КАРСТ

Растворение некоторых горных пород вызывает целый ряд явлений, которые называются карстовыми. Слово «карст» обозначает такие формы рельефа, которые были образованы вследствие растворения горных пород, таких, например, как каменная соль, гипс, мел, известняк, доломиты. Карстовые явления были впервые изучены на плато Карст (от названия которого и произошло название этого явления), расположенном к северо-востоку от города Триест на побережье Адриатического моря. Толщу карстующихся пород можно разделить на 3 этажа.

Верхний. Здесь вода быстро уходит вниз, и растворение идет слабо. Поэтому этот этаж как бы «корочкой» покрывает образовавшиеся внизу пустоты. Иногда «корочка» ломается, и на поверхности появляются провалы. В зависимости от формы и размеров они носят названия воронок, блюдец, колодцев и шахт. Эти шахты и колодца могут иногда достигать значительных глубин. Самая глубокая из известных карстовых шахт находится недалеко от города Верона (Италия). Провал на склоне горы Машук в Пятигорске — крупная, глубиной 26 метров, карстовая котловина. В воронках и котловинах часто образуются озера.

Средний. Здесь активнее всего растворяются породы. Этот этаж расположен между высшим и низшим уровнями грунтовых вод. Здесь вода циркулирует по трещинам в горных породах и, растворяя их стенки, расширяет их, превращая в сложную систему разнообразных по величине подземных каналов.

Нижний. Здесь карстовые процессы замедляются, так как вода там застаивается, насыщается углекислотой и перестает растворять горные породы.

Растворимость карстующихся пород тем выше, чем больше химическая активность воды, а это в свою очередь зависит от количества растворенных в ней кислот, особенно углекислоты, поступающей в воду из атмосферы, при извержении вулканов, при разложении органических остатков, при пожарах лесов и торфяников. Усиливает карстовые процессы деятельность небольших животных, создающих ходы.

Во многих районах планеты карстующиеся породы покрыты некарстующимися — это закрытый карст. Он характерен для равнин. В горах же, где преобладает снос материала, подверженные растворению породы выходят на поверхность, и здесь развит так называемый голый карст. В этих случаях земная поверхность часто изъедена бороздами, называемыми каррами (нем. karren — небольшие остроконечные гребешки, разделяющие неглубокие крутосклонные впадины от нескольких сантиметров до 2 метров). Они образуются растворяющим действием воды атмосферных осадков. Направление и рисунок карров зависят от строения слоев в горной породе. Нередко карров так много, что поверхность напоминает гигантские пчелиные соты. Ходить по ним очень трудно. Со временем голый карст может стать покрытым. Так как породы растворяются не полностью, нерастворимый осадок известняков — глинистый материал — накапливается на их поверхности, закупоривает трещины, препятствует дальнейшему карстообразованию.

Карстовые явления нередко приводят к образованию подземных пещер. Карстовые пещеры — замечательные создания природы. Они состоят из галерей, тоннелей, гротов и залов, расположенных на разных уровнях и соединенных шахтами и колодцами. Нередко по тоннелям несется вода, а залы заняты глубокими озерами. Красивейшей в Европе считается пещера Постойна Яма в Словении. Общая протяженность ее около 20 км. По некоторым ее тоннелям протекает река, в которой водятся безглазые рыбы. В России знаменита Кунгурская пещера в Предуралье, длина которой около 6 км, в ней находятся более 30 озер. Самая большая пещера — Мамонтова (США, штат Кентукки); суммарная длина всех ее ответвлений — 240 км.

Основным украшением карстовых пещер являются каменные сосульки (сталактиты) и каменные столбики (сталагмиты). В каплях, стекающих с потолка и стен пещер, содержится много углекислой извести, которая образовалась в результате растворения известняков. Капли стекают медленно, подолгу висят на одном и том же месте, частично испаряются. Углекислая известь осаждается из них и постепенно образует сталактиты. Со дна пещеры, куда капли в конце концов срываются, навстречу им растут сталагмиты. Местами сталактиты и сталагмиты сливаются в причудливые колонны — сталагнаты. Цвет их зависит от примесей в породе. Они могут быть ярко-белыми, желтыми, коричневыми или бурыми.

Грунты с карстовыми явлениями ненадежны для любого вида инженерных сооружений, осложняют земледелие, так как не только иссушают почвы, но и нарушают поля провалами и воронками. Под влиянием карста происходит немало удивительных явлений: буквально пропадают реки, ручьи, озера (проваливаются под землю); некоторые реки внезапно «выныривают» на поверхность. Известны случаи, когда дома проваливались в карстовые полости, а целые кварталы разрушались. Так, в ЮАР в 1962 году исчез под землей, в провале, целый завод, а позже — жилой дом. В ноябре 1989 года в Предуралье было предотвращено крушение поезда, остановленного всего за несколько метров до карстового провала, над которым рельсы повисли в воздухе на целых 3 метра. Опасны провалы на трассах газо- и нефтепроводов, вдоль линий электропередач.

Несмотря на «коварство» карста, с ним можно бороться: нагнетать по скважинам цемент в подземные пустоты или «залечивать» воронки грунтом. Именно эти мероприятия позволили в карстовых районах вести строительство: так были возведены гидроэлектростанции на реках Уфе и Днепре.

Продольный разрез карстовой пещеры (1 — вход, 2 — сталактиты, 3 — сталагмиты, 4 — подземное озеро).

Под землей карст может даже стать помощником человека: по карстовым пещерам спелеологам (исследователям пещер) удается проникнуть на сотни метров в глубину планеты для ее исследования.

В тропиках карст образует причудливые башни, конусы и купола высотой до 300 м и более. Нередко они смыкаются и порождают фантастические образования. Их поверхность изъедена каррами, а на склонах чернеют многочисленные устья пещер, пронизывающих их толщину. Очень живописны ландшафты тропического карста на Кубе, во Вьетнаме, в Китае, где карстовые башни, конусы напоминают фантастические деревья в «каменном лесу». Здесь же, на юге Китая, находится самая обширная карстовая область Земли, занимающая территорию около 600 тыс. км². Часть ее затоплена морем, а карстовые башни выступают над его поверхностью куполовидными островами различных размеров.

В нашей стране карст встречается во многих районах: в Европейской части России, на Кавказе, в Прикаспийской низменности, на Урале. Распространен карст также и в Восточной Сибири, в Прибайкалье и Приморье.