Общая геоморфология (стр. 41 )

Г. Лун, исследовавший карст в Западном Тавре (Турция), при­шел к выводу, что полья Западного Тавра первоначально были речными долинами, но развитие карстового процесса привело к исчезновению рек. Дальнейшее расширение брошенных долин и превращение их в полья связано с корродирующим воздействием на стенки котловин временно заливающих их вод. Накопление во­доупорных продуктов выветривания на дне пологов, во-первых, спо­собствует задержанию временных вод, а во-вторых, препятствует дальнейшему развитию карста вглубь.

РЕКИ И ДОЛИНЫ КАРСТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ

Среди немногочисленных поверхностных водотоков карстовых областей по гидрологическому режиму и морфологии речных долин выделяет пять типов.

1.  Эпизодические речки, долины которых не выходят из зоны аэрации. Вода в таких неглубоко врезанных долинах появляется только во время сильных ливней или бурного весеннего снеготая­ния, когда имеющиеся в русле поноры не успевают отводить всю
поступающую воду вглубь.

2.  Постоянно текущие реки, днища долин которых, лежат выше уровня грунтовых вод карстового массива. Это обычно достаточно многоводные реки, начинающиеся за пределами карстовой области, которые хотя и теряют воду при прохождении через карстующиеся породы, но не иссякают совершенно. Долины таких рек часто представляют узкие, глубокие, крутостенные каньоны. Крутизна стенок долин поддерживается как за счет подмыва и коррозии ос­нования склонов, так и слабого развития делювиальных процессов на склонах. Обусловлено это быстрым переводом поверхностного стока на окружающих долину пространствах в подземный.

3.  Постоянно текущие реки, долины которых врезаны до уровня грунтовых вод, которыми они в основном и питаются. Морфология долин этих рек сходна с долинами рек предыдущего типа, но име­ются и различия. Часто склоны долин рек (по направлению к ис­току) заворачивают навстречу друг другу и смыкаются в виде стены, в основании которой из грота и выходит река. Такие долины с замкнутым верхним концом называют мешкообразными (долина
реки Биюк-Карасу в Крыму). Встречаются долины, которые не име­ют устья, т. е. они не открываются в другую долину или в какой-то водоем, а оканчиваются тупиком. Такие долины принято назы­вать слепыми. От слепых следует отличать полуслепые, которые тоже замкнуты на нижнем конце, но уступ, в который «упирается» водоток, низкий, и во время половодья вода переливается через него. Нижняя часть долин таких рек представляет собой неглубоко врезанную ложбину, сухую в течение большей часть года.

4.  Реки, которые прорезали не только всю толщу карстующейся породы, но и углубились в подстилающие водоупорные породы. Они характеризуются не только постоянным, но все увеличиваю­щимся водотоком за счет питания многочисленными ключами, вы­ходящими по линии контакта известняков с водоупорными поро­дами. Различие в строении склонов долин этого типа находит от­ражение в морфологии их поперечных профилей: верхние части склонов долин, сложенные известняками или доломитами, крутые, нижние обычно более пологие (см. рис. 72). На склонах долин мо­ гут быть развиты оползни и блоки отседания.

5.  Подземные, или пещерные, реки, протекающие по системе подземных галерей. Они зарождаются или в пределах карстового массива, или начинаются, а его пределами. Иногда подземные реки выходят «а поверхность из гротов в виде мощных воклюзных источ­ников.

У всех карстовых рек наблюдается тенденция перемещать дей­ствующие поноры вверх по течению, в результате чего в нижнем конце слепой долины может образоваться «мертвый» (сухой)
участок.

ПЕЩЕРЫ КАРСТОВЫХ ОБЛАСТЕЙ

Пещерами называют разнообразные подземные полости, обра­зующиеся в карстовых областях, и имеющие один или несколько выходов на поверхность. Заложение пещер и их топография пред­определяются расположением систем трещин, пронизывающих карстующуюся породу, и гидрогеологическими особенностями кар­стовых областей.

Образование пещер связано с растворяющей деятельностью во­ды, проникающей в трещины. Расширяя трещины, вода создает в толще породы сложную систему каналов. В зоне горизонтальной циркуляции, где вода производит наибольший растворяющий эф­фект, образуется магистральный канал, который постепенно рас­ширяется за счет соседних небольших трещин и стягивает воды из смежных каналов. Так постепенно формируется подводная река. Но при расширении новых трещин и частичной закупорке старых каналов принесенным с поверхности обломочным материалом или вследствие обрушения сводов река может проложить себе новый подземный путь стока, а прежние галереи становятся сухими.

Пещера может иметь лишь одно входное отверстие. На проти­воположном конце она будет заканчиваться либо системой очень узких ходов и трещин, либо обвальными или натечными образова­ниями, закупоривающими ее. Такие пещеры называют слепыми. Возможны пещеры с выходами с двух сторон. Это проходные пе­щеры.

Во многих пещерах на днищах, стенках или сводах образуются натечные формы. С потолка пещеры свешиваются в виде сосулек узкие и длинные сталактиты, состоящие из кальцита и в разрезе обычно имеющие концентрическое строение. Со дна пещеры на­встречу сталактитам поднимаются более массивные и короткие формы, называемые сталагмитами.

Нередко сталактиты и сталагмиты срастаются и образуют на­течные колонны. Близко расположенные сталактиты, сливаясь, создают натечные занавеси. Стены пещер бывают также покрыты натеками, из кальцита.

Натечные формы образуются не в каждой пещере. В глубоко расположенных пещерах натечные формы часто не возникают, так как вода теряет растворенный в ней бикарбонат кальция еще ра­нее, в более высоких пещерных горизонтах. Наличие подземных рек и озер также нередко препятствует возникновению натечных образований, так как при этом возможны большие периодические подъемы уровня воды, при которых вся пещера оказывается за­полненной водой.

Интересно, что в некоторых пещерах накапливается лед. Такие пещеры так и называют ледяными или холодными. Ледяные пеще­ры известны в Крыму, в Дагестане. Наиболее значительная среди них — знаменитая Кунгурская пещера на Урале. Для накопления льда и снега необходимы, во-первых, соответствующие климатиче­ские условия (в тропиках ледяных пещер не бывает), а во-вторых, благоприятная конфигурация пещеры. Если, например, вход в пе­щеру идет не по горизонтали, а сверху вниз, то возникают благо­приятные условия для накопления в пещере холодного воздуха, а вместе с тем снега и льда.

Гипсометрия многих пещер, по которым протекают реки, нахо­дится в тесной связи с высотным положением днищ долин, дрени­рующих карстовый массив. В случае углубления долин (например, при тектоническом поднятии местности), устья пещерных рек высы­хают, превращаются в сухие пещеры, а на уровне нового базиса эрозии начинает формироваться новая система горизонтальных галерей. Так возникает этажный карст. При отрицательных текто­нических движениях карстовые полости опускаются (иногда до глубины нескольких сот и даже 1000 м), заполняются водой и осад­ками и превращаются в погребенный карст.

ЗОНАЛЬНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ТИПЫ КАРСТА. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ТРОПИЧЕСКОГО КАРСТА

Карстовый процесс — прежде всего денудационный процесс, поэтому он протекает по-разному в разных климатических зонах. Большая часть приведенного выше материала относится к голому карсту, который наиболее типичен для областей со средиземно­морским субтропическим климатом. Карстовым процессам наряду с благоприятным геологическим строением здесь способствует климат. Ливневый характер атмосферных осадков и наличие засушливого сезона способствует интенсивному воздействию дождевых вод на поверхность известковых пород, сравнительно медленному накоплению элювия.

Большинство исследователей особое вниманию уделяют положительным формам рельефа, образующимся в ходе карстовых процессов в условиях тропического гумидного климата. Как отметил , «если сопоставить зрело развитый типичный карст тропиков с таковым же умеренных широт, то они будут представлять морфологически как бы негативные оттиски друг друга». Если для карста умеренных областей характерен ландшафт более или менее одинаковых высот плато, усеянных многочисленными отрицательными формами рельефа, то для тропического карста характерно развитие положительных форм рельефа в виде башен или конусов, воздымающихся над некоторым средним уровнем – базальной поверхностью. В тропическом карсте, в процессе его развития возникают понижения, разделяющие весь карстовый массив на отдельные возвышенности, и дальнейшее развитие тропического карста сводиться к расширению этой поверхности за счет сокращения площадей, занятых возвышенностями, до их полного уничтожения. В конечном счете, это приводит к образованию выровненных карстово-денудационных поверхностей. Обычно процесс выравнивания распространяется в определенном направлении, и там, где он начался раньше, перед карстовой областью формируется равнина, получившая наименование окраиной равнины карста.

Абсолютная высота окраинных равнин различна. В приморских областях она может определяться уровнем моря, в других – уровнем некарстующихся пород, лежащих под известняками, в-третьих – уровнем грунтовых вод. Обычно такая равнина подвержена периодическому затоплению, причем застаивание атмосферных вод способствует накоплению терра- росса. Как будет показано ниже, именно действию этих вод и обязан тропический карст своими особенностями.

Крутой уступ карстовой области, обращенный к окраинной равнине карста, свидетельствует о том, что при затоплении равнины во время тропических ливней основание уступа подвергается ин­тенсивной коррозии, отступает, а равнина как бы наступает на карстовую область, постепенно все больше и больше сокращает площадь, занятую положительными формами карстового рельефа.

Формирование окраинной равнины происходит обычно на уров­не основных речных долин, дренирующих карстовую область. По­скольку окраинная равнина карста и вырабатываемая как ее про­должение поверхность карстово-денудационного выравнивания привязаны к уровням днищ долин, становится ясным, что образо­вание и той и другой поверхностей возможно лишь при условии тектонического покоя территории. Поднятие территории неизбеж­но вызовет врезание речных потоков, и процесс выработки карсто­вой равнины будет прерван.