире.

Но особенно большое значение имеет карст в хозяйственной деятельности человека. Пересеченный рельеф и отсутствие поверхностных и близких к поверхности грунтовых вод крайне затрудняют земледелие. То же отсутствие вод мешает развитию животноводства.

Рост воронок, наличие подземных пустот и повторяющиеся провалы создают огромные трудности в дорожном строительстве и в использовании уже построенных железных дорог (усиление надзора за дорогами, необходимость резкого снижения скоростей поезда и др.). Но особенно большие трудности возникают здесь при гидросооружениях. Нередки случаи, когда сооруженные плотины не могли поднять до нужного уровня воды, потому что они уходили в пустоты карста. Цементирование дна таких бассейнов требует затраты колоссальных сил и средств.

Большие затруднения вызывает также использование карстовых источников для целей водоснабжения. Не говоря уже о трудностях, связанных с сооружением водосборных бассейнов, здесь возникают трудности, связанные с загрязнением воды. Весной, при таянии снегов, воды, поступающие по трещинам и понорам, вызывают помутнение вод карстовых источников.

Воздействие человека на природу карстовых областей пока еще очень затруднительно. Однако внимательное изучение карста при планировании сооружений может в большей степени предупредить вредные последствия. Подобные исследования проводились в пределах Самарской Луки и позволили принять соответствующие меры при строительстве Куйбышевской плотины и водохранилища.

Под карстом понимают процесс выщела­чивания горных пород главным образом под­земными, отчасти поверхностными и морски­ми водами и совокупность возникающих в ре­зультате специфических денудационных (коррозионных) форм рельефа. Вода при этом оказывает определенное механическое воздей­ствие на породы, но все-таки главное - вынос веществ из породы в растворенном со­стоянии. Название «карст» (от нем. Ка^5^) происходит от собственного названия плато Карст в Динарских горах. Сейчас оно носит словенское название Крас. Карстовые процес­сы и формы рельефа широко распространены на земном шаре. Причем во внетропических широтах развит провальный карст, а в эква­ториально-тропических преобладает выпуклый останцовый карст.

Развитию карста способствует ряд условий, прежде всего наличие легкорастворимых по­род: либо карбонатных (известняков, доломи­тов, мела и др.), либо некарбонатных (солей, гипса). Наибольшая растворимость у гипса, но известняки шире распространены, поэтому карст ассоциируется прежде всего с извест­няками. В соответствии с различными карсту-ющимися породами выделяют карбонатный, гипсовый и соляной карст. Важна и химиче­ская чистота породы: чем меньше содержится в ней нерастворимого остатка, тем значитель­нее выщелачивание. Карсту благоприятствуют трещиноватость пород, облегчающая условия для проникновения в них вод. Трещиноватость пород больше в горах, чем на равнинах, из-за значительных тектонических разрывных на­рушений. Важна и мощность карстующихся толщ - при их большой мощности карсто­вые процессы проявляются во всех видах, включая образование пещер, тогда как в ма­ломощных они образуют лишь воронки, блюд­ца и прочие небольшие формы рельефа. Боль­шое значение имеет содержание в воде углекислоты, вследствие чего она становится хи­мически агрессивной и увеличивает раствори­мость пород в десятки раз. Предпочтительны небольшие уклоны поверхности, при которых вода меньше стекает, больше просачивается в грунт. Необходимо достаточное, но не избы­точное количество осадков, так как низкое по­ложение уровня грунтовых вод обеспечивает вертикальную циркуляцию просачивающихся в грунты поверхностных вод.

Как уже говорилось, карстовый рельеф су­щественно различается в умеренных и тропи­ческих широтах. В умеренных широтах кар­стовые процессы зависят от глубины зале­гания грунтовых вод, которая для карста является базисом денудации. По этому при­знаку выделяют мелкий и глубокий карст. Для мелкого карста характерны быстрые темпы развития, но меньшая пересеченность местно­сти. Глубокий карст развивается дольше, но при этом образуются глубокие понижения на поверхности и многочисленные пещеры.

По месту расположения карсто­вых форм различают поверхностный и глу­бинный (подземный) карст. В свою очередь, поверхностный карст в зависимости от обна­женности на поверхности карстующихся пород подразделяется на два типа: открытый (го­лый, средиземноморский), когда карстующие-ся породы залегают непосредственно на по­верхности, присущ горным территориям, где лучше обнаженность коренных пород; и по­крытый (восточноевропейский), когда карс-тующиеся породы залегают на некоторой глу­бине под рыхлыми некарстующимися отложе­ниями.

