5. КАРСТ И КАРСТОВЫЕ ФОРМЫ РЕЛЬЕФА 1. Условия карстообразования 2. Формы рельефа открытого карста 3. Пещеры карстовых областей 4. Пути развития карста 5. Зонально-климатические типы карста 6. Псевдокарстовые процессы и формы

1. Условия карстообразования. 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. 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 распространены они несравненно более широко, чем гипс или каменная соль.

В определенных физико-географических условиях химическая агрессивность воды может в известняковых областях существенно возрастать и в сочетании с благоприятными геологическими условиями, возникают обширные пространства карстовых ландшафтов, приуроченных к известнякам. Поэтому наиболее изучен и распространен известняковый карст. Сущность карстовых процессов состоит в растворении породы атмосферными, поверхностными, талыми, подземными, а в некоторых случаях и морскими водами. Главное условие растворимости известняка - достаточное количество растворенного СО 2 в воде. Тогда вода становится химически агрессивной и воздействует на карбонатные породы.

К условиям, определяющим развитие карста, относятся: а) рельеф на пологонаклонных поверхностях; б) чистота и мощность известняков; в) структура породы - грубообломочные или ракушечные известняки карстуются гораздо меньше, чем однородные мелкозернистые известняки; г) климат, т. е. температурный режим, количество и характер выпадающих осадков наличие многолетней мерзлоты, препятствующей проникновению воды в карстующиеся породы; д) характер растительного покрова, способствующего повышению химической агрессивности воды; е) трещиноватость карстующихся пород - при наличии трещиноватости возникает возможность проникновения агрессивных вод в толщу породы и образования различных форм подземного карста, а также оттока вод, насыщенных углекислотой, с поверхности в глубь карстующихся пород; ж) подземная циркуляция.

2. Формы рельефа открытого карста В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на земную поверхность, или они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, различают голый и закрытый (покрытый) карст. Голый карст, чаще всего свойствен горным территориям, где наиболее интенсивно идут процессы денудации, закрытый - равнинам. Наибольшее разнообразие форм рельефа и наибольшая активность карстовых процессов обычно свойственна голому карсту. Дождевые или талые воды, стекая по поверхности известняка, разъедают стенки трещин. В результате образуется микрорельеф карров или шраттов - система гребней и разделяющих их рытвин или борозд.

Карры развиты повсеместно и являются микроформами карстового рельефа. Однако их морфология, степень развития и размеры участков, занятых каррами, изменяются в широких пределах в зависимости от геологических условий и особенностей рельефа. Они образуются там, где карстующиеся гипсы обнажены или частично задернованы. Борозды и гребни располагаются примерно параллельно друга, если четко выражено падение слоев и трещиноватость пород совпадает с направлением падения. При более сложной системе трещиноватости карры располагаются совершенно неправильно, пересекаются, разветвляются и вновь сливаются. Глубина борозд может достигать 2, 0 м. Покрытые каррами пространства называют карровыми полями. По мере расширения трещин гребни становятся все уже, надламываются и распадаются на отдельные обломки.

При интенсивной вертикальной циркуляции воды процесс растворения карстующихся пород приводит к образованию поноров - каналов, поглощающих поверхностные воды и отводящих их в глубину закарстованного массива. Величина и форма поноров разнообразны и зависят от степени их разработанности. На поверхности поноры выражены зияющими трещинами или отверстиями, в глубине ими начинается сложная система каналов вертикальной циркуляции воды. Расширение устий понора в процессе дальнейшего растворения приводит к образованию карстовых воронок различных размеров и форм в зависимости от возраста, типа карстующихся пород и их залегания от щеле- и колодцеобразных до блюдцеобразных. В закрытом карсте воронки образуются не только за счет растворения, но и в результате механического выноса - суффозии-в поноры залегающих с поверхности нерастворимых пород. Такие воронки называют карстово-суффозионными или воронками просасывания.

Карстовые формы рельефа 1 – кары; 2, 3 – воронки поверхностн ого выщелачива ния; 4 – провальная воронка; 5 – карстовая долина; 6 – полье; 7 – пещера.

Карстовая воронка отрицательная форма рельефа, замкнутая впадина чашеобразной, конической или другой формы, диаметром до 50 метров, глубиной до 15 (иногда до 200) метров. Карстовые воронки располагаются поодиночке или цепью вдоль тектонического разлома или подземного водотока. Обычно карстовые воронки образуются путем растворения поверхностных пород или при обрушении кровли подземной полости. Котловины образуются в результате слияния двух или более карстовых воронок. В ходе своего развития близлежащие воронки разных генетических типов могут объединяться между собой, образуя карстовые котловины и ванны сложной формы с одним или несколькими понорами (или вообще без таковых). В случае комбинации эрозионной формы с карстовой воронкой возможно образование слепой балки или слепого оврага.

Сложные ванны и котловины. Воронки всех основных генетических типов, сливаясь своими краями, образуют сдвоенные, строенные и более сложные ванны и котловины. Котловины, значительные по размерам, в Югославии называют увала. Выделяют два основных типа увала - сложные, образовавшиеся посредством слияния нескольких крупных воронок (вртача), с рядом углублений на дне и плоскодонные котловины. Котловины могут относиться к типу провальных, просасывания и поверхностного выщелачивания, а также в комбинации с другими процессами, например эрозионным.

Крупные котловины поверхностного выщелачивания могут образовываться за счет корродирующего действия талых вод снежных и фирновых пятен. Многие из таких котловин являются наследием перигляциальных условий последней (для определенной местности) ледниковой эпохи. Карстовые блюдца, воронки и неглубокие колодцы в западноевропейской литературе носят название долины. Карстовые формы рельефа могут быть беспорядочно разбросаны по поверхности карстового массива или сосредоточены вдоль определенных линий, обусловленных направлением подземного стока или залеганием карстующихся пород. Эти формы не являются «застывшими» . Они могут переходить одна в другую. Так карстовое блюдце в результате углубления, а карстовый колодец в результате выполаживания склонов могут превратиться в карстовую воронку.

