Карстовые формы рельефа характерны для. Карстовые 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 СО 2 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;

карровые поля ;

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.

Карст-- совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами -- гипсом, известняком, мрамором, доломитом и каменной солью.

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.

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. 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 км2 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.

По структурным условиям выделяются два класса современного карста: равнинный и горный. В пределах этих классов в зависимости от геологического строения, истории развития территории карст и связанные с ним формы рельефа подразделяются на ряд По составу пород выделяются карбонатный, сульфатный, галоидный (соляной) и переходные между ними типы карста (карбонатно-сульфатный и др.). Внутри литологических типов выделяются подтипы, например, в карбонатном карсте выделяется известняковый, меловой,

доломитовый и др. На основании того, развивается ли карст в настоящее время на поверхности или под покровом каких-либо отложений, выделяют в первом случае голый, или средиземноморский, карст, а во втором -- покрытый, или восточно-европейский (русский), карст.

По возрасту карст разделяется на современный (развивающийся) и древний (не развивающийся), или ископаемый. Все представленные классы и типы карста развиты во всех климатических поясах земного шара. Широко они распространены и на территории Русской равнины, где выделяется восемь карстовых областей, включающих ряд провинций и округов с различными типами карста. На карте видно, что на большей части Русской равнины развит карбонатный карст, преимущественно известняковый. На меньшей площади и, главным образом, в южных районах развит меловой карст. Несмотря на разнообразие типов карста, для всех них характерны одни и те же или близкие формы рельефа.

На поверхности карстовые формы представлены каррами, желоба­ми и рвами, понорами, воронками разных типов, западинами, котлови­нами, слепыми долинами (рис. 8.1).

Карры - это разнообразные неглубокие выемки, образованные в основном выщелачиванием известняков поверхностными атмосфер­ными водами. Н. А. Гвоздецким, одним из знатоков карста, были вы­делены карры следующих типов: лунковые, трубчатые, бороздчатые, желобковые, трещинные и ряд других (рис. 8.2 и рис. 16 на цветной вклейке). Все эти формы имеют глубину до 20 см, редко размах рель­ефа достигает 1-2 м. Наиболее типичны желобковые карры, представ­ленные параллельными желобками, разделенные острыми грядами. Рель-

еф с желобковыми каррами напоминает стиральную доску, а участки развития многочисленных карров называют карровыми полями.

Желоба и рвы представляют собой более протяженные и глубокие участки карстового выщелачивания поверхности известняков, наследу­ющие поверхностные трещины и достигающие глубины 5 м.

Поноры - узкие отверстия, наклонные или вертикальные, возника­ющие на узлах пересечения трещин при дальнейшем развитии процес­са растворения и выщелачивания. Эти каналы служат стоком поверх­ностных вод и направляют их вглубь массива горных пород.

Карстовые воронки подразделяются на: 1) воронки поверхностного выщелачивания-, 2) провальные-, 3) вороши просасывания (коррозионно- суффозионные, по Н. А. Гвоздецкому). Первый тип воронок напомина­ет собой воронку от взрыва снаряда или бомбы (рис. 8.3). Образуются они за счет выщелоченной с поверхности породы. Обычно в центре такой воронки располагается понор-канал, по которому уходит вода. Диаметр воронок обычно до 50 м, редко больше, а глубина 5-20 м. Провальные воронки связаны с обрушением свода над полостью, выра­ботанной водами на некоторой глубине. Коррозионно-суффозионные воронки возникают в том случае, если карстующиеся известняки пере­крыты пластом песчаных отложений и последние вмываются в нижележащие карстовые полости. При этом из пласта песка уносятся

отложения в поноры и образуется воронка просасывания или вымыва­ния. Процессы суффозии широко распространены в природе.

Блюдца и западины представляют собой мелкие, небольшие кар­стовые воронки. Если воронки разных генетических типов сливаются по несколько штук вместе, то образуется карстовая котловина с рядом углублений на дне. Иногда дно у котловин может быть плоским.

