Карст и карстовые формы рельефа

Карстовый процесс - это процесс растворения горных пород поверхностными и подземными водами. Геоморфологические формы, которые образуются в результате этого процесса, называются карстовыми формами. Развитие карта определяется геологическими, орографическими, гидрогеологическими и климатическими условиями.

1. Средигеологических условий большое значение имеет состав горных пород и характер трещиноватости. Наиболее крупные и хорошо выраженные формы карстового рельефа возникают в легко растворимых породах, практически лишенных нерастворимых примесей. Выделяют 1) известковый карст, 2) карст в гипсоносных и соленосных породах, а также 3) псевдокарст, или «глинистый» карст, в карбонатных глинистых породах.

И хотя каменная соль и гипс обладают большей растворимостью, чем известняки и доломиты, гипсовый и соляной карст развит сравнительно мало из-за незначительного распространения этих пород, особенно выходов их на дневную поверхность. Известняки и доломиты в обычных условиях характеризуются слабой растворимостью, но в определенных физико-географических условиях химическая агрессивность воды в известняковых областях может возрастать и существенно, а при благоприятных геологических условиях возникают выразительные и занимающие обширные пространства карстовые ландшафты, приуроченные именно к известнякам. Главное условие растворимости известняка - достаточное количество CO₂ в воде, тогда она становится агрессивной и растворяет карбонатные породы. Кроме углекислоты известняки растворяются гуминовой и серной кислотами.

Важным фактором, способствующим развитию карстовых форм, является трещиноватость. Но очень узкие размером меньше 1 мм не способствуют карстообразованию. В активных же трещинах больше 1 мм циркулирует вода и расширяет их. Так начинается развитие карстовых форм.

2. Орографические условия. Наиболее благоприятными для карстообразования являются открытые пространства, сложенные легко растворимыми породами, без крутых уклонов, но с небольшими западинами для застаивания поверхностных вод и накопления снега. Базис эрозии грунтовых вод и поверхностных рек должен располагаться достаточно низко, обеспечивая наибольшую глубину карстования.

3. Гидрогеологические условия. Если поток подземных вод обладает незначительным уклоном, малыми скоростями, то характер его движения приближается к ламинарному, способствуя растворению.

При большом уклоне и значительных скоростях потока характер движения соответствует турбулентному, и наряду с процессами карстообразования развивается и суффозия - механическое разрушение и вынос нерастворимых частиц. Глубина залегания подземных вод, мощность водоносного горизонта и условия его питания определяют развитие в карстующемся массиве зон циркуляции. Обычно выделяются три зоны циркуляции:

1) верхняя охватывает толщу породы от ее выхода на поверхность до зеркала грунтовых вод. Это зона аэрации или вертикальной циркуляции. Здесь преобладает свободное гравитационное движение воды, происходящее периодически во время дождей или таяние снега;

2) средняя - зона периодически полного насыщения. Здесь совершаются резкие колебания уровня подземных вод, связанные с периодическим поступлением воды с поверхности. Циркуляция воды здесь близка к горизонтальной

3) . Границы этой зоны - наивысший и наименьший уровни зеркала грунтовых вод;

4) нижняя зона - зона постоянного полного насыщения. Верхняя ее граница - наинизший уровень зеркала грунтовых вод, нижняя - водоупорный горизонт. Циркуляция здесь преимущественно горизонтальная. По окраинам карстовой области эта зона дает начало рекам, карстовым источникам, через которые происходит разгрузка подземных вод на поверхность.

4 Климатический фактор. Благоприятные условия для развития карста создают частые ливни, сносящие все наносы из нерастворимых пород, и корродирующее действие медленно тающего снежного покрова. Это относится к горным районам известковых плато Крыма, Кавказа, Карпат, Альп и др. Растворимость известняков повышается за счет сравнительно высоких температур и поверхностного прогрева пород в летнее время. Все эти благоприятные условия с выходом на поверхность легкорастворимых пород приводит к образованию голого, открытого или средиземноморского карста с разнообразным карстовым рельефом. Если карст развивается в угнетенных условиях (растворимые породы перекрыты слаборастворимыми) это закрытый, или среднеевропейский, карст.

В областях карстообразования выделяются:1) поверхностный, 2) переходный и 3) подземный карст.