Если стенки понора продолжают растворяться, то канал становится достаточно большим и превращается в естественный колодец или естественную шахту. Карстовые шахты и колодцы нередко достигают очень, большой глубины (в несколько десятков или сотен метров). Одна из таких шахт в северной Италии, в окрестностях г. Верона, достигает глубины 637 м. Общее направление шахт близко к вертикальному, но имеются и значительные отклонения отдельные участки шахт могут быть почти горизонтальными или наклонными. Шахты часто закладываются на пересечении нескольких систем трещиноватости. При дальнейшем растворении стенок шахты могут превратиться в достаточно широкие подземные ходы в пещеры.

Естественными колодцами нередко называют формы типа естественных шахт, но меньших размеров или отрицательные формы рельефа цилиндрической формы с вертикальными стенками. Если стенки понора продолжают растворяться, то канал становится достаточно большим и превращается в естественный колодeц или естественную шахту. Карстовые шахты и колодцы нередко достигают очень большой глубины (в несколько десятков или сотен метров). Общее направление шахт близко к вертикальному, но имеются и значительные отклонения отдельные участки шахт могут быть почти горизонтальными или наклонными. Шахты часто закладываются на пересечении нескольких систем трещиноватости. При дальнейшем растворении стенок шахты могут превратиться в достаточно широкие подземные ходы в пещеры.

Провальные, или поверхностные, воронки, сливаясь, образуют слепые овраги или формы довольно причудливых очертаний. Встречаются долины, которые не имеют устья, т. е. они не открываются в другую долину или в какой то водоем, а оканчиваются тупиком. Такие долины принято называть слепыми. От слепых следует отличать полуслепые, которые тоже замкнуты на нижнем конце, но уступ, в который «упирается» водоток, низкий, и во время половодья вода переливается через нижнюю часть долин таких рек представляет собой неглубоко врезанную ложбину, сухую в течение большей части года.

Карстовые желоба и рвы – более глубокие, чем кары и обязательно с крутыми бортами, развиваются вдоль тектонических трещин. Они могут тянуться на десятки и сотни метров, иногда на несколько километров. На концах они замкнуты, на дне могут иметь многочисленные углубления. Прямолинейные рвы в известняках разработанные по вертикальным тектоническим трещинам, шириной 2 4 м и глубиной до 5 метров в Югославии называют богазами. Блюдцеобразные впадины и западины характеризуются небольшой глубиной, которая в десятки раз меньше поперечника. Дно полого вогнуто, пологие склоны плавно сочленяются с окружающей местностью. В большинстве случаев блюдца заполнены глинистым элювием или другим рыхлым материалом. Скопление глинистых частиц в блюдцах закупоривает трещины, поноры и делает их дно водоупорным. После дождей, таяния снега скапливается вода в виде озерков, которые быстро пересыхают.

Карстовые останцы (моготе) – формы, характерные для тропического карста (в тропических широтах, высокие температуры, ливневые осадки, относительно чистые карстующиеся породы, и, как следствие, бурное протекание процесса выщелачивания). Моготе представляют собой столбы, конусы, плосковерхие башни и другие формы останцов. Их склоны могут быть голыми, покрытыми карами, либо покрытыми растительностью. В обрывистых стенах встречаются гроты, ниши.

Полья – это обширные замкнутые котловины, длина которых больше ширины в 2 3 раза. Термин «полье» произошел от названия таких форм в Югославии, где они очень широко развиты во внутренних районах Словении и в Динарском Карсте. Обычно полья имеют плоское аккумулятивное дно, в незатапливаемой части занятое полями, а в затапливаемой используемое как пастбище во время сухого сезона (осуществляемое теперь в системе динарских польев гидротехническое строительство приводит к регулированию стока и расширению незатапливаемых пахотных земель). Однако по краям днищ польев, очень часто на обширных пространствах, из под дерна пастбищ проступают известняки, что свидетельствует о карстово денудационном происхождении этих краевых равнин.

Полья образуются преимущес твенно в дислоцированных обла стях и часто приурочены к напра влению линии сбросов. Площадь их колеблется от 2 10 км 2 до 200 400 кв. км. Для польев харак терно наличие почти горизонталь ного, сложенного наносами дна, резко ограниченного крутыми склонами высотой до нескольких сотен метров. Иногда среди ровного дна поднимаются отдельные горы останцы. Часто по дну протекает сильно меандрирующая река со слабо врезанным руслом. Река может начинаться в самом полье от родника, и тогда река скорее напоминает ручей. Но река может начинаться и за пределами полья. Часто воды реки поглощаются понорами, образуя сухие русла.

3. Пещеры карстовых областей. Пещерами называют разнообразные подземные полости, образующиеся в карстовых областях, и имеющие один или несколько выходов на поверхность. В Нижнем Поволжье пещеры приурочены к гипсам кунгура. В Предуралье расположена Кунгурская пещера, состоящая из 58 гротов. Самый большой грот Географов(155 м на 32 м). Толща перекрывающих пород 52 м. Самая протяженная карстовая пещера в мире – Флинт Мамонтова (341, 1 км), расположенная в Северной Америке. Она была открыта в 1809 году охотником, преследовавшим раненного медведя. Сейчас создан национальный парк в штате Кентукки, где и находится эта пещера. Заложение пещер и их топография предопределяются расположением систем трещин, пронизывающих карстующуюся породу, и гидрогеологическими особенностями карстовых областей.

Глубочайшая в СНГ карстовая пропасть Снежная (вертикальный разрез вдоль галереи, по данным 1980 г.)

