Что такое пустоты в географии
Карст
Под термином «карст» подразумевается ландшафт, сформированный вследствие растворения пород. Ландшафтная структура подразумевает наличие небольших и крупных пустот, нередко заполненных водой. Образуется карстовый рельеф в течение длительного геологического периода. В результате появляются уникальные поверхностные и подземные структуры. Описываемые ландшафты занимают примерно 10% поверхности планеты.
Что такое карст
Карст – это немецкое слово, диалектически трансформированное название словенского известнякового плато Крас. Так называют совокупные явления и процессы, обусловленные деятельностью вод, проявляющиеся растворением горных пород и появлением в них пустот. Этим же термином обозначают специфические рельефные формы на местностях, где породы относительно легко растворяются водой. К таким породам относятся гипс, известняк, доломит и прочие минералы.
Термин «карст» подразумевает не только процесс растворения, но и его итог – рельефное образование. Карст распространен по всему земному шару. В Евразии крупные участки рельефа находятся в горной части Крымского полуострова, на берегах Адриатического моря, в Кавказских и Уральских горах, на Среднеазиатских нагорьях.
В результате растворения пород формируются специфические рельефные формы:
Карстовые пещеры могут протягиваться на сотни километров. Насыщенные минералами капли, текущие с потолка, образуют вытянутые, устремленные вниз наросты – сталактиты. Из упавших на пол капель постепенно вырастают устремленные вверх образования – сталагмиты. При срастании сталактит и сталагмит формируют колонну – сталактон.
Существуют формы, похожие на карст, но им не являющиеся. Это псевдокарст, к которому относятся:
Развитие карста
Карст образуется при следующих условиях:
Образование карста наблюдается, когда грунтовая поверхность разрушается водой, насыщенной углекислотой. В атмосфере во время дождя вода поглощает углекислый газ. Дождевые капли, просачиваясь в грунт, растворяют больше диоксида углерода, в итоге формируется слабая углекислотная вода. При постоянном образовании она разрушающе воздействует на карбонаты. Пустоты увеличиваются, подземная система дренажа расширяется, пропускает все больший объем воды. В итоге интенсивность формирования карста повышается.
Виды карста
По минеральному составу выделяют:
По периоду формирования:
По глубине нахождения растворяющихся пород и подземных вод:
По присутствию покровной массы:
Карстовые ландшафты
Карстовый ландшафт – скалистая местность с сухой, голой или имеющей скудный растительный покров поверхностью. Рельеф сложный, включающий карры, воронки, пещеры и прочие поверхностные и подземные объекты вымывания.
Карстовые ландшафты встречаются на всей планете, одни из них хорошо заметны, другие скрыты. Самое крупное по площади образование находится в Австралии – известняковая равнина Наллабор (200 тысяч км 2 ). А самое глубокое формирование – достопримечательность Мексики. Это Пещера ласточек – провал диаметром 60 м и глубиной 370 м. Впадина настолько глубокая, что внутри нее сформирована своя атмосфера, образуются облака.
Территории с карстовым рельефом неблагоприятны для строительства, создания дорожной сетки, добычи полезных ископаемых. Из-за подземных пустот грунт непрочный, а значит, высока вероятность провалов и разрушения построек.
Борются с карстовым процессом, укрепляя дороги балочными конструкциями, засыпая пустоты песком или глиной, отводя поверхностные воды, перекрывая выход карстовой структуры непроницаемым для воды экраном.
Карст
Содержание
Развитие карста
Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. По морфологии выделяются следующие образования: карры, колодцы, шахты, провалы, воронки, слепые карстовые овраги, долины, полья, карстовые пещеры, подземные карстовые каналы. Для развития карстового процесса необходимы следующие условия:
Виды карста
По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий. Различают также «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова (например, Горный Крым), и «покрытый» или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров.
Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки, карры, желоба, котловины, каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры, галереи, полости, ходы) форм рельефа. Переходные между поверхностными и подземными формами — неглубокие (до 20 м) карстовые колодцы, естественные туннели, шахты или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста, через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются поноры.
