Влияние карста на мезорельеф

Оценивая роль карста в формировании рельефа, исследователи обычно отмечают влияние процесса на его морфологию, не обращая особого внимания на его морфометрические характеристики. Объяснением такого подхода, по-видимому, является ситуация, которая сложилась в науках геолого-геоморфологического направления в период преобладания "геологического подхода" в пони­мании закономерностей развития мезорельефа, при котором ведущая роль в его образовании отводилась эндогенным процессам. Неоднозначность в понимании роли рельефа в развитии про­цесса заставляет сегодня более пристально взглянуть на причин­но-следственные связи между формами мезорельефа и карстом.

Примером попытки разобраться в этой проблеме является сравнительный анализ морфометрических особенностей рельефа закарстованных и не­закарстованных территорий (Назаров, 1996).

Изучение статистики формирования определенных комбинаций ха­рактеристик рельефа с плотностью карсто­вых воронок показало, что между отдельными карстовыми районами имеется существен­ная разница в степени выраженности и направленности хода процессов растворения и выщелачивания и, как следствие, в степени их результирующего влияния на общий харак­тер геоморфогенеза. Для равнинных (платформенных) территорий зависимость, по край­ней мере, двух морфометрических характеристик рельефа от интенсивности развития карста подтверждается – степень расчлененности территории долинной сетью и средняя крутизна склонов увеличиваются по мере уменьшения плотности карстовых форм. Самые большие значения показателей рельефа отмеча­ются на участках с полным отсутствием карстопроявлений.

Кроме того, установлен также факт формирования зоны повышенной вертикальной и горизонтальной расчлененности рельефа по периферии карстовых областей шириной от 1–3 до 20–35 км. Погружение карстующихся нижнепермских толщ под верхнепермские терригенные и терригенно-карбонатные отложения, отличающиеся повышенной трещиноватостью, на относительно небольшую глубину (в среднем около 50 м) спровоцировало усиление процессов долинообразования и увеличение контрастности рельефа в этой полосе по сравнению со смежными территориями.

Географическая типизация карстовых ландшафтов

Совокупность карстовых явлений и форм связана, по современным представлениям, с растворяющей деятельностью поверхностных и подземных вод в областях раз­вития относительно легко растворимых пород. К карстующимся породам в первую очередь относятся известняки. Э. Мартонн (1945) писал даже об "известняковом рельефе", имея в виду карстовый. Известняки (вместе с мраморами) – одна из важнейших групп осадочных и метаморфических пород, широко рас­пространенная в платформенных и орогенных обстановках, характеризующаяся нередко мощностями в десятки и сотни метров и замечательной литолого-фациальной выдержанностью по простиранию. Все прочие в той или иной степени растворимые гор­ные породы – доломиты, мел и мелоподобные мергели, гипсы и ангидриты, соли, железистые кварциты – заметно уступают известнякам в качестве арены развития карста. Лишь изредка массивы таких пород обладают выразительным и масштабным поверхностным и подземным карстовым рельефом.

Карстовые комплексы типизируют, исходя из климатических, литологических, орографических и тому подобных условий. Так, тропический карст противопоставляется карсту внетропических областей, известняковый – гипсовому, горный – равнинному, голый – покрытому, прибрежный – всему прочему. Менее откровенно противопоставляются, как правило, поверхностные формы карста подземным – в силу их очевидной взаимосвязи. В целом разработка единой классификации комплексов форм карс­тового рельефа еще не завершена; для этого, в частности, необхо­димы заострение и решение некоторых спорных проблем карстово­го морфолитогенеза. На двух из таких проблем мы остано­вимся ниже.

Карстовые ландшафты включают в себя формы и элементы рельефа различных рангов: от наноформ и микроформ (карров, мелких воронок) до макроформ (окраинных карстовых равнин). Одни карстовые ландшафты монотонны по своему облику и об­ладают скудным набором типов форм (полосы прибрежных кар­ров, группы однообразных воронок просасывания в покрытом карсте). Другие карстовые ландшафты объединяют разнообразнейшие поверхностные формы и подземные полости (карст гор­ных районов субтропиков). Существенно, что карстовые ландшаф­ты могут включать развивающиеся и отмершие, свежие и релик­товые формы, а также формы, подвергшиеся техногенному воздействию (тампонированные при транспортном и гидротехническом строительстве, освоенные для туризма и метростроения, препа­рированные в ходе добычи полезных ископаемых и др.).

