Факультет

Студентам

Посетителям

Карстовые явления

Особенно большое влияние на внешний облик некоторых участков ландшафтной оболочки оказывает совместное растворяющее действие подземных и наземных вод в районах, сложенных целиком или частично легко растворимыми горными породами — известняками, доломитами, гипсами, солью.

Из перечисленных пород гипсы и соли не характеризуются широким распространением, они подчинены другим породам (будучи включены в них в виде отдельных пропластков, пластов или линз). Известняки же слагают собой нередко огромные территории на Земле, поэтому в них растворяющая деятельность воды проявляется в чрезвычайно широких масштабах.

Особенности гидрографии и совокупность своеобразных форм рельефа, свойственные областям распространения плотных растворимых горных пород и возникающие в результате химического выщелачивания последних подземными и поверхностными водами, называются карстом, по имени известкового нагорья Карст в Динарских горах (к северо-востоку от Триеста), где эти явления впервые были хорошо изучены.

Не всякая растворимая порода может оказаться подходящей для развития в ней карстовых явлений. Как отмечено, последние возникают только там, где растворимость породы сочетается с её водопроницаемостью, что для плотных пород равноценно трещиноватости. Кроме того, такая растворимая и трещиноватая порода не должна иметь в своём составе большого количества глинистых примесей, потому что перенос подземными растворами также и глинистых частиц будет вызывать закупоривание глиной трещин в породе, следовательно, приостановит циркуляцию воды по трещинам; растворяющее же действие застоявшейся (неподвижной) воды быстро прекратится в связи с тем, что вода вскоре станет насыщенным раствором.

Результаты растворяющей деятельности воды (которая особенно интенсивна, если вода содержит в растворе углекислоту) удобно наблюдать на обнажённых скатах гор или холмов, сложенных известняками. Дождевые струи, стекающие по склонам, образуют со временем в этих склонах неправильные борозды различной ширины и глубины, разделённые повышениями, или гребнями. Эти формы микрорельефа называются каррами. Они очень хорошо представлены, например, в центральной и восточной части Караби-Яйлы и на Чатыр-Даге.

Для уяснения общей схемы развития карстовых процессов представим себе местность, сложенную выходящими на дневную поверхность трещиноватыми чистыми известняками, которые подстилаются на известной глубине водоупорной породой. Очевидно, что карстовые явления смогут развиваться только в промежутке между поверхностью земли и водоупорным пластом.

Атмосферные осадки, выпадающие на поверхность известняков, будут частью стекать по этой поверхности, частью просачиваться вглубь по трещинам (испарение воды, как не имеющее значения для развития карста, мы устраняем из рассмотрения). Просачивающаяся вода, частично растворяя стенки трещин, расширяет трещины. С течением времени поверхностный сток будет играть всё меньшую и меньшую роль, так как большая часть атмосферной влаги окажется поглощённой широкими трещинами: в стране преобладающей станет вертикальная циркуляция воды. Вместе с тем увеличивающиеся в размерах трещины превращаются постепенно в плоские или глубокие впадины и воронки. По мере развития процесса, воронок на поверхности становится всё больше, площадь же разделяющих их повышений сокращается; расширяясь, соседние воронки сливаются друг с другом, образуя обширные котловины, между которыми сохраняются останцы положительных форм рельефа. Таким путём один и тот же карстовый процесс создаёт на местности как углубления, так и возвышения. В конечном счёте котловины и впадины сделаются господствующей формой рельефа, и когда днища их углубятся до уровня грунтовых вод, карстовый процесс отомрёт, а страна окажется в общем пониженной на высоту, отвечающую практически расстоянию от поверхности земли до поверхности водоупорного пласта, подстилающего известняковый массив. Тогда просачивание (вертикальная циркуляция) прекратится, и вновь получит преобладание горизонтальный сток.