Полья представляют собой довольно большие, на сотни метров в диаметре, неправильной формы понижения, образовавшиеся при слия­нии ряда котловин и воронок. В том числе провальных.

Карстовые колодцы и шахты - это каналы, уходящие почти верти­кально в известковые массивы на десятки и сотни метров при диаметре в несколько метров. Они образуются при выщелачивании по трещинам, иногда поверхностными водными потоками, размывающими известня­ки. Шахтами называются вертикальные полости глубиной свыше 20 м, а меньше - колодцами. Если шахты соединяются между собой, а также с субгоризонтальными ходами и пещерами, то образуются карстовые про­пасти, достигающие глубины в 1000 м и более.

Слепые долины представляют собой небольшие речки, протекаю­щие в закарстованных районах, имеющие исток, но внезапно оканчива­ющиеся у какой-нибудь воронки или поноры, куда и уходит вся вода. Иногда долины бывают полуслепыми, когда вода речки вдруг уходит под землю, а потом, через несколько километров, появляется вновь, как это происходит в Западном Крыму около Севастополя. Речка Су- уксу, начинаясь на склонах гор, внезапно исчезает, и дальше продолжа­ется лишь ее сухая долина с галькой. Через 10-12 км река вновь появ­ляется в виде мощного источника и уже как р. Черная впадает в Севастопольскую бухту. Надо отметить, что такие слепые и полусле­пые долины широко развиты в местах распространения карстующихся пород - на Урале, в Башкирии, в Ленинградской, Смоленской, Ниже­городской областях, в Крыму и на Кавказе.

В некоторых районах Европейской равнины известны озера, кото­рые внезапно исчезают, а потом вновь появляются. Дело в том, что эти озера находятся в карстовых котловинах или воронках. Поноры, при­сутствующие в них, забиты илом, и тогда вода в озерах держится. Но если такая «пробка» вымывается, то и вода уходит в понор и глубже в карстовые полости.

Карстовые пещеры возникают различными способами: путем раство­рения, выщелачивания и размыва; путем обрушения, раскрытия и по­следующего размыва тектонических трещин. Подземные воды, протекая по трещинам или тектоническим раздробленным зонам, постепенно ра­створяют и выщелачивают известняки или доломиты. Таким образом формируются пещерные полости, часто многоэтажные и сложные, когда отдельные крупные пещеры - «залы» - соединяются с другими узкими каналами, щелями, нередко с текущими по ним ручьями.

Крупные пещерные комплексы формируются продолжительное вре­мя - десятки и сотни тысяч лет. В пещерах сделаны многие важные палеонтологические и археологические находки, которые позволяют да­тировать верхние этажи пещер более древним возрастом, чем нижние. Развитие пещер тесно связано с колебаниями уровня зеркала подзем­ных вод и местным базисом эрозии, например рекой, а также тектони­ческими движениями. При понижении зеркала грунтовых вод уже вы­работанные полости пещер осушаются, и процесс растворения и выщелачивания переходит на более низкий уровень. Так может про­должаться несколько раз согласно этапам врезания реки и колебаниям уровня грунтовых вод. В области многолетнемерзлых пород в пещерах развиты натечные формы, состоящие из льда.

На дне пещер часто встречаются красноватые глинистые отложе­ния, так называемая «терра-росса», или «красная земля», представляю­щие собой нерастворимую часть карбонатных пород, обогащенную окис­лами железа и алюминия. Однако наиболее впечатляющей особенностью ряда карстовых пещер являются сталактиты и сталагмиты - при­чудливые натечные образования, создающие неповторимый облик пе­щерных залов (рис. 8.4). Все дело в том, что вода, капающая с потолка пещер, насыщена газом СО, за счет растворения карбонатных пород, а кроме того, насыщена бикарбонатом кальция - Са (НСО,) 9 . Происхо­дит это по реакции

СаС0 3 + С0 2 + Н 2 0 ^ Са (НС0 3) 2 .

