КАРСТ

Фото А. А. Лукашова Карстовый ландшафт в национальном парке Плитвичка-Езера (Хорватия).

КАРСТ (Karst, от нем. на­зв. пла­то Kras в Сло­ве­нии), об­щее название про­цес­сов рас­тво­ре­ния и от­час­ти ме­ха­нич. раз­мы­ва гор­ных по­род при­род­ны­ми во­да­ми, а так­же ком­плек­са воз­ни­каю­щих при этом форм рель­е­фа. Осн. ус­ло­вия раз­ви­тия К.: на­ли­чие мас­си­ва рас­тво­ри­мой и тре­щи­но­ва­той гор­ной по­ро­ды, рас­тво­ри­те­ля – во­ды «аг­рес­сив­но­го» по от­но­ше­нию к по­ро­де со­ста­ва, воз­мож­но­сти дви­же­ния во­ды по тре­щи­нам – по­сто­ян­ный её от­ток и при­ток но­вой. Кро­ме то­го, ин­тен­сив­но­сти и глу­би­не раз­ви­тия К. спо­соб­ст­ву­ют: рель­еф (по­ло­гий склон бла­го­при­ят­нее кру­то­го), чис­то­та ми­нер. со­ста­ва и зна­чит. мощ­ность от­ло­же­ний, од­но­род­ная и мел­ко­зер­ни­стая струк­ту­ра по­ро­ды (гру­бо­об­ло­моч­ные или ра­ку­шеч­ные из­вест­ня­ки ху­же кар­сту­ют­ся), кли­мат (дос­та­точ­ное ко­ли­че­ст­во те­п­ла, вла­ги, от­сут­ст­вие мно­го­лет­не­мёрз­лых по­род) и свя­зан­ный с ним ха­рак­тер рас­тит. по­кро­ва, спо­соб­ст­вую­щий по­вы­ше­нию хи­мич. «аг­рес­сив­но­сти» во­ды (вслед­ст­вие раз­ло­же­ния рас­тит. ос­тат­ков во­да обо­га­ща­ет­ся уг­ле­кис­лым га­зом, гу­ми­но­вы­ми, азот­ной и др. ки­сло­та­ми), гид­ро­гео­ло­гич. ус­ло­вия тер­ри­то­рии (под­зем­ная цир­ку­ля­ция во­ды).

В за­ви­си­мо­сти от со­ста­ва по­род раз­ли­ча­ют К.: кар­бо­нат­ный (из­вест­няк, до­ло­мит, мел, мра­мор и пр.), суль­фат­ный (гипс, ан­гид­рит) и со­ля­ной (ка­мен­ная, ка­лий­ная со­ли). Наи­бо­лее рас­тво­ри­мы со­ля­ные от­ло­же­ния, за­тем сле­ду­ют гипс и ан­гид­рит, ме­нее рас­тво­ри­мы при обыч­ных ус­ло­ви­ях кар­бо­на­ты. Од­на­ко кар­бо­на­ты рас­про­стра­не­ны го­раз­до ши­ре, чем бо­лее рас­тво­ри­мые по­ро­ды. В пре­де­лах ма­те­ри­ков об­на­жён­ные и не­глу­бо­ко по­гре­бён­ные кар­бо­нат­ные по­ро­ды за­ни­ма­ют пл. до 40 млн. км², гип­сы и ан­гид­ри­ты ок. 7 млн. км², ка­мен­ная соль до 4 млн. км². В свя­зи с этим наи­бо­лее ши­ро­ко рас­про­стра­нён и изу­чен кар­бо­нат­ный К. Раз­ви­тие К. про­ис­хо­дит под со­во­куп­ным воз­дей­ст­ви­ем ат­мо­сфер­ных, та­лых, по­верх­ност­ных (ре­же мор­ских) и под­зем­ных (вклю­чая тер­маль­ные) вод. При­сут­ст­вие в при­род­ной во­де ио­нов разл. со­лей и ки­слот, а так­же га­зо­вых ком­по­нен­тов по­вы­ша­ет её рас­тво­ряю­щую спо­соб­ность. Во­да, на­сы­щен­ная ди­ок­си­дом уг­ле­ро­да, рас­тво­ря­ет из­вест­ня­ки во мно­го раз ин­тен­сив­нее, чем хи­ми­че­ски чис­тая во­да. Суль­фат­ные по­ро­ды и со­ли хо­ро­шо рас­тво­ря­ют­ся и не­ми­не­ра­ли­зо­ван­ной во­дой, но гип­сы рас­тво­ря­ют­ся ин­тен­сив­нее во­да­ми Cl–Na или SO₄–Na со­ста­ва (при­сут­ст­вие в во­дах NaCl по­вы­ша­ет рас­тво­ри­мость гип­са в 2,5–3,5 раза).