Параллельно с расширением трещин, оканчивающихся на дневной поверхности, и превращением их в воронки идёт расширение и тех трещин на глубине, по которым движется подземная вода. Образуются подземные галереи различных размеров с местными расширениями — пещерами. Если трещиноватость известняков неравномерна, то в них, помимо скопления воды над водоупорным пластом, могут образовываться временные скопления и на более высоких уровнях, отвечающих заметным изменениям характера трещиноватости. Все эти местные скопления, однако, в конце концов исчезнут, стремясь воссоединиться с наиболее низким водоносным горизонтом, и образованные ими пещеры и подземные ходы осушаются. Обрушивание потолков таких пещер имеет следствием возникновение на поверхности земли провальных воронок.

Гидрологический режим карстовой области отличается многими своеобразными чертами. Так как большая часть атмосферных осадков быстро просачивается в землю, карстовые районы сухи и маловодны, даже если они и находятся во влажном климате. Гидрографическая сеть на поверхности развита слабо. Некоторые реки состоят из чередующихся участков наземного и подземного течения (например, приток р. Савы, три наземных участка которого, разделённые двумя участками подземного течения, известны под названиями Пойк, Унц и Лайбах). Обширные впадины нередко наполняются водой и превращаются в озёра, но эти озёра в годы, бедные атмосферными осадками, исчезают: вся их вода по трещинам и каналам уходит под землю. Во влажные годы, когда приток воды в озёрную котловину больше расхода её путем подземного стока, озеро вновь возникает.

Подземные воды в карстовых областях, в отличие от подземных вод, залегающих в нерастворимых породах, движутся гораздо быстрее, свободнее, образуют иногда подземные ручьи и нередко обширные подземные озёра. На поверхность появляются источники с мощной струёй и большим дебитом.

Типичной карстовой областью является поверхность Яйлы в Крыму, усеянная каррами, впадинами, воронками (глубиной 5—20 м и диаметром 40—50 м) и группами воронок; на дне воронок здесь располагаются обычно вертикальные колодцы или отверстия, ведущие в систему подземных каналов или пещер. На Чатыр-Даге изучено более двух десятков пещер, из которых пещера Бинбаш-Хоба имеет в длину 210 м, а Суук-Хоба 128 м. На северном склоне Чатыр-Дага из пещеры вытекает мощный многоводный источник Аян, дающий начало р. Салгиру. Этот источник выносит за год в растворе около 19 тыс. т углекислой извести, так что объём пустот внутри Чатыр-Дага ежегодно увеличивается более чем на 7 тыс. куб. м.

Карстовые явления, как обусловленные в первую очередь литологическими особенностями местности, развиваются в самых разных географических широтах. Они широко развиты по побережью Адриатического моря — от Карста до Греции, в Альпах, в Крыму, на черноморском побережье Кавказа, на Урале, в Прионежье, во многих местах Сибири и Средней Азии, в южной Франции, на южном склоне Центрального массива (плоскогорье Косс), в северном Юкатане, на Ямайке, в Нью-Мексико, во внутренних районах Флориды, в штатах Кентукки, Теннесси и Южной Индиане и т. п. В Кентукки карстовый рельеф занимает площадь 25 тыс. кв. км; на Миссисипском плато центрального Кентукки не менее 60—70 тыс. карстовых воронок. В том же штате находится знаменитая Мамонтова пещера со множеством гротов и галерей, расположенных на пяти разных уровнях.

В СССР особенно широко известна заложенная в гипсах четырёхэтажная Кунгурская пещера, богатая подземными озёрами; в пяти гротах, ближайших ко входу, круглый год держится лёд, придающий пещерам фантастическую красоту. Не менее знаменита Балаганская ледяная пещера в Приангарье.

Площадь, занятая на Земле известняками, гипсами, солями, составляет более 50 млн. кв. км, т. е. около 34% поверхности суши. Не всюду, конечно, в них проявляется карст, но цифра эта наглядно показывает возможный масштаб явлений.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: