Карстовi процеси I карстовi форми

Пiд карстом розумiють розчинення порiд поверхневими i пiдземними водами i утворення своєрiдних форм рельєфу, рiзних порожнин i печер в шарах землi.

До карстуючих порiд вiдносяться кам’яна сiль, гiпс, вапняк, крейда, ангiдрит, доломiт i частково мергель.

Термiн "карст" пiшов вiд трансформованої назви вапнякового плато пiд назвою "Крас" на території Словеніїбіля (біля італійського міста Трiєст), яке знаходиться на північному узбережжі Адрiатичного моря. Там явища карстоутворення набули найбiльш типового вираження i в перше були детально вивчені.

Але цей процес або скорочено – карст, протiкає всюди, де поширенi карстоутворюючi породи, якi можуть бути не тiльки на поверхнi, а й на глибинi. Такi територiї є на Українi (Волино-Подiлля, Крим), на Кавказi, Передураллi, в горах Алтаю i Середньої Азiї та  на iнших територiях.

Відповідно до рiвня прояву процесiв, карст пiдроздiляють на поверхневий  i   глибинний (або пiдземний), де розвивається своєрідні форми рельєфу.

Поверхневi карстовi форми.   Найменшi з них борозни i жолоби, що розділені гребенями. Сукупнiсть цих заглиблень і гребенів називають  каррами (від старого нім. Каrrеn найбільш вірогідний переклад – “борозни від коліс воза”). Гребенi мiж ними досягають висоти 8-12 метрiв. Але бiльше поширенi карстовi лійки. Вони мають діаметр вiд 1 до 50, рiдко до 100 м, а глибину до 15-20 м i бiльше. Отвори, через якi поглинається вода називаються понорами. Нерідко трапляться провалля – своєрідні шахти з розширеннями на глибині або карстовi колодязi.

Серед карстових форм є  карстовi улоговини, а коли вони об’єднуються – утворюються полья (хорватське “полья” – поля) – великi замкнутi пониження рельєфу (улоговини) з крутими бортами.

Пiдземнi карстовi форми або печери. Вивченням печер займається наука спелеологiя  (вiд лат. spelunca – печера) - складова частина карстознавства.

Тi, хто вивчає печери, попадає в дивовижний, таємничий свiт пiдземного царства: перед їх очима (при освiтленнi) відкриваються підземні казкові палаци. Але нерідко дослідники попадають у царство холоду, сиростi i вiчної темноти. По дну багатьох печер течуть струмки i рiчки, буває, що дно великих печер покривають холоднi і темнi озера або мулистi осадки. Іноді поверхня озера покрита кальцитовою кіркою, яка нагадує лід.

Печери бувають рiзної довжини – вiд кiлькох метрiв до сотень кiлометрiв. Найбiльшу на Землi довжину ходiв має печера “Флiнт-Мамонтова” – 560 км. Вона знаходиться в США (штат Кентуккi) біля м. Луісвілл. Друге мiсце належить печері “Оптимiстична”, що знаходиться у нас на Подiллi, в Тернопільській обл., біля с. Кораловка, на захiд вiд долини Збруча. Загальна довжина дослiджених ходiв (до кiнця вони ще не пройдені) понад 165 км  і в деяких місцях має 3 яруси  (данi на 1997 рiк). Тут же знаходиться ще кiлька великих печер: “Озерна”, довжиною 107 км (біля с. Стрілковці), “Попелюшка” – 80 км у Чернівецькій обл. на межі з Молдовою біля с. Подвірне, “Кришталева” біля с.Кривче в Тернопільській обл. – 22 км (невелика частина її вiдкрита для масового туризму), “Млинки” в цій же області 15,1 км. Всi печери Подiлля утворились у товщi гiпсiв, а в Криму вони розвинулись у вапняках. Найбiльша з них “Червона”, що має довжину ходiв 13,1 км і знаходиться в горах.

Щодо глибини проявів карстових процесів, то вони залежать не тільки від потужності карстуючих порiд, а й вiд тектонiчних умов територiй, бо печери нiби опускаються з шарами цих порід. Найглибша на планеті печера “Жан-Бернар”, що знаходиться на території Францiї (в Савойських Альпах) – понад 1606 м. На другому місці на Кавказі шахта Пантюхіна – понад 1508 м (1988 рік). На третьому мiсцi – печера “Снiгова”, що знаходиться на Кавказi (бiля с. Дурипш Гудаутського р-ну за 20 км вiд “Новоафонської” печери). Вхід у печеру починається на висотi 1975 м, а пройти її відважним підземним мандрівникам вдалось до глибини 1380 м. Спелеологи вважають, що її глибина може бути бiльше 1600 м. До числа дуже глибоких порожнин належить природна шахта “Київська”, яка має глибину 1080 м. Знаходиться вона в Узбекистанi на плато Кирк-Тау. 