Образование пещер связано с растворяющей деятельностью воды, проникающей в трещины. Расширяя трещины, вода создает в толще породы сложную систему каналов. В зоне горизонтальной циркуляции, где вода производит наибольший растворяющий эффект, образуется магистральный канал, который постепенно расширяется за счет соседних небольших трещин и стягивает воды из смежных каналов. Так формируется подводная река. Но при расширении новых трещин и частичной закупорке старых каналов принесенным с поверхности обломочным материалом или вследствие обрушения сводов река может проложить себе новый подземный путь стока, а прежние галереи становятся сухими.

Пещера может иметь лишь одно входное отверстие. На противоположном конце она будет заканчиваться либо системой очень узких ходов и трещин, либо обвальными или натечными образованиями, закупоривающими ее. Такие пещеры называют слепыми. Возможны пещеры с выходами с двух сторон. Это проходные пещеры. На потолках и днищах многих пещер развиты натечные известковистые образования - сталактиты и сталагмиты, которые при слиянии могут образовать мощные колонны (сталагнаты). Стенки пещер обычно неровные, часто осложнены нишами и трубчатыми ходами, покрыты карбонатными корками или рыхлыми продуктами выщелачивания известняков. На дне пещеры карстовые воды образуют подземные деки или вода скапливается в карстовых озерах.

Обобщенная схема пещерных образований. 1 - сталактит; 2 - бахрома и занавеси; 3 - флаг; 4 «макароны» ; 5 – гелектиты; 6 - сложный сталагмит; 7 шесты; 8 - кальцитовые «водопады» ; 9 - столбы и колонны (сталагнаты); 10 - озеро с кальцитовым обрамлением; 11 - «пещерный жемчуг» - кальцитовые пизолиты; 12 - глыбы; 13 - песчано-глинистые отложения

Часто пещеры располагаются одна над другой несколькими этажами. По мере развития подземного карста усиливается дренаж подземных вод, снижается их уровень, а следовательно, и «базис карстования» . Образование пещер переходит на более низкий уровень. Этот процесс может быть вызван и понижением базиса эрозии вследствие прерывистых тектонических поднятий района. Отсюда нередко видна связь уровней карстовых пещер с определенными уровнями надпойменных террас в речной долине. Интересно, что в некоторых пещерах накапливается лед. Такие пещеры так и называют ледяными или холодными. Ледяные пещеры известны в Крыму, в Дагестане. Наиболее значительная среди них - знаменитая Кунгурская пещера на Урале.

4. Пути развития карста. Карстовый процесс ведет к удалению массы горной породы как с поверхности, так и с глубины. Карстовый процесс проходит до подстилающих некарствующихся пород. Уровень, до которого идет карстовый процесс, называется базисом денудации. В процессе развития карста дневная поверхность будет постепенно понижаться к базису денудации. Когда обе поверхности сольются, карст перестанет существовать. По мере опускания топографической поверхности карстового массива поверхностные формы, возникшие на ней ранее и связанные с глубинными формами генетически, будут продолжать развиваться и дальше. Одновременно с этим денудация начнет вскрывать все новые трещины в породе, которые будут поглощать поверхностные воды и создавать формы только начинающие свое развитие.

Таким образом, общее развитие карста идет в направлении, при котором к старым формам будут присоединяться все новые молодые формы, а мощность карстующихся пород сокращается. Если присутствуют чистые карстующиеся породы, большая смывающая сила атмосферных осадков, повышенная трещиноватость, то формируется открытый карст, т. е. карстующиеся горные породы выходят на дневную поверхность. Если же породы характеризуются слабой трещиноватостью, примесью нерастворимых пород, малая интенсивность атмосферных осадков, то на поверхности образуется водонепроницаемый покров. Образуется покрытый карст. В зависимости от типа карста развитие рельефа протекает неодинаково.

Открытый карст. 1 стадия – стадия юности. В это время атмосферные осадки, стекая по известковым склонам, образуют каровые рытвины. Воронки и колодцы в небольшом еще числе разбросаны по поверхности без всякого порядка. Встречаются поверхностнын реки и ручьи, т. к. трещины еще узкие и не в состоянии поглощать и отводить вглубь всю воду. Грунтовые воды стоят глубоко, движутся по сети узких каналов, среди которых нет еще дифференциации по величине. Стадия зрелости. По сравне нию с предыдущей стадией наблюдаются большие изме нения как на поверхности, так и внутри карстового мас сива. Грунтовые воды залега ют сравнительно глубоко и развитие карстового процесса идет энергично.

Поверхностные реки большей частью исчезли, т. к. трещины стали широкими и отводят всю воду в глубину. Сухие долины по тальвегам покрылись воронками и утратили однообразный уклон. В расположении воронок и колодцев отражается направление тектонических линий(разломов, простирание пород). Наряду с молодыми воронками встречаются старые, в которых накапливается элювий. Часть воронок переходит в блюдцеобразные понижения. Воронки, расположенные цепочкой, сливаются, образуя котловины и полья. Подземные полости увеличиваются происходит их дифференциация по величине, прослеживаются обвалы над пустотами, образуются натечные формы в пещерах. В общем происходит понижение топографической поверхности и постепенное приближение к базису денудации карстовой области.

Стадия старости. Дневная поверхность достигает на больших пространствах базиса денудации. Карстовые формы рельефа изменяют первоначальный облик. Воронки, колодцы уплощаются, полья делаются обширнее, многочисленнее. Во многих местах глубинная циркуляция заменяется поверхностной как в результате провала потолка над пещерными реками, так и в результате углубления польев до горизонта грунтовых вод. Реки, протекающие почти на уровне грунтовых вод, имеют ничтожное падение и поэтому медленное извилистое течение. Карст достигает базиса денудации. Дальнейшее развитие рельефа идет по другим законам. Классическим районом его развития является вершинная поверхность главной гряды Крымских гор – Яйлы. Отсюда изолированные платообразные массивы монолитных карстующихся пород называют яйлами. Здесь в развиты все формы рельефа, присущие открытому карсту. Такие как каровые поля, котловины, западины, воронки, полья, колодцы, шахты и пещеры.

