Karst grottor. Vad är karst och karstgrottor

Vad betyder orden "karstgrotta"? Hur bildades dessa vackra naturföremål? Du kan hitta svar på dessa frågor i den här artikeln. Dessutom listar vi här de längsta i världen (du kan också se bilder på dessa underjordiska tomrum). Märkligt nog finns de flesta av dem i USA.

En grotta är ... Betydelsen av orden "karstgrotta"

Dessa underjordiska håligheter från de äldsta tiderna fungerade som en bostad för djur, såväl som primitiva människor. De gömde dem för de kalla och vilda rovdjuren. Intressant nog har grottor hittats inte bara på jorden, utan också på månen och Mars. Låt oss först ta reda på innebörden av orden "karstgrotta".

Denna fras består av två delar: "grotta" och "karst".

• En grotta är en underjordisk hålighet av naturligt ursprung.
• Karst är både en process och ett resultat av förstörelsen (upplösningen) av vissa bergarter av aggressivt (i termer av kemisk sammansättning) grundvatten.

Själva termen "karst" kommer antingen från det tyska ordet karst, eller från namnet på en platå i Slovenien (Kras), där dessa naturfenomen är mest uttalade.

Vad är en karstgrotta?

Denna typ av grottor är den vanligaste bland alla andra underjordiska håligheter. Vad är en karstgrotta och hur bildas den?

Det finns två huvuddefinitioner. Enligt den första är det en naturlig hålighet (tomhet) i den övre delen av jordskorpan, som är förbunden med dess yta genom en eller flera ingångar. Enligt den andra definitionen är en karstgrotta en underjordisk hålighet av naturligt ursprung, som inte är upplyst av solen, men är tillgänglig för penetration från utsidan.

Studiet av grottor utförs av en speciell vetenskap - speleologi, vars material ofta bryts av de så kallade speleologerna.

Hur bildas karstgrottor?

Grottor av denna typ bildas på grund av, nämligen på grund av upplösningen av stenar av vatten. Det bör noteras att karstgrottor endast finns i de områden på jorden där instabila stenar förekommer, som lätt löses upp av vatten. Bland dessa finns gips, salt, krita (kaolin), dolomit, marmor och kalksten.

Värre än alla andra är att kalksten och marmor förstörs. Grottor i dessa stenar bildas under mycket lång tid. Å andra sidan är de bättre bevarade än andra. Till exempel kollapsar och kollapsar gipsgrottor väldigt ofta.

En viktig roll i bildandet av underjordiska tomrum spelas inte bara av den kemiska sammansättningen av vatten (det bör innehålla en ökad koncentration av koldioxid), utan också av närvaron av sprickor och utökade fel i jordens inre. De tenderar att vara mittlinjerna längs vilka grottor bildas.

De flesta av de studerade grottorna är system av reliktyp. Det betyder att vattnet redan har lämnat dessa underjordiska håligheter. Ändå är det hon som fungerar som skulptören som bildar grottans inre "mikro-relief". mättad med sulfater och karbonater, avsätter dem på väggar, golv och valv i underjordiska håligheter. Det är så det vi kallar bildas.Mycket ofta tar dessa utväxter konstiga och bisarra former som ser ännu mer ovanliga ut i mörkret.

Huvudtyper av grottor

Enligt mekanismen för genesis (bildning) finns det förutom karst också tektoniska, vulkaniska, erosions- och glaciala grottor.

Underjordiska hålrum klassificeras också efter storlek (efter total längd och djup), samt efter typen av stenar där de bildas. Så det finns grottor:

• kalksten;
• plåster;
• kalkhaltig;
• salt;
• grottor i konglomerat och så vidare.

TOP 5 längsta grottor på planeten

Fyra av de fem längsta grottorna i världen ligger i USA, och ytterligare en i Ukraina.

(ca 630 km) - det längsta grottsystemet på jorden. Den bildades i kalksten för 10 miljoner år sedan. Varje år ökar grottans längd, eftersom speleologer utforskar dess nya korridorer.

Jewel Cave (257 km) - belägen nära staden Custer. Dess unika egenskap är kalcitkristaller, som täcker väggarna i alla underjordiska korridorer i ett tjockt lager.

Cave Optimisticheskaya (231 km) - ett nätverk av labyrinter i flera nivåer i Ukraina (i Ternopil-regionen), det största underjordiska systemet i Eurasien. Formad i gips.

Wind Cave (217 km) är ett annat amerikanskt naturunder, som är känt för sina bikakeliknande mönster på valven.

Lechugia Cave (207 km) är en gipsgrotta i USA (New Mexico), vars kännetecken är ovanliga "ljuskrona"-formationer som når upp till 5-6 meter i diameter.

Slutsats

Nåväl, nu vet du innebörden av orden "karstgrotta". Detta är en underjordisk hålighet av naturligt ursprung, som har en eller flera utgångar till ytan. Alla grottor klassificeras av speleologer efter storlek, tillkomstmekanism, såväl som av klipporna där de läggs (bildas).

En sommar befann jag mig i en grotta för första gången, och i den berömda grottan Petralona, ​​som ligger i norra Grekland. Denna grotta är av stor betydelse inom området antropologi och paleontologi - det är här, enligt grekiska forskare, som skelettet av den äldsta neandertalmannen i Europa, som levde i Europa för mer än 700 tusen år sedan, hittades. Och sedan dess har frågan om mänsklighetens vagga, där mänskligheten ändå uppstod, varit kontroversiell, trots många studier och insamlade bevis.