К поверхностным формам карста относят­ся карры (шратты), воронки, котловины (ува­ла), полья.

Карры - комплекс узких борозд глубиной 1-2 м, отделенных друг от друга острыми гребнями. Карры - формы микрорельефа, которые образуются за счет растворения и ме­ханического разрушения поверхностными во­дами трещин пород. Местность, покрытую кар-рами, называют карровым полем. Карровые поля в конечном счете превращаются в вол­нистые равнины с хаотическими скоплениями глыб известняка. Они безжизненны, трудно­проходимы, их нельзя использовать даже для выпаса скота.

Воронки широко распространены в усло­виях и голого, и покрытого карста, как на междуречьях, так и по днищам балок. Это ок­руглые, обычно конусообразные понижения разного размера (до десятков, реже сотен ме­тров в диаметре) и разной глубины (от пер­вых метров до десятков метров). Маленькие плоскодонные воронки называются блюдцами. По происхождению воронки бывают: поверх­ностного выщелачивания (в условиях голо­го карста), провальные - в результате об­рушения кровли над подземными пустотами (в условиях и голого, и покрытого карста) и про-сасывания (в условиях покрытого карста), ког­да в вертикальные каналы на дне, так назы­ваемые поноры (от слова «нора»), вместе с водой вовлекается нерастворимая порода. В случае заиливания понора или повышения уровня грунтовых вод воронки могут превра­титься в постоянные или временные озера, ко­торым присущи сезонные колебания уровня воды.

При соединении множества воронок за счет разрушения перемычек между ними образуют­ся обширные замкнутые понижения - кот­ловины, или увала. У них обычно крутые фе­стончатые склоны, неровное дно, большие размеры: в длину - километры, в ширину - сотни метров, глубиной - первые десятки ме­тров.

Самые крупные карстовые формы - по-лья напоминают грабен в миниатюре. Это об­ширные продолговатые замкнутые понижения площадью более 200-300 км, глубиной сот­ни метров, с крутыми склонами, с холмами-останцами на днище, с ручьями и даже дерев­нями. Самые крупные полья - Ливанское площадью 379 км 2 в Боснии, Попово - 180 км в Герцеговине. По-видимому, они об­разуются при слиянии котловин вдоль линий тектонических разломов, т. е. предопределены тектоникой.

Подземные формы карста - колодцы, шах­ты, пропасти, пещеры.

Карстовые колодцы образуются в резуль­тате обрушения кровли над подземной пропа­стью. Колодцы имеют цилиндрическую форму и размеры до 20 м в ширину и глубину.

Шахты - узкие, глубокие (сотни метров) каналы-трубы. Стволы их могут быть прямо­линейные, ломаные, изогнутые. Образуются в результате расширения каналов-трещин, при­чем нередко закладываются на пересечении нескольких систем трещиноватости.

Комбинации естественных шахт с горизон­тальными и наклонными пещерами обычно называют карстовыми пропастями. Глубо­чайшая карстовая пропасть мира - Жан-Бернар глубиной 1535 м в Савойских Альпах Франции.

Пещеры - полости разнообразной формы и величины внутри горных пород, открываю­щиеся на земную поверхность одним или не­сколькими отверстиями. Образование пещер связано с интенсивной растворяющей способ­ностью воды в трещинах породы. Расширяя их, вода создает сложную систему каналов. Там, где вода циркулирует в горизонтальном направлении, ее растворяющий эффект наи­больший - образуется магистральный канал. В него из соседних каналов-трещин стягива­ется вода, и постепенно образуется подземная река в тоннеле. При обрушивании сводов об­разуются гроты. При понижении базиса дену­дации поверхностных и подземных рек послед­ние могут проложить себе новое русло, на бо­лее низком уровне. При этом прежние галереи становятся сухими, а пещеры - многоэтаж­ными.