Покрытый карст. На поверхности карстующейся породы происходит быстрое и обильное накопление глиняного материала, что приводит к закупорке трещин и отделяет дневную поверхность от глубинных частей карстового массива. Вертикальная циркуляция, благодаря наличию с поверхности изолирующего слоя, прекращается, хотя грунтовые воды лежат еще очень глубоко. В толще карстового массива наступает задержка и замедление развития. Процесс выще лачивания и образования натечных форм в полостях не происходит, т. к. воды с поверхности не проникают вглубь. Происходят прова лы над пустотами, обуслов ленные силой тяжести как на поверхности, так и в подземных пустотах.

Уровень грунтовых вод понижается, т. к. отсутствует прямой приток поверхностных вод. Источники карстовой области становятся беднее водой, а некоторые совсем исчезают. Происходят значительные изменения на поверхности. Благодаря накоплению обломочного материала, элювия, контраст высот сглаживается. Кора выветривания, сформированная на поверхности, состоит из двух слоев: с поверхности – грубый материал, образовавшийся путем механического распада. Ниже залегают глинистые продукты химического выветривания, принесенные сюда дождевыми и талыми водами, т. е. образуется своеобразный водоупорный горизонт. Вода стекает в самые пониженные места, где образуется или верховодка(грунтовые воды, расположенные очень близко от поверхности), или выступает вода на поверхность, образуя небольшие озерца, которые не имеют никакой связи с залегающими глубоко грунтовыми водами. Формируется «ванновый» или озерный ландшафт.

Слабые, питаемые верховодкой источники, болотца и вороночные озерки, свойственные зрелому покрытому карсту, делают его поверхность сравнительно богатой водой. В процессе денудации карстовые формы сглаживаются. Воронки, расположенные цепочкой, рядами, в процессе денудации сливаются и образуются долинообразные понижения. «Ванновый» (озерный) ландшафт переходит в долинный. В долинах наблюдается периодический сток или, если произошел перехват реки некарстовой области на периферии, устанавливается постоянный срок. Базис эрозии лежит глубоко и реки производят интенсивную глубинную эрозию. Благодаря этому на поверхность могут вновь выводиться карстующиеся породы, вскрываются трещины, начинают действовать поноры. Углубление долин способствует увеличению крутизны склонов. Это усиливает снос коры выветривания с примыкающих водораздельных пространств.

На поверхность выходят карстующиеся породы, на которых развиваются карстовые формы рельефа. Но благодаря наличию глинистого материала, поноры закупориваются и начинается процесс, который приводит к образованию «ваннового» ландшафта, но уже на более низком гипсометрическом уровне. Это происходит в том случае, если не было новейших тектонических движений. Такие циклы могут повторяться неоднократно и сопровождаться каждый раз общим понижением местности, пока не произойдет ее слияние с поверхностью нерастворимых пород.

5. Зонально-климатические типы карста. Карстовый процесс - прежде всего денудационный процесс, поэтому он протекает по разному в разных климатических зонах. Большая часть приведенного выше материала относится к голому карсту, который наиболее типичен для областей со средиземноморским субтропическим климатом. Карстовым процессам наряду с благоприятным геологическим строением здесь способствует климат. Ливневый характер атмосферных осадков и наличие засушливого сезона способствуют интенсивному воздействию дождевых вод на поверхность известняковых пород, сравнительно медленному накоплению элювия.

В странах с умеренным климатом карстовые процессы также развиваются довольно интенсивно, но карстующиеся породы почти всегда прикрыты слоем наносов и хорошо развитым почвенно растительным покровом. Поэтому поверхностные карстовые образования типа долин и провалов не имеют столь резкой выраженности, как в средиземноморских странах. Это области преимущественно покрытого карста, карстовые образования связаны исключительно с подземным выщелачиванием, а поверхностные формы обусловлены провалами и проседанием рыхлого покрова над подземными карстовыми полостями (воронки просасывания).

В тропическом карсте в процессе его развития возникают понижения, разделяющие весь карстовый массив на отдельные возвышенности. Понижения углубляются до уровня базальной поверхности, и дальнейшее развитие тропического карста сводится к расширению этой поверхности за счет сокращения площадей занятых возвышенностями, до их полного уничтожения. В конечном счете это приводит к образованию выровненных карстово денудационных поверхностей. Обычно процесс выравнивания распространяется в определенном направлении, и там, где он начался раньше, перед карстовой областью формируется равнина, получившая наименование окраинной равнины карста.

По морфологии положительных элементов рельефа тропический карст подразделяют на куполовидный, башенный, конический и котловинный. Как указывает И. С. Щукин, эти типы генетически связаны и скорее всего, представляют собой лишь разные стадии в формировании карстового ландшафта или же могут быть обусловлены некоторыми местными геологическими условиями. Куполовидный карст характеризуется тесным скоплением куполообразных возвышенностей, разделенных узкими вогнутыми седловинами то более высокими, то более низкими. Относительная высота куполовидных холмов колеблется от 25 до 150 м при поперечнике основания до 80 м. Седловины не достигают уровня предгорной равнины. Куполовидный карст - всего лишь одна из самых ранних стадий развития карста в тропических областях.

Башенный карст - тип тропического карста, чаще наблюдается по периферии области распространения куполовидного карста. Характерно наличие крутостенных, изолированных, друг от друга возвышенностей, напоминающих башни или столбы, относительная высота которых может достигать 300 и более метров. Возвышенности башни расположены на значительном расстоянии друг от друга и отделены плоскими понижениями, являющимися как бы ответвлением окраинной равнины. Обычно башни пронизаны пещерами и естественными шахтами, их вершинные поверхности изведены кардами и карстовыми воронками. Здесь можно встретить и достаточно обширные плоскодонные понижения типа польев, окруженные башнями и образовавшиеся на месте уже полностью уничтоженных карстовых башен. Морфология башенного карста свидетельствует о том, что в данном типе тропического карста углубление понижений уже закончилось.

