Выделите два верных утверждения карстовые формы рельефа развиваются на известняках



Карстовые формы рельефа

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.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

5. Карстовые процессы и формы рельефа

Под термином «карст» понимают совокупность специфических форм рельефа и особенностей наземной и подземной гидрографии, свойственной некоторым областям, сложенным растворимыми горными породами, такими, как каменная соль, гипс, известняк, доломит и др.

Сущность карстовых процессов заключается в растворении породы атмосферными, талыми, подземными, а в некоторых случаях и морскими водами.

По составу карстующихся пород карст бывает: галоидный, сульфатный, карбонатный.

И хотя каменная соль и гипс обладают большей растворимостью, чем известняки, и доломиты, гипсовый (сульфатный) и соляной (галоидный) 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 распространены они несравненно более широко, чем гипс или каменная соль. Поэтому наиболее изучен и наиболее распространен именно известняковый карст.

Главное условие растворимости известняка — достаточное количество растворенного СО₂ в воде. Тогда вода становится химически агрессивной и энергично воздействует на карбонатные породы.

К другим важнейшим условиям, определяющим развитие карста, относятся: а) рельеф; б) чистота и мощность известняков; в) структура породы; г) климат; д) трещиноватость карстующихся пород.

В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на земную поверхность или они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, различают голый и покрытый карст. Голый карст чаще всего свойствен горным территориям, где наиболее интенсивно идут процессы денудации, покрытый — равнинам.

Наибольшее разнообразие форм рельефа и наибольшая активность карстовых процессов обычно свойственны голому карсту.

В карстовом массиве различают три этажа (зоны), различные в гидрогеологическом отношении.

Верхняя, называемая зоной аэрации, располагается от поверхности до уровня грунтовых вод и характеризуется вертикальной циркуляцией. Свободное гравитационное движение воды, свойственное верхней зоне, наблюдается в периоды выпадения дождей и таяния снега. В верхней зоне возникают основные поверхностные формы.

Средняя зона периодически полного насыщения отличается горизонтальными или слабо наклонными движениями воды в границах самого высокого и наиболее низкого уровня зеркала грунтовых вод. Это зона активного формирования карстовых пещер.

Нижняя зона — постоянного полного насыщения — распространяется вплоть до водоупорного горизонта и отличается горизонтальной циркуляцией. Она питает карстовые реки и крупные постоянные источники.

Поверхностные формы карста.

1. На молодом массиве известковых пород, недавно обнажившихся из-под уровня моря, под влиянием разъедающей деятельности проникающих в трещины в зоне аэрации дождевых и талых вод возникает сочетание специфических открытых мезо- и микроформ:

карры, или шратты, представленные лабиринтом узких острых гребней и разделяющих их таких же узких борозд глубиной до 0,5 — 1 метра;

поноры, т.е. более или менее широкие щели, служащие водоотводящими каналами для поверхностных вод;

округлые понижения и провалы, объединенные под общим названием долины;

наиболее типичные карстовые воронки, достигающие в диаметре 20 — 50 метров, а по глубине — от нескольких до первых десятков метров. Склоны воронок обычно крутые, обнаженные, дно сухое.

глубокие (до нескольких десятков метров) вертикальные впадины типа колодцев.

2. Дальнейшее развитие карстового рельефа направлено по линии поверхностной денудации и образования поверхностных водотоков путем вскрытия подземных вод. В карровых полях устойчивые гребни превращаются в останцы. В понижениях накапливается нерастворимый осадок известняков — красная глина (terra rossa).

Для горного карста в этой стадии характерно развитие глубоких вертикальных каналов — карстовых бездн, или шахт, глубина которых достигает нескольких сот метров.

3. Переход в стадию зрелости равнинного голого карста выражается в расширении воронок, соединении их друг с другом, превращении колодцев в воронкообразные впадины. В результате слияния образуются широкие понижения причудливых очертаний, получившие название увала. Днище увала еще не имеет постоянного водотока, но скопление terra rossa способствует образованию временных водоемов, питаемых дождевыми и снеговыми водами.

Наиболее типичными формами зрелого карста считаются полья. Это обширные, вытянутые на много километров понижения с крутыми склонами и плоскими днищами, с постоянными водотоками или цепочками озер, питаемых грунтовыми водами.

Реки и долины карстовых областей.

Среди немногочисленных поверхностных водотоков карстовых областей по гидрологическому режиму и морфологии речных долин выделяют пять типов:

Эпизодические речки, долины которых не выходят из зоны аэрации. Вода в таких неглубоко врезанных долинах появляется только во время сильных ливней или бурного весеннего снеготаяния.

Постоянно текущие реки, днища долин которых лежат выше уровня грунтовых вод карстового массива.

Постоянно текущие реки, долины которых врезаны до уровня грунтовых вод. Этими видами они в основном и питаются.

Реки, прорезавшие не только всю толщу карстующейся породы, но и углубившиеся в подстилающие водоупорные породы.

Подземные, или пещерные, реки, протекающие по системе подземных галерей.

Озера карстовых областей делятся на временные, дно которых не достигает уровня грунтовых вод, и постоянные, с преобладанием подземного питания. Котловины в плане обычно округлые, склоны крутые, а глубины значительные, особенно если озеро размещается в провальной котловине. Для карстовых озер характерно значительное и быстрое колебание уровня.

Пещеры карстовых областей

Пещерами называют разнообразные подземные полости, образующиеся в карстовых областях и имеющие один или несколько выходов на поверхность. Заложение пещер и их топография предопределяются расположением систем трещин, пронизывающих карстующуюся породу, и гидрогеологическими особенностями карстовых областей.

Во многих пещерах на днищах, стенках или сводах образуются натечные формы. С потолка пещеры свешиваются в виде сосулек узкие и длинные сталактиты, состоящие из кальцита и в разрезе обычно имеющие концентрическое строение. Со дна пещеры навстречу сталактитам поднимаются более массивные и короткие формы, называемые сталагмитами. Нередко сталактиты и сталагмиты страстаются и образуют натечные колонны (сталагматы).

Карстовый процесс — прежде всего денудационный процесс, поэтому он протекает по-разному в разных климатических зонах. В областях со средиземноморским субтропическим климатом карстовым процессам благоприятствует не только геологическое строение, но и климат. Ливневый характер атмосферных осадков и наличие засушливого сезона способствуют интенсивному воздействию дождевых вод на поверхность известняковых пород, сравнительно медленному накоплению элювия.

Формы равнинного карста в умеренных широтах: пологие блюдцеобразные западины, на дне которых скапливается вода или образуется низинное болото; нередко встречаются глубокие карстовые воронки и даже провалы типа колодцев. Дно их выстилается продуктами выветривания и формируются озера, в питании которых заметную роль играют воды подземного карстового массива.

Во влажном жарком тропическом климате развитие карста отличается специфическими чертами. В молодой стадии характерно преобладание положительных форм рельефа в виде конусов, башен, которые высоко подняты над базисом эрозии, так называемой базальной поверхностью. На основе морфологических различий выделяется куполовидный, башенный, конический и котловинный тропический карст.

Источник