Взаи­мо­дей­ст­вие слож­ных при­род­ных рас­тво­ров с тре­щи­но­ва­ты­ми рас­тво­ри­мы­ми гор­ны­ми по­ро­да­ми при­во­дит к об­ра­зо­ва­нию ком­плек­са раз­но­об­раз­ных по­верх­но­ст­ных и под­зем­ных кар­сто­вых форм рель­е­фа. Сре­ди по­верх­но­ст­ных форм К. раз­ли­ча­ют: мел­кие бо­роз­ды (кар­ры) и замк­ну­тые уг­луб­ле­ния – во­рон­ки, ван­ны, кот­ло­ви­ны, по­лья, ес­теств. ко­лод­цы и шах­ты, сле­пые (замк­ну­тые в ниж­нем кон­це) до­ли­ны и бал­ки. Осо­бен­но ти­пич­ны во­рон­ки (ко­ни­че­ские, кот­ло­об­раз­ные, блюд­це­об­раз­ные ли­бо в ви­де ям не­пра­виль­ной фор­мы) диа­мет­ром от 1 до 200 м и глу­би­ной от 0,5 до 50 м. На дне во­ро­нок и др. по­ни­же­ний встре­ча­ют­ся во­до­по­гло­щаю­щие от­вер­стия – по­но­ры. Кот­ло­ви­ны и во­рон­ки вре­ме­на­ми мо­гут за­пол­нять­ся во­дой. К под­зем­ным фор­мам кар­сто­во­го рель­е­фа от­но­сят­ся под­зем­ные хо­ды, по­лос­ти, пе­ще­ры, час­то раз­ви­ваю­щие­ся вдоль тре­щин. Длин­ней­шие в ми­ре кар­сто­вые пе­ще­ры (св. 100 км) вы­ра­бо­та­ны в из­вест­ня­ках, напр. сис­те­ма Ма­мон­то­ва пе­ще­ра (Ап­па­ла­чи, США), Оп­ти­ми­сти­че­ская пе­ще­ра (По­доль­ская воз­вы­шен­ность, Ук­раи­на). Ес­теств. ко­лод­цы и шах­ты, или про­пас­ти, яв­ля­ют­ся пе­ре­ход­ны­ми ме­ж­ду по­верх­но­ст­ны­ми и под­зем­ны­ми фор­ма­ми кар­сто­во­го релье­фа. Од­ни из глу­бо­чай­ших кар­сто­вых про­пас­тей ми­ра – Жан-Бер­нар (Аль­пы, Фран­ция), Снеж­ная про­пасть (Боль­шой Кав­каз, Аб­ха­зия).

По­верх­ность рас­тво­ри­мых гор­ных по­род мо­жет быть об­на­же­на (го­лый К.) или по­кры­та сло­ем поч­вы и дёр­на (за­дер­но­ван­ный К.), не­рас­тво­ри­мы­ми рых­лы­ми осад­ка­ми (по­кры­тый К.; ти­пич­ны во­рон­ки и др. фор­мы «про­са­сы­ва­ния», об­ра­зую­щие­ся пу­тём вмы­ва­ния в тре­щи­ны и пус­то­ты кар­стую­щих­ся толщ рых­лых по­кров­ных об­ра­зо­ва­ний), не­рас­тво­ри­мы­ми скаль­ны­ми об­ра­зо­ва­ния­ми (бро­ни­ро­ван­ный К., ха­рак­тер­ны про­ва­лы). Рас­тво­ри­мые по­ро­ды мо­гут быть глу­бо­ко по­гре­бе­ны под не­кар­стую­щи­ми­ся тол­ща­ми (по­гре­бён­ный К.).

