Карст — тип рельефа с пещерами¶
Карст — тип рельефа и связанных с ним гидрогеологических процессов, возникающий в растворимых горных породах (преимущественно в карбонатных — известняках, доломитах, а также в гипсах, солях и некоторых других) в результате химического выветривания и растворения пород подземными и поверхностными водами. Характерными элементами карстового рельефа являются пещеры, провалы, воронки, сухие долины, карстовые источники (выходы подземных вод на поверхность) и исчезающие реки. Термин «карст» происходит от немецкого названия Красного горного массива (Karst) на северо-западе Адриатического побережья, где эти явления были впервые описаны учёными в XIX веке.
¶Условия возникновения
Для развития карста необходимы три основных условия:
- Наличие растворимых пород — известняки, доломиты, мел, гипс, каменная соль, некоторые разновидности песчаников.
- Вода, обладающая агрессивными свойствами — природные воды, насыщенные углекислым газом (CO₂) или органическими кислотами, значительно активнее растворяют карбонатные породы.
- Проницаемость пород — трещины, зоны разломов и слоистость, по которым вода проникает вглубь и циркулирует.
Основная химическая реакция карста в известняках: CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂
Образующийся гидрокарбонат кальция легко вымывается водой, что приводит к постепенному растворению породы и образованию полостей.
¶Элементы карстового рельефа
¶Поверхностные формы
- Карстовые воронки — чашеобразные или конусовидные углубления диаметром от нескольких до сотен метров. Образуются при обрушении сводов подземных полостей или выносе материала сверху вниз.
- Провалы — резкие впадины, часто с отвесными стенами, возникающие при обрушении кровли пещер.
- Сухие долины — долины, по которым вода не течёт на поверхности, а уходит вглубь через трещины и воронки.
- Карстовые поля — обширные территории, сложенные растворимыми породами и густо испещрённые воронками и провалами.
- Макросклепты — крупные замкновённые котловины, дно которых лежит ниже уровня окружающей местности.
¶Подземные формы
- Пещеры — полости в толще породы, образованные преимущественно водной эрозией. Могут быть одиночными или объединяться в сложные системы общей протяжённостью в десятки и сотни километров.
- Подземные реки и озёра — активные гидрокарстовые каналы, по которым течёт вода.
- Карстовые колодцы (шахты) — вертикальные или наклонные каналы, соединяющие поверхность с подземными горизонтами.
- Галереи и залы — крупные полости, часто с натёчными образованиями (сталактитами, сталагмитами, сталагнитами).
¶Классификация карста
По глубине залегания растворимых пород относительно поверхности различают:
- Открытый (гипсометрический) карст — растворимые породы выходят на поверхность и непосредственно соприкасаются с атмосферными осадками.
- Скрытый (подпологовый) карст — породы перекрыты нерастворимыми отложениями (глинами, песками), но подземные полости развиваются под их кровлей.
- Бортовой карст — формируется на склонах долин, ущелий и обрывах, где растворимые породы вскрыты эрозией.
По типу растворимых пород выделяют карст в известняках, в гипсах, в солях и так далее. Наиболее распространён и изучен карст в карбонатных породах.
¶Карст в России
Россия обладает значительными площадями карстовых территорий. Крупнейшие регионы распространения карста:
- Урал — один из наиболее известных карстовых районов страны; здесь расположено множество пещер, включая Кунгурскую ледяную пещеру (Пермский край) и Верхнеказанскую пещеру (Башкортостан).
- Поволжье и Приволжские возвышенности — обширные карстовые поля в известняках и гипсах (Оренбургская область, Татарстан).
- Кавказ — карст в известняках и мраморах, включая крупнейшую в России пещеру Воронцовскую (Краснодарский край).
- Карелия и Мурманская область — карст в мраморах и известняках, включая пещеру Кивач.
- Крым — карстовые плато Чатыр-Даг, Долгоруковская яйла и другие.
Общая площадь потенциально карстовых территорий России оценивается в сотни тысяч квадратных километров.
¶Значение и проблемы
Карст имеет важное практическое значение. С одной стороны, пещеры и карстовые полости используются как туристические объекты, места хранения продуктов, архивов и подземные лаборатории. С другой стороны, карст создаёт инженерно-геологические проблемы: обрушение грунта, просадки фундаментов, затопление шахт и тоннелей. При строительстве в карстовых районах проводятся специальные геологические изыскания, включая бурение и геофизические исследования.
Карстовые источники являются важными объектами водоснабжения, а подземные карстовые воды — объектами охраны, поскольку они уязвимы к загрязнению.
История изучения карста в России связана с именами учёных XIX–XX веков: А. П. Краснопольского, С. Н. Николаева, А. А. Крубер, А. В. Шчукина и других исследователей, заложивших основы отечественной карстологии.
Источники:
- Крубер А. А. Карстовая область Крыма. — М., 1915.
- Николаев С. Н. Основы учения о карсте. — Л., 1946.
- Гвоздецкий Н. А. Карст. — М., 1978.
- Шчукин И. С. Общая карстология. — М., 1978.
- Михайлов И. Н. Карстоведение. — М., 2000.