Эта вода, капая с потолка, теряет часть углекислоты, в результате чего реакция сдвигается влево и бикарбонат снова переходит в СаС0 3 , который и откладывается как на потолке пещеры (сталактит), так и на днище (сталагмит). В первую очередь на полу пещеры возникают на­плывы, похожие на растаявший воск свечи. Это так называемые гуры. Затем на гурах возникают сталагмиты с широким основанием, а еще позже - напоминающие палку или столб. Много позже на потолке пещеры начинают формироваться стлактиты, очень похожие на обык­новенные сосульки. Через какое-то время сталактиты и сталагмиты могут сомкнуться, и тогда образуются колонны причудливой формы. Прекрасные многоярусные пещеры есть в горах Крыма, где они сфор­мировались в мощных толщах известняков верхней юры; в Чехии, Сло­вении, на Урале, Кавказе и в других местах.

До сих пор речь шла об открытом карсте. Однако во многих райо­нах, особенно платформенных, где развит закрытый карст, встречаются

так называемые суффозионные воронки. Они возникают в том случае, когда из толщи отложений, перекрывающих карстовые формы, начина­ется процесс вымывания в карстовые полости. Постепенно на месте этой толщи образуется воронка, а еще ниже - полости, куда эти отложения и могут провалиться (рис. 8.5).

Карстовые формы развиваются везде, где присутствуют карстующи- еся породы - известняки, доломиты, гипсы, ангидриты, каменные соли. В пределах Русской плиты широко развит покрытый карст, т. к. извест­няки карбона и девона повсеместно перекрыты моренными и флювио- гляциальными четвертичными отложениями. Встречается также и древ­ний карст, например под Москвой, где в карстовых формах на поверхности каменноугольных известняков карманами залегает глинистая верхняя юра. В течение перми, триаса, ранней и средней юры этот район был сушей и на ней интенсивно происходило карстообразование.

Гипсовый карст развит на северных склонах Уфимского плато в Башкирии, где распространены нижнепермские красноцветные породы с прослоями гипсов, доломитов. Карстовые котловины там имеют глуби­ны до 100 м и диаметр до нескольких километров. Пещеры гипсового карста в Приднестровье имеют протяженность 142,5 км (пещера Опти­мистическая), занимая второе место в мире. Знаменитая Кунгурская «ле­дяная» пещера в Пермской области в Приуралье имеет в длину 5,6 км и образована в гипсах и ангидритах кунгурского яруса нижней перми. Она славится своими гротами длиной 150-160 м с ледяными потолка­ми на сводах и полу.

Карстом называются явления, возникающие в растворимых горных породах (известняк, доломит, гипс, реже соль, мел) под совокупным действием поверхностных и главным образом подземных вод. Явления карстообразования приводят к возникновению особых форм рельефа: карров, воронок, колодцёв, шахт, карстовых котловин, польев и др.
Условия образования карстовых форм: 1) наличие растворимых пород; 2) наличие трещин, делающих эти породы водопроницаемыми; 3) небольшой уклон поверхности, позволяющий воде не только стекать, но и просачиваться; 4) значительная мощность карстующихся пород; 5) их возвышенное положение или низкое положение уровня грунтовых вод, обеспечивающее вертикальную циркуляцию воды в породах; 6). достаточное, но не избыточное количество воды.
Когда карстующиеся породы находятся на поверхности, карст называют открытым (средиземноморским); если эти породы прикрыты другими «породами, некарстующимися, карст называется покрытым (среднеевропейским).
Карры (шратты) - глубокие борозды на обнаженной поверхности карстующихся пород, разделенные узкими, часто острыми гребнями. Расположены карры рядами, параллельными друг другу, или представляют сложные ветвящиеся лабиринты. Глубина карров колеблется от нескольких сантиметров до 2 м.
Образование этой формы карстового рельефа вызвано химическим и механическим воздействием воды дождей, тающего снега, моря (в полосе прибоя) на поверхность растворимых пород. Растворение протекает интенсивно в понижениях, по которым стекает вода.
Форма и размеры карров зависят от химического состава и характера трещиноватости пород, а также от климата. Лучше всего карры выражены в чистых известняках в сухих субтропиках. В этих условиях борозды и гребни более или менее симметричны и имеют примерно одинаковые размеры.
Скопления карров образуют труднопроходимые карровые поля . Co временем поверхность, покрытая каррами, изменяется: трещины расширяются, гребни разрушаются, возникают нагромождения глыб известняка, очень типичные для областей развитая открытого карста. Карровые поверхности почти всегда лишены растительности.
Карстовые воронки свойственны как открытому, так и покрытому карсту (рис. 109). Это наиболее типичная и широко распространенная форма карстового рельефа. Различают воронки поверхностного растворения и провальные, а также воронки «просасывания».