Конический карст отличается от башенного морфологией возвышенностей, которые имеют вид более или менее правильных конусов, т. е. склоны их уже значительно выположены. Есть мнение, что формы конического карста образуются в том случае, если развитие башенного карста прерывается тектоническим поднятием. Тогда наступает новый цикл врезания, уровень денудации понижается, и подножья возвышенностей уже не подвергаются, воздействию застаивающихся дождевых вод. Склоны их выполаживаются за счет склоновых процессов. Необходимо упомянуть также о котловинном карсте, который в наиболее полном виде представлен на Ямайке. Он отличается развитием вогнутых карстовых котловин, отделенных друг от друга островерхими известняковыми гребнями. Формирование котловинного карста определяется здесь глубоким залеганием уровня грунтовых вод и сильной раздробленностью известняков.

Типы карстовых отложений. С карстом связано образование различных отложений, а также некоторых полезных ископаемых. Остаточные отложения представляют собой нерастворимый глинистый и алевритовый остаток, образующийся при выщелачивании карстующихся пород. Это, прежде всего краснозем (terra rossa), состоящий из нерастворимых окислов кремния, алюминия, железа (отсюда и красный цвет) и др. , накапливающийся в днище карстовых воронок и пещер, который может преобразовываться в залежи бокситов. Обвальные накопления образуются вследствие обрушения сводов и стен пещер, при провалах днищ карстовых воронок и колодцев, при землетрясениях, а также вследствие резкой смены суточной и сезонной температуры воздуха (обвалы у входа в пещеру).

Представлены отложения неокатанными, несортированными обломками карстующихся пород различной величины (глыбы, щебень, дресва), часто заключенными в алевритовый или глинистый материал, неслоистый или с плохо выраженной слоистостью. Иногда эти обломки сцементированы и образуют брекчии. Мощность отложений иногда достигает нескольких десятков метров. Водные механические отложения накапливаются в основном в пещерных реках и озерах. Представлены они обломочным материалом, часто слоистым. Размыв, перенос и отложение обломочного материала подземными реками подчиняются законам аллювиального процесса наземных рек, хотя и имеют ряд специфических особенностей. Часто в разрезах отложений подземных рек и озер присутствуют прослои и натечные корки осажденного из водного раствора кальцита. Водные хемогенные отложения подразделяются на субаэральные (натечные), образованные главным образом в воздушной среде, и субаквальные - преимущественно в водной среде.

К натечным образованиям относятся разнообразной формы и размеров сталактиты, нарас тающие со свода, и сталагмиты - со дна пещеры, образующиеся при медленном испарении насыщенной углекислотой воды, проникающей по трещинам внутрь пещеры. Сталактиты могут иметь вид бахромы, занавесей, встречаются также бочонковидные и причудливо ветвящиеся формы (гелектиты). Сталагмиты часто имеют конусовидную форму, иногда они сложные пальмовидные, палкообразные , в форме подсвечника и т. п. Размеры их различны, возраст может быть более 200- 300 тысяч лет.

Субаквальные образования пещер представлены корками кальцита, возникающими в пещерных озерах - турах. На дне озер и в небольших углублениях с водой можно встретить белый или желтоватый «пещерный жемчуг» величиной до 15- 20 мм, или скопление многочисленных мелких оолитов. Отложения источников карстовых вод развиты на склонах и в днищах долин у выхода на поверхность, где они образуют иногда значительных размеров по площади известковые туфы. Это обычно пористая порода, часто содержащая органические остатки (растения и раковины моллюсков). С выходами термальных углекислокальциевых вод связано образование травертинов - известковых образований более твердых и хорошо раскристаллизованных в отличие от известкового туфа.

Пещерный лед и снег накапливаются в вертикальных карстовых полостях и в карстовых пещерах, где температура воздуха близка к нулю. Холодные и талые воды, проникающие в подземные полости, могут образовывать ледяные натечные формы (сталактиты, сталагмиты и др.). Органогенные отложения встречаются в пещерах, которые были населены летучими мышами и птицами. Здесь образуются залежи фосфоритов в виде скоплений костей и экскрементов (гуано) летучих мышей и птиц, а также глин, обогащенных фосфатом. Эти отложения служат отличным азотно фосфорным удобрением. Отложения культурного слоя представлены продуктами жизнедеятельности человека и встречаются в пещерах, которые использовались первобытным человеком в качестве жилища. Здесь встречаются кости животных, раковины, орудия труда, глиняные черепки, кострища, погребения и т. п.

6. Псевдокарстовые процессы и формы. Наряду с настоящим карстом в некоторых районах встречаются явления и формы, внешне очень похожие на карст, но имеющие в основе другие причины, чем те, которые ведут к образованию карстовых форм. С деятельностью подземных вод связан процесс суффозии, по своему морфологическому выражению очень напоминающий карст. Однако сущность этого процесса отлична от карстообразования, отчего суффозию относят к ложному карсту, или псевдокарсту. Суффозия - это механический вынос мельчайших частиц породы циркулирующими подземными водами. Наиболее широко распространена суффозия в глинистых породах (глинах, суглинках, лессах), благодаря чему существует и другое не совсем правильное название этого явления «глинистый карст» . Особенно характерен этот процесс для областей с засушливым климатом.