Псевдокарст
Существуют также формы, внешне очень похожие на карст — псевдокарстовые формы. Одной из разновидностей псевдокарста является термокарст, связанный с таянием погребённого льда или протаиванием мёрзлых пород в областях распространения вечной мерзлоты.
Другой разновидностью является глинистый карст. Это глубокие подземные ходы и провалы, очень напоминающие настоящий карст, возникающие в сильнокарбонатных суглинках и глинах при условии хорошо развитой трещиноватости.
См. также
Галерея
Холмистый карстовый ландшафт в близ Блэк-Хеда (северо-восточная оконечность р-на Баррен, графство Клэр в Ирландии).
«Ведьмин палец», сталагмит, (Карлсбадская пещера, США)
Священный Сенот, Чичен-Ица, Юкатан, Мексика
Новоафонская пещера. Зал «Геликтовый грот». Каменный водопад «Апсны». (Абхазия)
Драпировка, пещера Сорек (Израиль)
Драпировка, пещера Сорек (Израиль)
Сталагнат в проходимую пещере Бисеруйка на острове Крк, Хорватия
Голубое озеро — пресноводное карстовое озеро около города Имотски в южной Хорватии, лежит в глубокой Карстовой воронке
Красное озеро — пресноводное карстовое озеро, сформированной, возможно, в результате разрушения подземной пещеры, около города Имотски, Хорватия
Карстовая пещера-пропасть Гавьярень, Малые Карпаты
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Карст» в других словарях:
карст — карст, а … Русское словесное ударение
карст — карст, а … Русский орфографический словарь
карст — карст/ … Морфемно-орфографический словарь
Карст — Дикарский Крас, плато в Дикарском нагорье; Словения, Хорватия. Хорват, название Крас (Kras) от и. е. основы kar камень (ср. албан. фрак. karpe, кельт, kar, рум. carsi с тем же значением). Нем. плато Карст (Karst). Под этим названием плато вошло в … Географическая энциклопедия
карст — karst Karst карстові явища (від назви плато Карст, або Крас, у Югославії) явища, що виникають у розчинних природними водами гірських породах (вапняку, доломітах, ґіпсах, кам’яній солі та ін.). В результаті карстових процесів утворюються такі… … Гірничий енциклопедичний словник
КАРСТ — КАРСТ, известняковые плато комплекс неровностей, выпуклых выходов горных пород, впадин, пещер, исчезнувших потоков и подземных стоков. Возникает в растворимых водой и выветриваемых горных породах. Процесс типичен для известняка, а также для тех… … Научно-технический энциклопедический словарь
Карст — [по известняковому плато к В. от Триеста] 1. Совокупность явлений, связанных с деятельностью воды (поверхностной и подземной) и выражающихся в растворе нии г. п. и образовании в них пустот разного размера и формы. Для развития К. необходимы:… … Геологическая энциклопедия
карст — а; м. Геол. Совокупность явлений, связанных с растворением водой горных пород и образованием в них пещер, пустот, впадин и т.п. ◁ Карстовый, ая, ое. К ые явления. К. рельеф. К ые пещеры. * * * карст (нем. Karst) (карстовые явления), явления,… … Энциклопедический словарь
карст — (по назв. плато Крас (Kras) в Югославии) карстовые явления явления, возникающие в растворимых водой осадочных горных породах (известняки, гипс) и выражающиеся в образовании углублений в виде воронок, котловин, провалов, пещер и т. п. форм. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка
КАРСТ — КАРСТ, карста, мн. нет, муж. (нем. Karst, от названия плоскогорья в Альпах) (геол.). Вид и свойство земной поверхности в областях, почва которых состоит из растворимых крупнозернистых пород (известняков, гипсов, каменной соли). Толковый словарь… … Толковый словарь Ушакова
КАРСТ — КАРСТ, а, муж. (спец.). Состояние земной поверхности в областях, почва к рых образована из растворимых природными водами осадочных крупнозернистых пород. | прил. карстовый, ая, ое. Карстовые явления (образование подземных пещер, воронок, котловин … Толковый словарь Ожегова
Карст
Карстовые ландшафты занимают около 10% поверхности Земли, образуя долины с причудливым рельефом. Формирование занимает много лет и происходит как на поверхности, так и под землей.
