Умови виникнення і типи карсту

Карстовими називають геоморфологічні процеси, які відбувають­ся завдяки здатності поверхневих чи підземних вод здійснювати хімічне вилуговування або розчинення осадових гірських порід — карбонатних, сульфатних, сольових. Такі процеси відповідно форму­ють досить своєрідний вигляд земної поверхні. Свою назву вони от­римали на честь гірського масиву Карст поблизу Трієста на східному узбережжі Адріатичного моря. Зважаючи на поширення карстового рельєфу (карсту) на слов’янських територіях, чимало спеціальних термінів цього явища мають автохтонну природу — доліна, полья тощо.

Визначальною умовою розвитку карстових процесів є наявність гірських порід, здатних до вилуговування (чи розчинення). За цією ознакою розрізняють сульфатний (поширений у сульфатних поро­дах — гіпсі, ангідриті, мірабіліті, бариті та деяких інших), карбонат­ний (карстові процеси відбуваються у вапняках, доломітах та поро­дах, багатих на сидерит, магнезит тощо) і сольовий (поширений пере­важно у товщах кам’яної та калійної солей) карст.

Процес вилуговування, по суті, є різновидом процесу хімічного вивітрювання, в якому важливу роль відіграє карбонатна кислота, за участю якої утворюються гідрогенкарбонати, що зазвичай легше роз­чинні у воді, ніж відповідні солі.

Карстові процеси відбуваються інтенсивніше за наявності опти­мальних для цього геологічних, гідрогеологічних, геоморфологіч­них та кліматичних умов, а також потужних джерел вуглекислого газу тощо. До найсприятливіших умов карстового процесу належать такі.

Достатня кількість СО2, розчиненого у воді. Джерелами С0₂, що міститься у природних поверхневих і підземних водах, можуть бути: а) атмосфера, з якої вода поглинає оксид карбону (IV) під час падіння дощових крапель (щоправда, кількість поглиненого газу вкрай незначна); б) біохімічні процеси зумовлюються переважно життє­діяльністю мікроорганізмів, що є в ґрунтах і верхній товщі порід літосфери, по яких циркулюють підземні води; в) розкладання орга­нічних решток на земній поверхні або поблизу неї; г) «ювенільний» оксид карбону (IV), яким атмосферні води часто насичуються у про­цесі своєї глибинної циркуляції. Це особливо часто спостерігається в областях сучасної або минулої вулканічної діяльності.

Крім вуглекислого газу в розкладанні вапняків та інших порід можуть брати участь деякі інші кислоти, наприклад гумінові, а також сульфатна, що утворюється у місцях виходу на поверхню сірководне­вих вод.

Рельєф плоских межиріч і спадистих схилів, що забезпечує тривалий вилив поверхневих вод на гірські породи та значну інфільтрацію. Круті схили зумовлюють стікання поверхневих вод та їхнє мінімальне проникнення вглиб.

Значний об’єм гірських порід, здатних до вилуговування, та відсутність великої кількості домішок, що гальмують перебіг кар­стового процесу.

Структура породи здатна спричинити інтенсивну міграцію підземних вод у масиві порід, що зазнають карстових процесів. По­ристість, ніздрюватість, наявність каверн (великих і дрібних порож­нин) у породах зумовлює повсюдне проникнення підземних вод і вилуговування порід у значних об’ємах. Велике значення має ухил водотривких порід, від якого залежить спрямований рух підземних вод і транспортування у розчиненому стані вилугуваних мінераль­них мас.

Вплив тектонічного чинника, що сприяє дренуванню гірських порід системою розломів, тріщин та інших деформацій.

Достатнє зволоження, сприятливий температурний режим, які визначають кількість біомаси, потрібної для утворення оксиду карбону (IV), гумінових та нітратної кислот, що поліпшують агре­сивність підземних вод. Іноді клімат заважає карстовим процесам, наприклад багаторічна мерзлота перешкоджає доступу вод до ма­сивів порід, здатних до вилуговування.

Сприятливі умови для оновлення підземних вод — значна трі­щинуватість порід, що забезпечує надходження підземних вод, які здійснюють карстовий процес, до осередків розвантаження, а та­кож сприяє припливу свіжих поверхневих ненасичених вод. Велико­го значення при цьому набуває дреиованість, тобто досить високе гіпсометричне положення товщі порід, придатних для карстових про­цесів, завдяки чому підземні води характеризуються значною дина­мікою.