В зависимости от количества и расположе­ния входных отверстий пещеры делятся на про­ходные и слепые. Проходные (сквозные) пе­щеры имеют отверстия с двух концов (вход и выход), хорошо вентилируются, и температу­ра в них близка к температуре наружного воз­духа. Слепые пещеры имеют одно входное от­верстие и по температурным условиям делят­ся на теплые и холодные в зависимости от расположения входного отверстия относитель­но полости пещеры. В теплых пещерах вход расположен в ее нижней части, так что хо­лодный воздух, заполняющий пещеру зимой, летом стекает из нее, уступая место теплому воздуху. В теплых пещерах археологи нередко находят наскальные рисунки, утварь и даже останки древних людей. Холодные пещеры имеют вход в верхней части. Зимой в них по­падает холодный воздух и, будучи тяжелым, остается там и летом, не успевая прогреться, а попавшая зимой влага может превращаться в лед. Ледяные пещеры с температурой ниже О °С распространены лишь в районах с мо­розными зимами. Например, в Пермской об­ласти находится Кунгурская ледяная пещера в гипсах длиной 4,6 км.

Для пещер характерны натечные кальци-товые образования: сталактиты - сосуль­ки, трубки, бахрома, свешивающиеся с потол­ка, и сталагмиты - столбы, поднимающи­еся вверх со дна пещеры навстречу свисаю­щим сталактитам. Соединяясь, они образуют сталагнаты - натечные колонны. Все эти живописные формы превращают пещеры в ска­зочные дворцы.

Самая большая карстовая пещерная сис­тема мира - Флинт-Ридж-Мамонтова, дли­ной 341 км в западных предгорьях Аппалачей, в известняках, открыта в 1809 г. Пещеры ши­роко распространены в Альпах, Динарских горах, Апеннинах, в Крыму, на Кавказе, на юге Китая, в Аппалачах, Тянь-Шане, на Подольской возвышенности и в других местах.

Пещеры - интересные природные объек­ты с особым климатом, гидрографией, орга­ническим миром. С пещерами связан между­народный туризм: в мире существует более 150 крупных пещерно-туристских комплексов (Югославия, Чехия, США). В теплых пеще­рах нередки археологические находки. В пещерах устраивают подземные газохрани­лища, выращивают грибы (шампиньоны), в соляных пещерах лечат бронхиальную астму. Изучением пещер в разных аспектах - их морфологией, гидрологией, климатом, про­исхождением, туристическим и хозяйственным использованием - занимается наука спелео­логия.

Карстовым ландшафтам умеренных широт присущи специфические черты природы. Преж­де всего это господство вогнутых замкнутых форм рельефа на поверхности и наличие пус­тот в толщах пород, достигающих размеров крупных пещер. Своеобразны гидрогеологиче­ские условия - слабое развитие поверхност­ных вод: рек и озер мало, территории почти безводные даже во влажном климате. Неболь­шие реки могут уходить в поноры, а затем ни­же по течению появляться вновь на поверх­ности. Так что формируется система прерыви­стых речных долин, элементами которой являются слепые долины, не имеющие устья, и мешкообразные долины с замкнутыми вер­ховьями. Подземные воды в карстовых районах отличаются сильным колебанием уровня воды. В долинах рек наблюдаются мощные «воклюзские» источники (названы по имени источника Воклюз в Южной Франции) с боль­шим, но изменчивым дебитом воды, достига­ющим 30-50 м 3 /с. Своеобразен и почвенно-растительный покров. Перегнойно-карбонат­ные почвы на элювии известняков обладают нейтральной или щелочной реакцией почвен­ного раствора, высоким процентом гумуса, они обычно щебенчатые. Среди растений много засухоустойчивых, типичны кальцефиты.

В карстовых районах затруднены гидротех­ническое строительство в связи с возможной утечкой воды из водохранилищ, прокладка же­лезных и шоссейных дорог из-за неизбежных провалов, строительство гражданских и про­мышленных объектов, особенно АЭС, по при­чине возможной деформации зданий.

Особый характер приобретает карстовый рельеф во влажном климате экваториально-тропических широт. Тропический карст - это останцовый карст в виде куполов, башен, усе­ченных конусов на фоне выровненной поверх­ности. Тропический карст - более зрелая фор­ма карстовой денудации, когда карстующиеся, обычно известняковые, толщи в основном уже уничтожены в результате интенсивного выще­лачивания и сохранились лишь останцы. Это­му способствует постоянно жаркий влажный климат, в связи с чем карстовый процесс раз­вивается на поверхности весь год. К тому же благоприятные для карста условия существу­ют там на протяжении нескольких геологиче­ских периодов - миллионы лет. Вследствие интенсивного развития органической жизни там обилие углекислоты и соответственно большая агрессивность поверхностных и под­земных вод. И еще одно необходимое усло­вие - мощная толща химически чистых мас­сивных трещиноватых известняков. В против­ном случае развиваются вогнутые формы карста, как в умеренных широтах.