Печери живуть довго, але i вони не вiчнi. Проходять сотнi i тисячi рокiв i вони заповнюються рiзними уламковими породами, обвалюються i нерiдко зовсiм зникають.

За яких же умов утворюються печери?

Шари карстуючих порід повиннi бути великої потужностi (товщини) і мати деякі  особливостi залягання. Щоб вода могла розчиняти ці породи, вона повинна проникнути у трiщини карстуючих порід. Утворюватись тріщини можуть від різних причин:  в процесі  перетворення  порід (катагенезу), від тектонiчних рухів, тиску верхніх порід та вивiтрювання. Найбiльше поширенi тектонiчнi трiщини, якi пересiкають рiзнi шари осадочних порiд. Вiд них розгалуджується багато дрібних тріщин.

Атмосфернi опади, випадаючи на поверхню карстуючих порiд, проникають у трiщини на різну глибину. Циркулюючи по пiдземних порожнинах вода розчиняє породу i може утворювати великi гроти (франц. grotte - печера) – розширені частини печер, що мають висоту до 50-60 м. Найбільший у світі грот знаходиться на о. Калімантан. Його довжина 700 м, ширина 300, а висота 70 м.

Отже, рухома вода – також необхiдна умова для утворення печер.

Крiм розчинення, при достатньо швидкiй течiї пiдземних вод вiдбувається ще й механiчне розмивання порiд.

Деякi печери утворюються завдяки дiї артезiанських (фонтануючих) вод. Буває, що з-під землі витікають великі джерела карстових вод, розширяючи вихід з печери. Їх називають воклюзами. Назва пішла від р. Воклюз, яка у Франції бере початок з такого ж джерела.

Атмосфернi води, проникаючи по трiщинах, рухаються спочатку вертикально. Досягаючи водотривкого шару, або мiсцевого базису ерозiї, вода переходить у горизонтальний рух i тече в напрямку падiння шарiв гiрських порiд. Отже, вiдбувається спочатку утворення вертикальних колодязiв, якi потiм розвиваються у горизонтальнi печери. Нерiдко буває так, що дно печери пропускає воду через трiщини ще глибше. Тому внизу може формуватись ще один поверх порожнин, тобто утворення нової печери.

Верх i стiни печери покриваються рiзноманiтними кальцитовими, гiпсовими та iншими натiчними формами  (у виглядi бурульок або органних труб), якi називаються  сталактитами (від грец. σταλακτος – той що стікає по краплині). Вони мають довжину до 10 м. Проте в Іспанії в печері Де-Нерья (біля м. Малага) є сталактит висотою 59 м, але він упирається у дно печери і підтримується її стінкою. Знизу, назустрiч сталактитам виростають теж натiчнi форми, якi називаються  сталагмiтами (від грец. σταλαγμος - краплина). Їх висота може досягати 6-8 м., а форму мають рiзну: конусоподiбну, пальмоподiбну (нагадує стовбур пальми), у виглядi стовпа або кущеподiбних, ніби коралових утворень. В Чехії є печера “Красногорська”, де виріс сталагміт-рекордсмен, що має висоту 32 м. Другим за висотою є сталагміт, що  виріс у Франції в печері “Авен Арманд” – 29 м.

Печери можуть iснувати десятки i сотнi тисячолiть, що залежить вiд порiд, гiдродинамiчних умов, фiзико-хiмiчних процесiв тощо. Вiк печер Подiлля – близько десяти млн. років. Стільки часу пройшло відтоді, коли в результатi пiдняття земної кори вiдступило море,  в лагунах якого утворилась товща гiпсiв.

Розглянуті питання дають достатньо повне уявлення про різноманітний стан води в шарах Землі, її походження, водопроникність гірських порід, положення по глибині, хімічний склад та мінеральні води. В достатній мірі для даного курсу висвітлені питання виникнення зсувів, розчинення гірських порід і утворення форм поверхневого і підземного карсту.