Карстовые провалы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Карст

Карст (от нем. Karst, по названию известнякового плато Карс в Словении) -- совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами (гипсами, известняками, мраморами, доломитами и каменной солью).

Развитие карста

Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. По морфологии выделяются следующие образования: карры, колодцы, шахты, провалы, воронки, слепые карстовые овраги, долины, полья, карстовые пещеры, подземные карстовые каналы. Для развития карстового процесса необходимы следующие условия: а) наличие ровной или слабо наклонной поверхности, чтобы вода могла застаиваться и просачиваться внутрь по трещинам; б) толща карстующихся пород должна иметь значительную мощность; в) уровень подземных вод должен стоять низко, чтобы было достаточное пространство для вертикального движения подземных вод; г) минерализация воды на входе в грунт, должна быть меньше растворимости породы.

Виды карста

По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий. Различают также «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова (например, Горный Крым), и «покрытый» или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров.

Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки, карры, желоба, котловины, каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры, галереи, полости, ходы) форм рельефа. Переходные между поверхностными и подземными формами -- неглубокие (до 20 м) карстовые колодцы, естественные туннели, шахты или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста, через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются поноры.

Псевдокарст

Существуют также формы, внешне очень похожих на карст. Они называются псевдокарстовыми формами.

Одной из разновидностей псевдокарста является термокарст. Термокарст связан с таянием погребенного льда или протаиванием мерзлых пород в областях распространения вечной мерзлоты.

Другой разновидностью является глинистый карст. Это глубокие подземные ходы и провалы, очень напоминающие настоящий карст, возникающие в сильно карбонатных суглинках и глинах при условии хорошо развитой трещиноватости.

Карстовые провалы

Карстовый процесс -- это образование провалов в земной коре. В мире есть провалы грандиозные, до ста метров, у нас же создание Братского водохранилища спровоцировало активизацию карстового процесса. Произошло растворение водой карбонатных и гипсовых пород, образовались пустоты, полости, подземные пещеры. Особенно много их в Бурятии в районе поселков Хадах, Новонукутск, Мельхитой, где развиты гипсовые и гипсоносные породы.

До создания водохранилища провалы тоже были, старые, заросшие. Если раньше породы находились в сухом состоянии, то сейчас, когда поднялся уровень подземных вод, они обводнились, и процесс пошел более активно. Правда, эти процессы прогнозируемы. У истоков всех работ по водохранилищам стоял Михаил Одинцов. В свое время над проблемой работали сотрудники ИЗК Герман Вологодский и Григорий Пальшин. Они сделали прогноз и предсказали, что зона развития карста будет простираться на три километра. Сейчас она распространилась уже на шесть. По сути, идет катастрофический процесс, который может приводить к жертвам. (Например, трактор на поле вдруг проваливается в воронку.) На месте провалов формируются водоемы до 50 метров в диаметре и глубиной свыше 30 метров. Были деформации зданий. Многое зависит от уровня Братского водохранилища, а он очень непостоянен.

Большая вероятность образования карстовых провалов

Большая вероятность образования карстовых провалов происходит в месте прохождения строительства. Это очень опасно. Перед тем как возводить здание компании совещаются с геологическими фирмами, которые берут почвы на пробы и после выносят вердикт, можно ли строить на этом месте здание. Почему же сейчас строят везде? Так ответ прост! Теперь люди не задумываются о безопасности и вот из-за таких предпринимателей чаще всего возникают карстовые провалы, уносящие жизни многих и многих людей.

Современное изучение

Вопросам оценки устойчивости закарстованных территорий уделяется в последнее время большое внимание. Интерес к этой проблеме вызван участившимися случаями разрушения зданий и сооружений. Разнообразное инженерно-хозяйственное использование недр Земли служит причиной возникновения и развития техногенных процессов, изменяющих состав, состояние и свойства массивов пород, по своим масштабам местами превышающих скорость развития природных геологических процессов и явлений. Особенно значительны техногенные изменения геологической среды на закарстованных территориях и в частности там, где карстующиеся породы перекрыты различными по литологическому составу, возрасту и мощности рыхлыми нерастворимыми образованиями. В связи с этим возникает острая необходимость оценки устойчивости подобных территорий и районирования их по степени активности неблагоприятных процессов, связанных с техногенным воздействием. Поэтому целью заключительного этапа трехлетней научно-исследовательской работы «Эндогенные и экзогенные процессы в осадочных образованиях пермской системы» являлось обоснование критериев оценки карстоопасности и разработка методики крупномасштабного инженерно-карстологического районирования территорий градопромышленных агломераций на примере г. Кунгура.

В практике освоения закарстованных территорий в настоящее время в большинстве случаев применяются методы, косвенно оценивающие степень карстовой опасности путем качественной характеристики условий развития карста (качественные методы) и количественного учета определенных параметров карстового процесса (количественные методы).

Методы, позволяющие непосредственно оценивать карстовую опасность для зданий и сооружений (например, путем определения вероятности того, что проектируемый объект за данный период времени не будет поражен карстовым провалом определенного размера), лишь начинают внедряться в практику проектирования в карстовых районах (Катаев, 2008).

Качественные методы оценки не являются достаточно объективными. Однако отказываться от их применения в настоящее время было бы принципиально неверно, так как многие аспекты оценки карстовой опасности пока не имеют решений на количественном уровне. Тем не менее, инженерная практика освоения закарстованных территорий требует непременного учета этих аспектов. Качественные методы предполагают (естественно, в пределах своих возможностей) учет различных дополнительных обстоятельств и региональных особенностей. Именно через качественные методы оценки карстоопасности практика выдвигает перед исследователями и инженерами необходимость решения задач количественного прогноза карстоопасности (Катаев, 2001).

Виды карстовых провалов

Можно привести отдельные примеры, свидетельствующие о большом научном и практическом значении изучения карстовых явлений.

*  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 потёмочных животных и растений представляет большой научный интерес, в частности тем, что помогает выяснить законы видообразования и вообще развития органического мира.

*  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.

*  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.

*  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 10). 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.

Таким образом, изучение карстовых явлений, в частности провальных карстовых озёр, может представлять большой интерес для школьников в рамках краеведческой и естественно-научной исследовательских работ.

карст озеро провал пещера

Список литературы

http://spushkino.narod.ru/eco/ss13.htm - виды карстовых провалов

http://www.skonline.ru/digest/44071.html - причины образования

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 - карстоведение

http://ru.wikipedia.org/

Размещено на Allbest.ru