Натёчно-капельные образования в пещере Фразасси (Апеннины, Италия). Фото А. А. Лукашова

Наи­бо­лее раз­но­об­раз­но кар­сто­вые фор­мы рель­е­фа пред­став­ле­ны в об­лас­тях го­ло­го К. в ус­ло­ви­ях суб­тро­пич. сре­ди­зем­но­мор­ско­го кли­ма­та. Кар­сто­вым про­цес­сам (при бла­го­при­ят­ном гео­ло­гич. строе­нии) здесь спо­соб­ст­ву­ют лив­не­вый ха­рак­тер осад­ков и на­ли­чие за­суш­ли­во­го се­зо­на. В тро­пич. кли­ма­тич. поя­се при из­быт­ке те­п­ла, дос­тат­ке вла­ги и на­ли­чии био­гео­хи­мич. со­став­ляю­щей ин­тен­сив­ность кар­сто­вых про­цес­сов в 6 раз вы­ше, чем в суб­тро­пи­ках сре­ди­зем­но­мор­ско­го ти­па. Свое­об­раз­ны­ми фор­ма­ми рель­е­фа тро­пич. кар­ста яв­ля­ют­ся вы­ров­нен­ные кар­сто­во-де­ну­да­ци­он­ные по­верх­но­сти (ок­ра­ин­ные рав­ни­ны К.), ку­по­ло­вид­ные воз­вы­шен­но­сти, рас­се­чён­ные «кар­сто­вы­ми пе­ре­ул­ка­ми», баш­не­об­раз­ные и ко­ни­че­ские ос­тан­цы выс. до 200 м, кот­ло­ви­ны, раз­де­лён­ные ост­ро­вер­шин­ны­ми греб­ня­ми, про­ва­лы на при­мор­ских рав­ни­нах, со­об­щаю­щие­ся об­вод­нён­ны­ми тон­не­ля­ми. В ре­гио­нах с уме­рен­ным кли­ма­том кар­сто­вые про­цес­сы про­те­ка­ют так­же до­воль­но ин­тен­сив­но, но кар­стую­щие­ся по­ро­ды поч­ти все­гда при­кры­ты сло­ем на­но­сов и поч­вен­но-рас­тит. по­кро­вом, по­это­му по­верх­но­ст­ные кар­сто­вые об­ра­зо­ва­ния вы­ра­же­ны не­чёт­ко.

Об­лас­ти рас­про­стра­не­ния К. бед­ны по­верх­но­ст­ны­ми во­до­то­ка­ми, ко­то­рые час­то по­гло­ща­ют­ся по­но­ра­ми и фор­ми­ру­ют под зем­лёй пе­щер­ные озё­ра, ре­ки, а за­тем вы­хо­дят в ви­де мощ­ных ис­точ­ни­ков (во­клю­зов), гл. обр. по кра­ям кар­сто­вых мас­си­вов, ре­же в ви­де суб­ма­рин­ных ис­точ­ни­ков (вы­хо­ды пре­сной во­ды на дне мо­ря). Со­став кар­сто­вых вод за­ви­сит пре­им. от со­ста­ва рас­тво­рён­ных ими по­род (со­от­вет­ст­вен­но гид­ро­кар­бо­нат­но-каль­цие­вые, суль­фат­но-каль­цие­вые или хло­рид­но-на­трие­вые). С вы­хо­да­ми гид­ро­кар­бо­нат­но-каль­цие­вых вод свя­за­ны хе­мо­ген­ные от­ло­же­ния из­вест­ко­во­го ту­фа. В пе­ще­рах из вы­са­чи­ваю­щей­ся вла­ги оса­ж­да­ет­ся CaCO₃, сла­гаю­щий на­тёч­но-ка­пель­ные об­ра­зо­ва­ния (ста­лак­ти­ты, ста­лаг­ми­ты и др.). На дне пе­щер фор­ми­ру­ют­ся ос­та­точ­ные об­ра­зо­ва­ния: тер­ра-рос­са (крас­ная зем­ля) – крас­но­цвет­ные гли­ни­стые от­ло­же­ния, обо­га­щён­ные гид­ро­кси­да­ми же­ле­за и алю­ми­ния, пред­став­ляю­щие со­бой не­рас­тво­ри­мые ос­тат­ки кар­бо­нат­ных по­род (встре­ча­ют­ся так­же во мно­гих кар­сто­вых во­рон­ках); до­ло­ми­то­вая му­ка – рых­лые ско­п­ле­ния мел­ких кри­стал­лов до­ло­ми­та; отло­же­ния пе­щер­ных рек и озёр; об­валь­ные на­ко­п­ле­ния – про­дук­ты об­ру­ше­ния сво­дов пе­щер; пе­щер­ные и тре­щин­ные льды (об­ра­зу­ют­ся на дне, по­тол­ке и стен­ках в ви­де ко­рок, ле­дя­ных ста­лак­ти­тов и ста­лаг­ми­тов, ко­лонн; напр., в Кун­гур­ской пе­ще­ре, Перм­ская обл.).

