Карст как природно-геологическое явление
Прежде всего необходимо уяснить, что представляет собою карст, в чем он проявляется, в чем заключается научное и практическое значение изучения карстовых явлений.
О многих районах нашей области можно наблюдать весьма живописное и оригинальное украшение поверхности земли в виде различной формы провальных ям, впадин и озер, которые обязаны своим происхождением карсту.
Под карстом понимаются особенности рельефа земной поверхности, свойственные областям широкого распространения легко растворимых проницаемых для воды пород (каменной соли, известняков, доломитов, гипсов, ангидритов). Проявляется карст в образовании своеобразных поверхностных и подземных форм рельефа, возникающих вследствие вымывания (выщелачивания) подземными водами этих легко растворимых горных пород.
Карст - действительно удивительное и привлекательное явление природы, создающее воронки с округлыми берегами и на суше. Оно связано с растворением подземными водами горных пород гипса, каменной соли, известняков, доломитов. Карсты характеризуются образованием подземных пещер, полостей, ходов, колодцев, подземных рек, воронок, провалов, создавая новые формы рельефа. Образования идут скрытно, под землей.
Само понятие слова "карст", ставшее в литературе нарицательным, происходит от названия известкового плато Карста, расположенного на побережье Адриатического моря к юго-востоку от г. Триеста, где отмеченные процессы развиты очень сильно и были раньше всего изучены. Карстовые явления наблюдаются широко на земном шаре.
Карстовый процесс представляет не только теоретический интерес для науки, но имеет также важное практическое значение в таких отраслях народного хозяйства, как железнодорожный транспорт, эксплуатация полезных ископаемых, строительство плотин и гидростанций на реках, сельское хозяйство, водоснабжение и т. п.
Можно привести отдельные примеры, свидетельствующие о большом научном и практическом значении изучения карстовых явлений.
1. Пещеры представляют собой обширные пустоты земли, образование которых связано с карстом. Изучением их занимается особая отрасль науки, называемая спелеологией. Пещеры в далекие времена служили жильем для первобытного человека и местом обитания некоторых интересных животных этого времени. Многие из пещерных обитателей имеют замечательное сходство с древними, ныне исчезнувшими формами живых существ. Для биолога изучение пещерных потемочных животных и растений представляет большой научный интерес, в частности тем, что помогает выяснить законы видообразования и вообще развития органического мира.
2. Провальные землетрясения небольшой силы и чаще случаются на равнинах, а не в горах, где широко распространены размываемые водой слои карстующихся пород. В таких местах растворяющая деятельность воды, в результате нарушения равновесия при продолжающемся выносе растворимых пород, приводит к образованию подземных пустот и к обвалу свода над ними. Это является причиной ощутительных сотрясений почвы, часто охватывающих значительные площади.
3. Издавна известны случаи разрушения железнодорожного полотна и сооружений на железных дорогах в результате возникновения карстовых провалов под путями.
4. Провальные карстовые озёра представляют собой весьма живописное природное явление. Карстовые районы обычно бедны поверхностной водой, так как атмосферные осадки просачиваются в грунт по трещинам и пустотам, и подземные воды находятся глубоко, часто на уровне воды в реках.
5. С карстом часто бывают связаны месторождения различных ценных полезных ископаемых (боксит - руда алюминия, различные огнеупорные глины, железные руды в виде бурых железняков, россыпные месторождения золота, но особенно часто залежи гипса, ангидрита, известняка, доломита). Важное значение имеет карст в разработке полезных ископаемых при большом скоплении воды в подземных полостях. Из-за обводнения карстовыми водами залежей гипса, ангидрита или известняков, проходка в них горных выработок и сама добыча полезных ископаемых наталкивается на значительные трудности.
Все это подтверждает, что карст - не только интересное природное явление, но он имеет и важное народнохозяйственное значение.
В результате растворяющей деятельности поверхностной или подземной воды в толще известково-доломитовых и гипсово-ангидритовых пород возникают интересные и своеобразные карстовые формы. Различают поверхностные и подземные карстовые формы. Из поверхностных наиболее часто встречаются провальные воронки конусовидной и блюдцевидной формы и провальные озера, а среди подземных карстовых форм - пещеры.
Провальные воронки конусовидной формы имеют вид круглых ям, с крутыми или даже отвесными, стенками, часто покрытыми травой, кустарником, а иногда лесом. Дно таких воронок или сухое, или заполнено прозрачной водой. Они, как правило, встречаются по водоразделам, по высоким склонам оврагов и берегам рек.
Провальные воронки блюдцевидной формы - неглубокие, плоские, нередко заполнены водой и представляют собой небольшие кругловатые мочежины, покрытые мхом, осокою и другими травами. Они наблюдаются по пологим берегам и заливным долинам рек. Размеры и глубина этих провальных воронок различны: диаметр от 2 м до 250 м, а глубина от 2-3 м до 18-20 м. Большей частью они встречаются группами, иногда занимают большие пространства. Интересно отметить, что чем моложе провальная воронка (т. е. чем позже она образовалась), тем круче и отвеснее ее стенки, тем меньше они покрыты растительностью. Наоборот, чем старше провальная воронка, тем стенки ее оказываются более пологими и более заросшими травой, кустарником и даже древесной растительностью. В наиболее молодых провальных воронках можно хорошо наблюдать выходы слоев пород, в которых они образованы, а в старых провалах этого сделать почти не удается, поскольку склоны покрываются дерном и осыпью рыхлых обломков пород.
Форма воронок зависит от глубины залегания слоев карстующихся легко вымываемых известково-доломитовых или гипсово-ангидритовых пород. В долинах рек, где эти слои подходят близко к поверхности, провалы имеют пологие стенки и вследствие близости грунтовых вод заполнены водой, образуя воронки блюдцевидной формы. На высоких коренных берегах и на водоразделах, там, где указанные слои пород лежат более глубоко, выщелачивание их вызывает оседание большой толщи поверхностных слоев, образуются глубокие провалы с крутыми склонами (т. е. провальные воронки конусовидной формы). Образование провальных ям большей частью приурочено к моменту спада воды в половодье, так как этот период является наиболее интенсивным в отношении размывания, разрушения подземных слоев гипса, ангидрита, известняка и доломита.
Провальные озера имеют обычно круглую, овальную, лопастную и реже неправильную форму, с обрывистыми, отвесными или едва возвышающимися над уровнем воды берегами. Встречаются они по речным долинам, на водоразделах и по склонам.
Провальные озера достигают иногда 1,5-2 км в диаметре и 20-30 м глубины. Вода в них холодная, очень чистая, а на дне иногда видны провалившиеся деревья. Озера часто "уходят", высыхают; зато другие быстро наполняются водой во время разливов рек; со дна некоторых озер бьют сильные струи воды. Это объясняется тем, что озера часто встречаются группами, сопровождаются провальными ямами и подземными каналами сообщаются между собой, а порою и с соседней рекой. Это обстоятельство объясняет ту связь, которая замечается между провальными образованиями и некоторыми реками. С одной стороны, реки влияют на образование провалов, а с другой - провальные образования участвуют в зарождении и росте рек и оврагов. В ряде провальных озер образуются торфяники, отличающиеся небольшими размерами (площадь их редко превышает 10-15 га). Все карстовые торфяники характеризуются крутыми стенками, залежь торфа имеет большую глубину у самого края торфяника. В них преобладает торф верховой с окрайками переходного и низинного торфа. В различных уголках нашей страны провальные (карстовые) озера связаны с теми или иными легендами и поверьями, будоражат воображение местных жителей. В карстовых озерах от берега резко нарастает глубина, часто существует большая центральная воронка (водоворот) или несколько малых, часто невидимых с берега. Вода, как правило, остается прохладной или холодной даже в жаркое время года. Подземные воды с древних времён использовались людьми для питья. Древнейший способ использования таких вод - колодец (фото № 7). Популярны также родники и ключи. В походе мы неоднократно использовали такие источники для питья и запасов воды - в частности ключ в д. Большой Ключ, родник у озера Никулятского.
Фото № 7.
Колодец в д. Сидоркино.
(Авт. Толстобова Т.П.)
Таким образом, изучение карстовых явлений, в частности провальных карстовых озёр, может представлять большой интерес для школьников в рамках краеведческой и естественнонаучной исследовательских работ.