В основу географической типизации карстовых ландшафтов могут быть положены такие определяющие для протекания боль­шинства экзогенных процессов переменные показатели, как тепло и влага. По их сочетаниям предлагается рассматривать шесть важнейших типов формирующихся карстовых ландшафтов.

1. Карстовые ландшафты областей избыточного и достаточно­го увлажнения экваториального, субэкваториальных и тропических поясов. Обилие влаги и особенно тепла, способствующее актив­ному проявлению биогеохимической составляющей карстового процесса, обеспечивает формирование окраинных карстовых равнин – своеобразных карстовых педиментов по периферии "кар­бонатных" возвышенностей. Гипсометрия возникающих поверх­ностей контролируется региональной гидрогеологической обстановкой. Поверхность окраинных равнин испещрена неровнос­тями типа карров, полупогруженных в глинистые осадочные про­дукты. Конические и башнеподобные карстовые останцы, разбро­санные в пределах окраинных равнин, группируются в полосах перехода от равнин к остаточным массивам. В периферической части последних встречаются окраинные полья и крупноячеис­тый карст, в центральной – щелевидные "карстовые переулки". Массивы и останцы изобилуют воронками и провалами, осложнены каррами, нишами и навесами, пронизаны системами пещер. Вдоль морских берегов прослеживаются полосы голого морского карста.

2. Карстовые ландшафты влажных субтропиков, формирующиеся в условиях избытка влаги и достатка (но не более) тепла. Соот­ветственно ослабевает роль биогеохимических процессов в сов­ременном карсте по сравнению с тем, что наблюдается во влаж­ных тропиках. Широко развиты, особенно в горных районах, крупные воронки и провалы, естественные шахты, пропасти, глу­бокие и разветвленные системы пещер, карстовые мосты и арки. Встречаются также реликтовые формы (останцы, полья), унасле­дованные, по-видимому, от еще более теплых эпох.

3. Карстовые ландшафты семигумидных и семиаридных областей субтропиков. Развитие карста протекает в условиях неравномер­ного (по сезонам) атмосферного увлажнения при достаточном поступлении тепла. В подобной обстановке почвенно-растительный покров разрежен и неповсеместен, что существенно влияет на облик карстового ландшафта. Широко развит так называемый "голый карст средиземноморского типа" с карровыми полями на уплощенных поверхностях, склонах и вдоль берегов морей. Мно­гочисленны и разнообразны воронки поверхностного выщелачи­вания, желоба и рвы, провалы, естественные шахты, многие из которых сообщаются с глубокими и разветвленными пещерами. Характерны карстовые котловины, слепые долины, поверхностные формы травертинонакопления и цементации рыхлых отложений. Многочисленны реликтовые формы, прежде всего крупные увалы и полья.

4. Карстовые ландшафты аридных областей тропиков, субтропиков и умеренных широт. В обстановке резкого дефицита влаги современные условия неблагоприятны для активного проте­кания карстового процесса. Распространены карровые поля, в том числе прибрежные (в тропических и субтропических широтах).

Типичны карнизы, навесы и небольшие пещеры по бортам ущелий и по обрывам карбонатных плато. Карстовые ландшафты включают многочисленные реликтовые формы и образования (котловины, провалы, пещеры, толщи цементированных СаСО₃ рыхлых континентальных отложений), возникшие в прежние плювиальные эпохи.

5. Карстовые ландшафты областей достаточного увлажнения средних широт. Умеренное увлажнение в обстановке заметного дефицита тепла не в состоянии обеспечить существенную био­геохимическую составляющую процесса. В равнинных условиях распространен покрытый карст с воронками просасывания, сле­пыми долинами, периодически появляющимися озерами. Встре­чаются поверхностные формы травертинообразования. В горах обычны воронки обрушения и провалы, пещеры, в том числе ледяные, карры-каменицы.

6. Карстовые ландшафты приполярных широт, областей разви­тия вечной мерзлоты и альпийского высокогорья. Резкий дефицит тепла при достатке влаги сказывается на "угнетенном" облике карстовых ландшафтов. Встречаются слабовыраженные карровые поля, навесы и гроты, трещинные колодцы со снегом, воронки, пещеры (часто ледяные). Более интенсивны процессы раст­ворения в гипсах и солях, а среди карбонатных толщ – на сильнотрещиноватых участках, вдоль разломов и вблизи тали­ков. Некоторые поверхностные и многие подземные формы карста, вероятно, имеют реликтовую природу.