Что такое карст
Карст — двузначное понятие. С одной стороны, под ним подразумевают явление природы. Потоки воды, много лет воздействующие на мягкие горные породы, растворяют камень. В результате образуется особый рельеф — полости, овраги, каньоны. Подобные деформации ландшафта в совокупности тоже именуют словом “карст”.
Геологический заказник “Горный карст Крыма”
Развитие карста
Из определения карста как природного явления становится понятен процесс его развития — вода долго воздействует на камень и растворяет его. Но на практике такое становится возможным только при определенных условиях:
Когда все факторы “встречаются” вместе запускается процесс образования карста. Вода с агрессивным для мягких пород составом постепенно разъедает их. Причем ее подвижность и повышенная температура только ускоряют деформацию камня и солей. Под ее воздействием на поверхности земли появляется трещина. Чем шире она становится, тем больше воды через нее просачивается, поэтому разрушение происходит быстрее. В результате трещина становится настолько большой, что жидкости, чтобы заполнить ее, не хватает.
Получившееся образование уже называется карстом. Впоследствии оно будет изрезать стенки трещины, углубляться и вызывать большее разрушение пород.
Карстовые ландшафты
В зависимости от интенсивности воздействия водных потоков, состава горных пород, изначального рельефа местности, карст может принимать множество подземных и поверхностных форм. Так в недрах находят:
Поверхностный карстовый ландшафт выглядит разнообразнее:
Но не все воронки, трещины, пещеры появляются из-за растворения водными потоками каменных пород. Очень похожие деформации вызывает термокарст, разновидность псевдокарста. В отличие от “настоящего” он вызван таянием подземного льда. В результате поверхность просаживается, поверхность покрывается оврагами, нишами и т.д.
Виды карста
Классификаций, которые позволяют отнести карст к той или иной разновидности, несколько. По составу осадочных пород выделяют:
По глубине воздействия:
По времени формирования:
На степень разрушения поверхности влияет наличие некарстующегося покрова. Он обеспечивает частичную водонепроницаемость горных пород.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Карстовые пустоты
Карстовые пустоты образуются в грунтах, содержащих каменную, соль, гипс и другие растворимые вещества. Вода растворяет и уносит с собой частицы этих веществ, образуя в грунте каналы и пещеры. [2]
Если карстовые пустоты находятся ниже базиса дренирования в данном районе ( в частности, на горизонтах ниже уровня реки или крупного водоема), то они обычно полностью заполнены водой. Выше уровня дренирования карстовые пустоты заполнены водой лишь частично. [3]
Среди пещер, в известняках ( карстовые пустоты и трещины) отложились различные минералы, содержащие уран, ванадий и радий; среди них туранит и тан-гейт-ванадаты меди-имеют промышленное значение, кроме тюямуюнита-ванадата уранита кальция. [7]
Нередко совместно с трещинами выветривания в карбонатных породах наблюдаются и карстовые пустоты ( каверны и полости), возникающие под действием атмосферных осадков. По открытым протяженным трещинам кислые поверхностные воды проникают далеко в глубь пород, расширяя за счет их растворения трещины и каналы, создавая неравномерно-пористые участки, каверны и полости выщелачивания разнообразной формы. [8]
Для предупреждения провалов земляного полотна, в зависимости от причин, которые могут их вызвать, расположенные вблизи земляного полотна неукрепленные или плохо укрепленные горные выработки засыпают или укрепляют иным способом, карстовые пустоты закладывают камнем или забивают грунтом. Во избежание образования новых пустот грунтовые воды отводят дренажами в сторону от земляного полотна. Если провал образовался на болоте вследствие разрыва сплавины, насыпь опускают на минеральное дно болота. [11]
Ширина и длина карстовых образований могут достигать десятков метров. Карстовые пустоты обычно заполнены водой, песчано-глинистым и обломочным материалом. Эта вода может попадать через трещины в разрабатываемые котлованы и затоплять их. Своды пустот с течением времени обрушаются, образуя на поверхности земли провалы, которые могут быть причиной разрушения возводимых в этих районах гидротехнических сооружений. Все это требует уплотнения и упрочнения закарстован-ных пород. [13]