Воронки поверхностного растворения образуются в областях открытого карста в результате растворения стенок трещин, рассекающих поверхность. По форме они бывают блюдцеобразными и конусообразными. Блюдцеобразные понижения поверхности возникают при растворении стенок многочисленных мелких трещин. При растворении стенок глубокой трещины образуется конусообразная воронка с крутизной склонов 30-45°. На дне такой воронки находится понор - отверстие, через которое уходит стекающая в нее вода.
Провальные воронки - результат обрушивания кровли подземных пещер - имеют крутые, обрывистые склоны, на дне - нагромождение глыб обрушившихся пород. Co временем, если обрушивание приостанавливается, склоны воронки становятся более отлогими.
Воронки «просасывания» распространены в области покрытого карста. Образуются при вымывании стекающей в понор водой песчано-глинистых частиц из поверхностных нерастворимых пород. Если вымываемые частицы закупоривают понор, рост воронки замедляется или совсем прекращается. Внешне воронки просачивания напоминают конусообразные воронки растворения. Склоны их обычно покрыты растительностью.
Карстовые воронки при закупорке понора или при поднятии уровня грунтовых вод могут стать местом скопления воды и превратиться во временные или постоянные карстовые озера.
При расширении больших трещин в карстующихся породах возникают карстовые колодцы и шахты.
Карстовые колодцы - впадины цилиндрической формы, достигающие глубины десятков метров. Ширина карстового колодца обычно не меньше его глубины. Образуются они в результате обрушивания сводов подземной полости.
Естественные шахты похожи на трубу с изгибами и расширениями, спускающуюся на большую глубину от поверхности (самая большая глубина карстовой шахты около Триеста - 523 м). В карстовых колодцах и шахтах могут исчезать реки.
Обширные замкнутые котловины, встречающиеся в карстовых областях, получили название польев . Полья занимают площадь до нескольких сотен квадратных километров (например, Ливанское полье в Западной Боснии - 379 кв. км). Ровное дно польев ограничено уступами высотой в несколько сотен метров. На дне, выстланном наносами, могут возвышаться известняковые горы - останцы, протекать реки. При затоплении водой полья превращаются в постоянные или временные озера.
Образование польев может быть вызвано не только процессом карстообразования, но и тектоническими процессами, а также выносом нерастворимых пород, залегающих среди известняков.
Долины рек в карстовых областях обычно возникают в результате обрушивания сводов тоннелей над подземными реками. Их можно отнести к типу каньонов. Местами при обрушивании сводов возникают карстовые мосты.
В карстующихся породах наряду с особыми формами рельефа поверхности создаются разнообразные подземные полости - пещеры . Они возникают преимущественно в толщах известняков, гипса и каменной соли в результате расширения трещин под действием грунтовых вод. В растущих пещерах часто протекают водотоки, расположены озера. Когда грунтовые воды по трещинам уходят вниз, пещеры осушаются и перестают расти. Если сверху в пещеру просачивается вода, капельки которой испаряются с потолка и пола, пещеры, возникают натечные образования углекислой извести, постепенно заполняющей пещеру. С потолка в виде гигантских сосулек свешиваются сталактиты, с пола навстречу им поднимаются сталагмиты. Встречаясь, они сливаются в колонны. Во влажном воздухе пещеры (с рекой или озером) натечные образования не создаются.
Карстовые пещеры достигают особенно больших размеров в мощных толщах известняков, деформированных тектоникой.
