Факторы карста

Глава 1.

Факторы карста.

Сначала скажем, что такое  карст. Карст (от названия плато Краст, или Крас, в Словении) – это  совокупность специфических форм рельефа  и особенностей наземной и подземной  гидрографии, свойственной некоторым  областям, сложенным растворимыми горными породами (Гвоздецкий, 1981). Другими словами, карст – это растворение горных пород водой и растворёнными в ней веществами. Известняк, гипс, доломиты, ангидриты, калийные и каменные соли, мел, мрамор: всё это карстующиеся породы.

  Самыми распространёнными являются известняки. Их на поверхности Земли гораздо больше, чем остальных растворимых пород. Но известняки характеризуются относительно слабой растворимостью. Главное условие растворимости известняка – достаточное количество растворённого углекислого газа в воде. Тогда вода становится химически агрессивной и энергично воздействует на карбонатные породы. Также на известняки хорошо действуют гуминовая, серная и другие кислоты. Карбонаты кальция и магния сравнительно плохо растворимы в воде, однако они образуют с углекислотой легкорастворимые бикарбонаты Са(HCO3)2 и Mg(HCO3)2 (Рычагов, 2006).

   Назовём главные факторы карстообразования.

 1).Во-первых, наличие горной породы, которая будет растворяться. Без растворимых пород карстовый процесс, естественно, не идет.

 2).Наличие самого растворителя (который будет растворять породы), т.е. воды с растворенным в ней углекислым газом либо органических кислот.

 3).Условия рельефа поверхности. На пологих и горизонтальных поверхностях карст образуется и развивается быстрей, чем на крутых склонах. Это объясняется тем, что на крутых склонах вода не успевает тщательно проникнуть в глубь породы. На равнинах же вода застаивается и быстро насыщается растворенным веществом.

 4).На развитие карста влияют и чистота, и мощность известняков. Чем чище и мощнее толща известняком, тем более они подвержены карстообразованию. Если толща породы будет сильно загрязнена, то и реакции разложения будут проходить гораздо медленнее, так как грязь или другие нерастворимые вещества почти не растворяются. Более значительные толщи чистых растворимых пород предопределяют и большие масштабы образующихся карстовых форм.

 5).Структура пород. Грубообломочные известняки карстуются меньше, чем однородные мелкозернистые. В последних доля воздуха в объеме породы существенно меньше.

 6).Климат. Он влияет на карст и прямо, и опосредованно. Во-первых, при прочих равных условиях, более влажный климат более «агрессивен» в отношении растворимых пород. Кроме того, существенно наличие или отсутствие вечной мерзлоты, препятствующей проникновению воды в породы. Также  присутствует влияние растительного покрова. Чем менее густой покров, тем меньше вода будет обогащаться различными кислотами.

 7).При наличии трещиноватости карстующихся пород появляется возможность проникновения агрессивных вод в толщу породы. Таким образом, образуются различные формы подземного карста.

 8).Также для карстообразования необходимо наличие водообмена (отток насыщенной растворённым веществом воды и постоянный приток свежего растворителя).

 Факторы 1 и 3 объясняются геологическим строением местности.

 Факторы 2 и 8 связаны с физико-географической обстановкой.

 На факторы 2 и 6 влияет климат и почвенно-растительный покров поверхности Земли.

 Геоморфологические и гидрологические условия характеризуют 8-ой фактор.

 9) Стоит заметить, что, кроме наземного карста, существует ещё и подземный. По механизму это можно назвать подземной циркуляцией. Она тоже очень важна для карста. Для каждой карстовой области можно выделить три этажа (зоны) (Рычагов, 2006).

  Первый - это верхняя зона, охватывает толщу породы от её выхода на поверхность до начала грунтовых вод. Эта зона называется зоной аэрации. В ней преобладает периодическое свободное гравитационное движение воды.

  Далее идёт средняя зона, зона периодически полного насыщения. В этой зоне совершаются резкие колебания уровня подземных вод, связанные с периодическим поступлением воды с поверхности. Циркуляция воды здесь почти горизонтальная. Эта зона наиболее активна в отношении глубинного карстообразования, в частности пещерообразования. Границы зоны проходят между уровнями грунтовых вод.

  Нижняя зона – зона постоянного полного насыщения. Находится между наинизшим уровнем грунтовых вод и водоупорным горизонтом. Циркуляция в ней преимущественно горизонтальная. По краям карстовой области эта зона даёт начало рекам. С помощью этой зоны происходит разгрузка подземных вод на поверхность.

  Для зоны аэрации характерны временные источники, функционирующие в период поступления воды  с поверхности во время снеготаяния или дождей.

  Для средней зоны тоже характерны временные источники, но они гораздо мощнее и функционируют больше времени.

  Постоянные источники характерны для  зоны постоянного насыщения.

  Все эти источники и различия между ними связаны с различием гидрогеологических условий зон карстовых массивов.

  Сочетание всех благоприятных для карста факторов обусловливает наиболее интенсивное его развитие в тех или иных регионах на Земле.