Провалы в земляном полотне обычно являются результатом продолжающихся карстовых процессов в основании, при которых об разуются пустоты в виде подземных каналов, полостей, пещер в гор ных породах. Чаще всего карстовые пустоты образуются из-за раство рения водой каменной соли, гипса, мела, ангидридов, в меньшей сто пени известняков. До выполнения капитальных работ по предупреждению и ликви дации карстовых провалов в целях обеспечения безопасности движения поездов на карстовых участках применяют укладку продольных железобетонных подшпальных лежней в балластном слое; эти лежни в свою очередь опирают на длинные ( 16 м) поперечные лежни. Всю систему рассчитывают таким образом, чтобы лежни поддерживали путевую решетку при появлении под балластным слоем воронки. [15]
Карстовые формы рельефа
Карстовые процессы. Известняки, мел, гипс и некоторые другие родственные им породы для воды почти непроницаемы. Но в природных условиях во многих случаях они имеют большое количество трещин. Атмосферные и другие воды проникают по трещинам на различную, иногда очень большую глубину, образуя подземные воды. Условия жизни этих вод могут в значительной степени отличаться от грунтовых. Если трещины не забиты рыхлыми породами, то воды движутся по ним свободными подземными потоками. Если же трещины заполнены рыхлыми породами, то подземные воды движутся здесь так же медленно, как и грунтовые воды. В тех случаях, когда твердые породы сравнительно легко растворяются водой, трещины расширяются и образуют сети подземных ходов и пещер, по дну которых текут подземные потоки, а в расширенных участках образуют подземные озера. Особенно часто подобные образования наблюдаются в областях распространения известняков, мраморов и гипсов.
Поверхность подобных областей обыкновенно бывает очень неровной и в высшей степени своеобразной. Здесь прежде всего бросаются в глаза многочисленные воронкообразные углубления, различной величины естественные колодцы и шахты, вытянутые, но замкнутые со всех сторон понижения различной величины и формы (рис. 211). Словом, рельеф местности приобретает настолько характерный вид, что его трудно смешать с другими. Области подобного рода носят общее название карстовых областей или просто карста.
Для карстовых областей характерно отсутствие поверхностных вод и глубокое залегание подземных вод, что сказывается не только на формах поверхности, но и слабом развитии растительного покрова. Характерны для карстовых областей также подземные реки, выходы мощных источников, нередко образующих целые речки, наличие чаще небольших, но глубоких озер с чистой водой и пр. Карстовые области широко распространены по Земле. В качестве примеров наших карстовых областей можно указать на Ленинградскую область (районы, примыкающие к южным берегам Онежского озера), на многие районы Крыма, Кавказа, Приуралья и др.
Карстовые формы рельефа. 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. 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'(воронки поверхностного выщелачивания). Они отличаются более правильной округлой формой и мягко округленными краями (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 (бровками), обрывистыми стенами и нагромождением глыб на дне. Однако в дальнейшем своем развитии эти воронки приобретают сглаженные края и более отлогие склоны.
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. 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 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.
Пещеры. Широко распространены в карстовых областях различного вида пустоты, которые возникают внутри карстующихся пород (рис. 212). Эти пустоты носят название пещер. Пещеры могут быть очень 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, рис. 213). Пещеры нередко бывают многоэтажны. Получается это потому, что подземные реки и речки прокладывают себе новые пути глубже. В нижних «этажах» 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. У нас в СССР пещер много в Крыму, на Алтае, в Приуралье и других местах.
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 (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 (Кунгурская ледяная пещера Пермской области).
В областях с сильно 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.