По трещинам усыхания и отдельностям, образующимся в глинистых породах, циркулируют подземные воды и вымывают все более мелкие частицы, нарушая структуру и устойчивость породы. Возникают разнообразные формы просадки грунтов - суффозионные провалы, колодцы, овраги, воронки и блюдца. Уносящая мелкие частицы вода расширяет трещины в глинистых породах, превращая их в колодцы до нескольких метров глубиной. При наличии водоупора, расположенного близко от дневной поверхности, возникает сток подземной воды и вынос частиц в полость, образующуюся под дном оврага. Иногда поверхностный водоток совсем прекращается, поскольку весь сток идет по оврагу под землей. Выход эти воды находят либо в склоне долины, либо у подножия его. Вдоль тальвега поверхностного оврага наблюдается несколько таких колодцев, чередующихся с провалами, образованными при обрушении сводов подземных оврагов.

Провалы представляют собой впадины с вертикальными станками, часто разделенные перемычками - мостами. На участках более интенсивного выноса частиц из глинистых пород (над пустотами, в более рыхлых породах) более энергично происходит процесс просадки грунта, образуются воронки проседания (суффозионные воронки). Они имеют правильную форму и измеряются несколькими метрами в диаметре. В областях развития лёссовых пород значительной мощности, на ровных водораздельных пространствах наблюдается характерный просадочный рельеф, связанный с суффозией, так называемые степные блюдца (поды). Это понижения овальной формы с пологими склонами, глубиной 3- 6 м и несколько десятков или сотен метров в поперечнике. Их образование связано с просачиванием поверхностных вод, выносом из лёссов карбонатов, уплотнением его при замачивании и смыкании пор, приводящим к проседанию. Примером могут служить лёссовые равнины, Украины, Молдавии, Юго Западной Сибири и Средней Азии.

Термокарст (термический карст) заключается в вытаивании подземного льда, входящего в состав толщи мерзлых пород, сопровождающемся образованием различных просадочных форм на земной поверхности. Процесс этот свойствен областям с холодным климатом и многолетнемерзлыми горными породами. Вытаивание ледяных включений, расположенных на небольшой глубине в мерзлых породах, происходит вследствие местного увеличения в них притока тепла. В зависимости от генетического типа льда возникают различные формы термокарста. На участках вытаивания жильных льдов образуются полигональные просадочные формы (сетчатые, ячеи стые и др.), при вытаивании инъекционных льдов - плоскодонно западинные и западинно бугристые формы (различной формы блюдца, воронки, ложбины до 1- 3 м глубиной и несколько десятков метров длиной). Глубокие термокарстовые котловины возникают на сильно льдистых мерзлых породах, пронизанных мощными ледяными жилами. Часто на дне просадочных форм встречаются мелкие и крупные (до 10- 20 км в поперечнике) термо карстовые озера, болота или заболоченные луговины (аласы).

Изучение карста, термокарста и суффозии имеет большое практическое значение. Развитие подземных карстовых полостей в горных породах часто приводит к деформации вышележащих пород (грунтов), что создает угрозу для нормальной эксплуатации различных сооружений (деформации транспортных путей, промышленных и гражданских построек). При строительстве в областях развития многолетнемерзлых грунтов важно учитывать возможность возникновения термокарстовых явлений вследствие строительных работ (выемка грунта и т. п.). При гидротехническом строительстве (плотин для электростанций, водохранилищ, шлюзовых судоходных каналов и т. п.) через карстовые и суффозионные полости может произойти фильтрация воды и осушение водохранилищ и каналов. При разработке полезных ископаемых в карстовых районах необходимо предусмотреть возможный мощный приток карстовых вод и затопление горных выработок.

Карстовый процесс играет вместе с тем и положительную роль во многих аспектах хозяйственной деятельности человека: при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых, при изыскании источников водоснабжения, при осушении болот и т. д. Сами карстующиеся породы (гипс, соль, известняки) часто представляют собой полезные ископаемые; с трещинами и карстовыми пустотами в этих породах связаны месторождения полезных ископаемых, образовавшихся при отложении из гидротермальных растворов различных рудных и других минералов. С погребенным или ископаемым карстом связаны месторождения бокситов, образующихся при поступлении коллоидальных растворов глинозема.

Формы карстового рельефа

В областях карстообразования выделяются поверхностный, переходный и подземный карст. К поверхностным относятся следующие формы.

Карры (шратты) – это узкие линейно вытянутые впадинки и желоба глубиной до 2 м, разделенные грядками округлых или остроконечных очертаний. Карры образуют микрорельеф известняковых плато и куэст и карровые поля. Эти формы распространены в основном в условиях чистых легко растворимых пород, большогоколичества активных трещин и процессов коррозии (разъедания и частичного растворения) горных пород под воздействием атмосферных осадков и тающего снега.. Процесс образования карров затухает, когда они перекрываются глинистой корой выветривания известняков.

Карстове воронки – западины округлой формы диаметром до 100 м и глубиной до 20 м. Выделяются также блюдцеобразные формы с шириной в 10 раз превышающие глубину с пологими до 10 о склонами и конусообразные с крутыми стенками. В областях открытого карста образуются карстовые воронки поверхностного выщелачивания. Среди них выделяются следующие виды(Рис.).

Воронки с понором образуются благодаря наличию зияющих трещин на дне, их расширению и превращению в канал – понор, уводящий поверхностные воды на глубину. Провальные воронки возникают в результате обрушения дна в процессе углубления воронки до подземной полости. Воронки тяготеют к зонам повышенной трещиноватости и дробления пород, к западинам и долинообразным понижениям вблизи речных долин, оврагов, где воды циркулируют более интенсивно. На водоразделах вдоль тектонических трещиин они имеют линейное расположение.

В областях закрытого карста формируютя суфозионно-карстовые формы: блюдца, воронки. Здесь карст сочетается с механическим выносом. Воронки могут испытывать подтопление и превращаться в озера.

При слиянии нескольких карстовых воронок образуются карстовые ванны – обширные понижения округлой или эллиптической формы.