Наибольшими размерами из всех известных пещер отличается пещера Хеллок (Швейцария, Альпы). Ее длина (без боковых ответвлений) - 78 км. Мамонтова пещера имеет длину 74 км, без ответвлений - 48 км. В России интересна Кунгурская пещера. Она образована в гипсе, залегающем среди пластов известняка и доломита. Сложный лабиринт наиболее ветвящихся изученных галерей пещеры протягивается на 4-5 км. Пещера имеет несколько этажей. На дне пещеры более 30 озер различных размеров. Площадь самого крупного из них около 200 кв. м, глубина - 4-6 м. Кунгурская пещера относится к типу холодных (ледяных) пещер.
Воздух холодных (ледяных) пещер имеет в течение всего года низкую температуру в связи с тем, что сообщается с наружным воздухом через отверстие (вход), расположенное в верхней части пещеры. Зимой холодный тяжелый воздух заполняет пещеру, летом он остается в ней и не успевает прогреваться. Попавшая в пещеру влага замерзает, образуя лед.
В противоположность холодным пещерам в теплых пещерах вход, расположен в нижней части. Холодный воздух, заполняющий пещеру зимой, летом стекает из нее, уступая место поднимающемуся вверх, теплому воздуху. В таких пещерах археологи нередко находят остатки стоянок древних людей.
Пещеры с двумя входами - верхним и нижним - называют сквозными (ветровыми). Температура воздуха внутри таких пещер близка, к температуре наружного воздуха.
Стадии развития карстового рельефа. В начальной стадии развития карстового рельефа (молодой карст) грунтовые воды залегают глубоко. Породы на поверхности почти лишены трещин и слабо пропускают воду. Существуют наземные водотоки. На поверхности обнаженного карста возникают карры, появляются воронки, колодцы. По мере расширения трещин и увеличения их количества просачивание усиливается, но часть воды еще остается на поверхности.
Просочившаяся вода скапливается над водоупорным слоем (слой может быть водоупорным временно, до расчленения его трещинами), образуя отдельные потоки.
В стадии зрелости процесс закарстования идет снизу и сверху. На поверхности возникают провалы, воронки сливаются в котловины, появляются полья. Почти вся вода с поверхности уходит по трещинам вниз, вертикальная циркуляция воды приводит к возникновению пещер. Грунтовые воды образуют сплошную сеть водотоков.
В стадии старости формы карстового рельефа теряют определенность; воронки уплощаются, полья расширяются, на поверхности скапливаются труднорастворимые продукты выветривания, засоряя поноры. Разрушенная поверхность снижается до уровня грунтовых вод, поэтому вертикальная циркуляция вод заменяется горизонтальной, вырабатывается нормальная речная сеть. Реки текут медленно, образуются болота. Поднятие поверхности или опускание уровня грунтовых вод может вызвать оживление процессов карстообразования и обновление рельефа.
Карстовые явления обусловлены прежде всего присутствием растворимых пород, поэтому.они возникают на разных широтах. Растворимые породы занимают около 34% поверхности суши, и даже если учесть, что карстовый рельеф развит далеко не на всей этой площади, широкое распространение его не подлежит сомнению. Карстовый рельеф широко развит по побережью Адриатического моря (от плато Карст до Греции), в Альпах, в Крыму, на Черноморском побережье Кавказа, на Урале, в Прионежье, во многих районах Сибири и Средней Азии, на Ямайке, на территории Северной Америки (штаты Кентукки и Теннесси, в Северном Юкатане, во внутренних районах Флориды), в Китае, Австралии и др.
Карстовые районы отличаются не только особым рельефом, они характеризуются общим своеобразием физико-географических условий, связанных прежде всего с особым режимом вод.
Пересеченность карстовых районов, бедность поверхности водой делают эти районы малопригодными для хозяйственного использования.