В Рос­сии К. раз­вит во мно­гих рай­онах Вос­точ­но-Ев­ро­пей­ской рав­ни­ны, в Пред­ура­лье, на Ура­ле, в Юж. Си­би­ри и на Даль­нем Вос­то­ке, за ру­бе­жом – в Зап. Ев­ро­пе, напр. на Ди­нар­ском на­го­рье (клас­сич. рай­он рас­про­стра­не­ния К.), в Ки­тае, США, Центр. Аме­ри­ке, Вест-Ин­дии, на п-ове Ин­до­ки­тай и др. В рай­онах раз­ви­тия К. за­труд­не­но пром., жи­лищ­ное, транс­порт­ное строи­тель­ст­во, раз­ра­бот­ка ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых; не­об­хо­ди­мы про­ве­де­ние спец. изы­ска­ний и вы­ра­бот­ка за­щит­ных мер, ней­тра­ли­зую­щих от­ри­ца­тель­ное влия­ние К. В то же вре­мя по­вы­шен­ная во­доот­да­ча и во­до­про­ни­цае­мость кар­стую­щих­ся по­род мо­гут бла­го­при­ят­ст­во­вать раз­ме­ще­нию в них дре­наж­ных вы­ра­бо­ток и осу­ше­нию (напр., ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых), уст­рой­ст­ву в кар­сто­вых по­лос­тях под­зем­ных хра­ни­лищ, ос­вое­нию кар­сто­вых пе­щер как объ­ек­тов ту­риз­ма. Кро­ме то­го, с по­гре­бён­ны­ми па­лео­кар­сто­вы­ми по­лос­тя­ми свя­за­ны мес­то­ро­ж­де­ния разл. по­лез­ных ис­ко­пае­мых: бок­си­тов (Вла­се­ни­ца, Бос­ния), фос­фо­ри­тов (о. Нау­ру, Океа­ния), свин­цо­во-цин­ко­вых руд (Трёх­свят­ское, Вост. За­бай­ка­лье, Рос­сия), же­лез­ных руд (Ала­па­ев­ское, Ср. Урал, Рос­сия), неф­ти и га­за в пе­щер­ных кол­лек­то­рах (Хобс, Дол­лар­хайд, США), рос­сы­пи зо­ло­та в кар­сто­вых ло­вуш­ках (Юж. Урал, Рос­сия) и ал­ма­зов (р-н Вен­тер­сдорп, Транс­ва­аль, ЮАР) и др.

С К. внеш­не сход­ны яв­ле­ния псев­до­кар­ста, воз­ни­каю­щие во льдах и мёрз­лых грун­тах (тер­мо­карст), в мел­ко­об­ло­моч­ных и по­рис­тых грун­тах (кла­сто­карст, гли­ни­стый К., лёс­со­вый К., ме­ха­нич. К., суф­фо­зия, про­сад­ки). В их раз­ви­тии осн. роль иг­ра­ют дру­гие, не ти­пич­ные для К. фи­зич. про­цес­сы: тая­ние льда, ме­ха­нич. воз­дей­ст­вие дви­жу­щей­ся во­ды и пр.