Главнейшие стадии развития карста. Рельеф карстовых областей подвержен довольно быстрым изменениям. Человек, уехавший из района, где протекают энергичные процессы карстообразования, через 2 десятка лет может не узнать хорошо знакомой ему местности. Он увидит многочисленные новые воронки, новые озера и т. д.
В развитии рельефа карстовых областей различают несколько стадий. Первая стадия —образование карровых полей, а также глубоких воронок и колодцев, разбросанных пока еще редко и без всякого порядка. Эту стадию можно назвать начальной. Она связана с поднятием выровненной (пенепленизированной) местности в связи с вертикальными движениями земной коры. Это приводит к более глубокому положению уровня грунтовых вод, что и обусловливает вертикальное движение вод (вертикальную циркуляцию).
Следующая стадия характеризуется широким распространением долин и польев, растущих главным образом в ширину. Для этой стадии характерно отсутствие поверхностных водотоков (воды ушли в глубину) и наличие «мертвых» (т. е. лишенных воды) долин рек. Воронки, в большом количестве покрывающие местность, сливаются друг с другом. Эту стадию называют зрелым карстом.
Наконец, наступает период старости, поверхность карста понижается, образование долин и польев почти прекращается, и поверхность выравнивается, на ней появляются отложения рыхлых водоупорных пород. Грунтовые воды держатся близко к поверхности. Вместо вертикальной циркуляции возникает горизонтальная циркуляция вод. Развивается речная сеть. Реки имеют медленное течение. Под влиянием боковой эрозии рек местность все больше и больше выравнивается. Низины заболачиваются.
Однако достаточно нового эпейрогенического поднятия, как все снова меняется. Следовательно, отмеченные нами стадии развития в действительности протекают иначе. Продолжающиеся эпейрогенические движения могут поддерживать начальную стадию, возобновлять её в стадии зрелости и старости и т. д. Словом, это не повторяющиеся циклы, а более сложные, непрерывно идущие изменения.
Географическое значение карста. Карстовые процессы оказывают исключительно большое влияние на все физико-географические условия местности. Они резко изменяют рельеф, изменяют характер и режим подземных и наземных вод. Быстрое поглощение атмосферных вод приводит к сухости поверхности, что оказывает огромное влияние на процессы почвообразования и на характер растительности. Даже при значительных осадках в карстовых областях широко распространена сухостепная растительность и встречаются обширные участки, лишенные растительности. Все это в свою очередь отражается и на животном мире.
Но особенно большое значение имеет карст в хозяйственной деятельности человека. Пересеченный рельеф и отсутствие поверхностных и близких к поверхности грунтовых вод крайне затрудняют земледелие. То же отсутствие вод мешает развитию животноводства.
Рост воронок, наличие подземных пустот и повторяющиеся провалы создают огромные трудности в дорожном строительстве и в использовании уже построенных железных дорог (усиление надзора за дорогами, необходимость резкого снижения скоростей поезда и др.). Но особенно большие трудности возникают здесь при гидросооружениях. Нередки случаи, когда сооруженные плотины не могли поднять до нужного уровня воды, потому что они уходили в пустоты карста. Цементирование дна таких бассейнов требует затраты колоссальных сил и средств.
Большие затруднения вызывает также использование карстовых источников для целей водоснабжения. Не говоря уже о трудностях, связанных с сооружением водосборных бассейнов, здесь возникают трудности, связанные с загрязнением воды. Весной, при таянии снегов, воды, поступающие по трещинам и понорам, вызывают помутнение вод карстовых источников.
Воздействие человека на природу карстовых областей пока еще очень затруднительно. Однако внимательное изучение карста при планировании сооружений может в большей степени предупредить вредные последствия. Подобные исследования проводились в пределах Самарской Луки и позволили принять соответствующие меры при строительстве Куйбышевской плотины и водохранилища.
Половинкин, А.А. Основы общего землеведения/ А.А. Половинкин.- М.: Государственное учебно-педагогическое издательство министерства просвещения РСФСР, 1958.- 482 с.