Полья – крупные поверхностные карстовые формы длиной до нескольких десятков километров и шириной в 5 – 10 км. Они тяготеют к развивающимся отрицательлымструктурным формам – грабенам, впадинам. Полья имеют плоское дно и почти отвесные стенки. В основании стенок выходят глинистые некарстующиеся породы.. Глубина таких форм определяется мощностью карстующегося массива. На дне полья имеют речные долины, хотя нередко днища сухие. Полья возникают различными путями- вдоль разломов и складок в результате растворения и размыва.Второй путь – за счет слияния карстовых воронок. Третий – путем провала над подземной карстовой полостью.

Переходные формы – это карстовые полости, объединяющие подземные и поверхностные формы. К переходным формам принадлежат поноры, шахты и галереи. Поноры – это вертикальные полости, имеющие сверху карстовую воронку. Шахты – это естественные глубокие колодцы. Глубина вертикальных шахт на Крымской Яйле более 100 м. На плато Карст пропасть Бертарелли имеет глубину 450 м. По характеру замыкания переходные формы могут быть слепые с одним выходом и переходные с двумя выходами.

Подземные карстовые пустоты имеют щелевидную или трубчатую неправильную форму. Различаются вертикальные и крутопадающие, горизонтальные и пологопадающие каналы.

Галереи развиваются по падению пластов. Открытые галереи соединяются с пещерами на склоне, а закрытые сообщаются только с подземными пустотами. Галереи имеют большую протяженность. Гроты – это расширенные участки галерей.

Нередко они размещаются в местах пересечения галерей и содержат на дне озера.По галереям протекают подземные речки. Иногда подземные реки выходят на поверхность из гротов в виде воклюзских источников. Наиболее крупные карстовые пещеры находятся в США: Мамонтова пещера в штате Кентукки длиной около 240 км, Карлсбадская пещера в штате Нью-Мексико – 50 км, которая уходит на глубину до 403 м. На Урале находится Кунгурская пещера, выработанная в гипсах.

В пещерах отлагаются специфические осадки. Они представлены карбонатом кальция, который осаждается из воды, насыщенной углекислым кальцием. Из капель, просачивающихся с потолка пещер нарастают кальциевые сосульки – сталактиты .

В зависимости от того, выходят ли карстующиеся породы на земную поверхность или они перекрыты сверху некарстующимися отложениями, различают голый и покрытый карст (Н. А. Гвоздецкий выделяет еще задернованный и погребенный 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.

Дождевые или талые воды, стекая по поверхности известняка, разъедают стенки трещин. В результате образуется микрорельеф карров, или шраттов, - система гребней и разделяющих их рытвин или борозд. Борозды и гребни располагаются примерно параллель­но друг другу, если четко выражено падение слоев и трещиноватость пород совпадает с направлением падения. При более слож­ной системе трещиноватости карры располагаются беспорядочно, пересекаются, разветвляются и вновь сливаются. Глубина борозд может достигать 2,0 м.

Покрытые каррами пространства называют карровыми полями. По мере расширения трещин гребни становятся уже, надламыва­ются и распадаются на отдельные обломки. Такие старые карровые поля нередко представляют собой хаотические нагромождения крупных и мелких обломков известняка с кое-где сохранившимися и выступающими над этими нагромождениями карровыми гребня­ми. Карры могут образоваться и в прибрежной полосе при воздей­ствии морского прибоя на карстующиеся породы.

При растворении известняков всегда остается нерастворимая часть, представленная глинистым материалом красного или кир­пичного цвета. Этот элювиальный материал, накапливаясь на по­верхности пород, образует своеобразную кору выветривания, ха­рактерную для карстовых областей,- так называемую терра-росса (красная земля). При значительном накоплении в трещинах глинистый материал терра-росса может полностью закупоривать их, и тогда процесс каррообразования прекращается.

При интенсивной вертикальной циркуляции воды процесс раст­ворения карстующихся пород приводит к образованию поноров - каналов, поглощающих поверхностные воды и отводящих их в глубину закарстованного массива. Размеры и форма поноров раз­нообразны и зависят от степени их разработанности. На поверх­ности поноры выражены зияющими трещинами или отверстиями, в глубине ими начинается сложная система каналов вертикальной циркуляции воды.

Расширение устьев поноров в процессе дальнейшего поверх­ностного растворения приводит к образованию карстовых воронок. Размеры и формы воронок зависят от возраста, типа карстующихся пород и их залегания: от щеле- и блюдцеобразных до колодцеобразных (рис. 81). В покрытом карсте воронки образуются не толь­ко за счет растворения, но и в результатемеханического выноса - суффозии - в поноры залегающих с поверхности нерастворимых пород. Такие воронки называют карстово-суффозионными или во­ронками просасывания. Карстовые блюдца, воронки и неглубокие колодцы в западноевропейской литературе носят название долины.

Карстовые формы рельефа обычно беспорядочно разбросаны по поверхности карстового массива (рис. 82) или сосредоточены вдоль определенных линий, обусловленных направлением подзем­ного стока или залеганием карстующихся пород. Эти формы не являются «застывшими». Они могут переходить одна в другую. Так, карстовое блюдце в результате углубления может перейти в карстовую воронку (см. рис. 81), а карстовый колодец - в резуль­тате выполаживания склонов (рис. 83) в карстовую воронку.

Если стенки понора продолжают растворяться, то канал стано­вится достаточно большим и превращается в естественный коло­дец или естественную шахту. Карстовые шахты и колодцы неред­ко достигают очень большой глубины (в несколько десятков или сотен метров). Одна из таких шахт - пропастей в Пиренеях (Пьер-Сен-Мартен) достигает глубины 1332 м, а пропасть Снеж­ная на Кавказе - 1370 м. Общее направление шахт-пропастей близко к вертикальному, но отдельные участки шахт могут быть почти горизонтальными или наклонными. Шахты часто заклады­ваются на пересечении нескольких систем трещиноватости. При дальнейшем растворении стенок шахты могут превратиться в до­статочно широкие подземные ходы и пещеры.

Естественными колодцами нередко называют формы типа ес­тественных шахт, но меньших размеров. Некоторые исследователи закрепляют термин «колодец» за формами, которые образуются не за счет поверхностного выщелачивания, а путем обрушения свода над подземной полостью. В таких случаях возникают отри­цательные формы рельефа цилиндрической формы, с вертикаль­ными стенками и загроможденным обломками дном. Часто такие колодцы располагаются рядами, как бы отмечая на поверхности направление подземных галерей, над которыми они образуются.

Провальные, или поверхностные, воронки, сливаясь, образуют слепые овраги или формы довольно причудливых очертаний, по­лучившие название «увала». Известны, например, увала до 700 м в поперечнике при глубинах до 30 м. Такие образования представ­ляют собой как бы переходные формы к еще более крупным кар­стовым ваннам - польям.

Полья - обширные, обычно плоскодонные, с крутыми стенка­ми карстовые понижения в несколько километров, а в некоторых случаях в несколько десятков километров в поперечнике.Площадь Попова полья в западной Герцеговине (Югославия) достигает, например, 180 км 2 . По ровному дну полья иногда протекает водо­ток, который в большинстве случаев появляется из одной стенки полья и скрывается в подземной галерее в противоположной стенке.

Происхождение польев не всегда ясно. Видимо, они образуются разными путями. Некоторые исследователи считают, что полье - это одна из поздних стадий развития карстового рельефа, обра­зующаяся за счет слияния многих карстовых воронок и котловин. Если в ходе развития карстового процесса достигается базис кар­стовой денудации - уровень грунтовых вод, дальнейшее развитие такой формы будет возможно только за счет отступания стенок, т. е. роста в ширину, что и приводит к образованию полья. Однако довольно часто встречаются полья с сухим дном, а то и с много­численными карстовыми формами, либо приуроченными к поверх­ности дна полья, либо погребенными под продуктами выветри­вания.

По всей вероятности, возможно не менее четырех различных случаев образования польев. Прежде всего выделяют полья тек­тонического происхождения. Это грабены или мульды, получающие черты карстовых образований со всеми свойственными им морфо­логическими и гидрогеологическими особенностями, присущими карсту. Как правило, это наиболее крупныеполья. Примером та­кого полья является уже упоминавшееся Попово полье в Югосла­вии. Нередко в строении тектонического полья принимают участие и некарстующиеся породы.

Полья могут образоваться за счет размыва и выноса продук­тов размыва нерастворимых пород, залегающих среди раствори­мых известняков. В этом случае размеры полья определяются мас­сой нерастворимой породы, формой ее залегания. Стенки такого полья представляют собой отпрепарированные контакты между нерастворимой породой и известняками. По мнению Н. А. Гвоздецкого, такое происхождение имеет, например, Шаорское полье в Западной Грузии.

Третий путь образования полья - формирование крупной кар­стовой котловины за счет слияния более мелких отрицательных форм рельефа. Очертания таких польев обычно бывают очень из­резанными. Наконец, полья могут образоваться путем провала над подземной долиной реки. О возможности подобного происхождения польев свидетельствует наличие таких своеобразных форм релье­фа, как естественные мосты - остатки обрушившегося свода под­земной галереи, соединяющие два противоположных склона полья. Таково, например, происхождение Ракбахского полья в западной части Югославии. По дну этого полья протекает река, которая появляется с одной стороны полья и уходит вновь в подземную по­лость в противоположной части полья.

Г. Лун, исследовавший карст в Западном Тавре (Турция), при­шел к выводу, что полья Западного Тавра первоначально были речными долинами, но развитие карстового процесса привело к исчезновению рек. Дальнейшее расширение брошенных долин и превращение их в полья связано с корродирующим воздействием на стенки котловин временно заливающих их вод. Накопление во­доупорных продуктов выветривания на дне польев, по-первых, способствует задержанию временных вод, а во-вторых, препятст­вует дальнейшему развитию карста вглубь.

Карстовые явления широко распространены по поверхности Земли. Примерно одна третья часть суши имеет потенциальные возможности для его развития. Карст существенно влияет на ландшафты, рельеф, почвы, растительность, воды, хозяйственную деятельность населения.

Для карста аридных условий характерны: полья, воронки, поноры, желоба и рвы. Атмосферные воды протекая по наклонной поверхности растворяют породу, углубляясь, создают отрицательные форма рельефа. В аридных областях быстрое поглощение атмосферных вод приводит к сухости поверхности, что оказывает огромное влияние на процессы почвообразования и на характер растительности. Для тропического карста характерны положительные формы, высокие и крутостенные останцы в виде столбов, конусов, башен и более мелкие конусообразные и куполовидные формы. Склоны останцов могут быть покрыты карами, пронизаны пещерными ходами. Связан такой тип карста с климатической обстановкой, которая существует в низких широтах уже не один геологический период.

Формы карстового рельефа

Формы рельефа, образованные в результате карстового процесса, делятся на поверхностные и подземные. 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.

Рис. 1. Желобковые карры

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. Они отличаются более правильной округлой формой и мягко округленными краями или 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 или бровками, обрывистыми стенами и нагромождением глыб на дне. Однако в дальнейшем своем развитии эти воронки приобретают сглаженные края и более отлогие склоны.

Рис.2. Карстовый колодец в известняке

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 (рис.2.). 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 присутствует 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 полья. 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.

Так же широко распространены в карстовых областях различного вида пустоты, которые возникают внутри карстующихся пород. Эти пустоты носят название пещер. Пещеры могут быть 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. Пещеры нередко бывают многоэтажны. Получается это потому, что подземные реки и речки прокладывают себе новые пути глубже. В нижних ходах 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.

Рис.3. Карстовая пещера с озером (Кунгурская пещера)

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 – это 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.

В областях с 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.

Необходимо отметить две разновидности карста: это голый и покрытый карст. Описанные 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 России относится к покрытому карсту.

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.