Men mest av allt slog denna grekiska grotta mig med sin storlek och skönhet. Här såg jag först en grottsjö, stalaktiter, stalagmiter och stalagnater. När jag gick från hall till hall i den här grottan tänkte jag hur det kommer sig att "istappar" - stalaktiter - hänger uppifrån. Varför har de så bisarra former och smälter inte? Och nedanför, som träd, växer andra "istappar" - stalagmiter. Vad växer de ur om det finns stenar runt omkring? Varför faller de inte? Varför är de både hårda och spröda på samma gång, men våta vid beröring? Vad händer om du odlar en stalagmit eller stalaktit hemma och dekorerar ditt rum? Eller kan en sådan nyfikenhet vara användbar i vardagen?

Efter att ha återvänt hem bestämde jag mig för att undersöka denna fråga. Och jag var tvungen att börja med att studera "habitatet" för dessa fantastiska grottformationer - från själva grottorna. Här fanns också mycket intressant och spännande. Jag hade fortfarande den första idén och informationen efter att ha besökt den grekiska grottan. Vår guide var mycket intressant och berättade i detalj om grottan där jag var. Men hur föds själva grottorna? Och varför just i dem, och ingen annanstans, förekommer stalaktiter och stalagmiter? Vad är dessa stalaktiter gjorda av?

Under min forskning var jag tvungen att studera vetenskapliga artiklar och resultat av speleologisk forskning för att lösa de uppställda uppgifterna. Speleologi är en vetenskap som sysslar med studiet av grottor. Dessutom bestämde jag mig för att göra ett experiment för att odla en stalaktit hemma.

Och för att förstå naturen hos stalaktiter och stalagmiter behövde jag först lära mig allt om grottor - vad är de och hur bildas de? Jag hittade nödvändig teoretisk information i uppslagsverk och på webbplatser.

Grottor. Deras utbildning.

En grotta är ett naturligt hålrum i den övre tjockleken av jordskorpan, som kommunicerar med jordytan genom ett eller flera utlopp som är framkomliga för en person. De största grottorna är komplexa system av passager och hallar, vars totala längd ofta når flera tiotals kilometer. Grottor är ett föremål för speleologistudier.

Grottor har länge varit förknippade med historien om mänsklig utveckling. Även på stenåldern räddade grottor människor från vinterkylan. Men även efter att de gamla människorna slutat använda grottorna som bostäder, var grottorna omgivna av en aura av det ovanliga och märkliga. Grekerna trodde att grottorna var tempel för sina gudar - Zeus, Pan, Dionysius och Pluto. I det antika Rom trodde man att nymfer och trollkvinnor bodde i grottor. De gamla perserna och andra folk trodde att kungen av alla jordiska andar, Mithras, bor i grottorna. Idag lockar de stora och vackra grottorna turister.

I naturen finns det inga två identiska grottor. Grottor bildas på olika sätt. Alla de största grottorna i världen är dock bildade på liknande sätt. Några stora grottor började skapas för 60 miljoner år sedan. Det öste ner regn, floder svämmade över och monolitiska berg kollapsade långsamt och stora tomrum uppstod inuti kullarna, bergen och klipporna (bilaga 1).

Klippan där grottorna uppstår är kalksten. Detta är en mjuk sten, den kan lösas upp av svag syra. Syran som bryter ner kalksten kommer från regnvatten. Fallande regndroppar tar koldioxid från luften och jorden. Denna koldioxid förvandlar vatten till koldioxid.

Därför vattnade surt regn kalksten i miljontals år. De droppade ständigt på bergen och sprickor började uppstå på dem. Och regnet fortsatte att ösa. Vattnet rann och sprickorna vidgades. Hon hittade nya sprickor i monoliten. Sprickorna vidgades till tunnlar. Tunnlar korsade, nischer dök upp. Efter miljontals år tog grottorna sin form. Och vattnet gjorde grottorna större och större.

Vissa grottor har hål i taket (bilaga 2). De bildades på den plats där vatten en gång samlades, som sedan bröt sig in i grottan. I grottorna kan du hitta rader av gallerier som går över varandra. Vattenströmmar strömmar genom vissa grottor, i andra - efter deras bildande går vattnet ner och grottan torkar upp.

Grottor är gömda överallt: i bergen, bara i stenig jord, sammansatt av mjuka stenar. Grottor byggs inte bara av vatten, utan också av vind, havssurfning och vulkanisk lava. Grottor finns kvar efter utvinningen av stensalt. Det finns också isgrottor, bara de är kortlivade.

Typer av grottor.

Grottorna kan delas in efter deras ursprung i fem grupper. Dessa är tektoniska, marina, glaciala, vulkaniska och slutligen den största och vanligaste gruppen, karstgrottor.

Tektoniska grottor kan uppstå i alla bergarter som ett resultat av bildandet av tektoniska förkastningar. Som regel finns sådana grottor i sidorna av floddalar som är djupt inskurna på platån, när enorma bergmassiv bryter av från sidorna och bildar sprickor (sherlops), som i sin tur vanligtvis konvergerar med djupet som en kil. Ibland bildar de ganska djupa vertikala grottor upp till 100 m djupa. Denna typ av grottor är utbredd i östra Sibirien.

Havsgrottor uppstod under påverkan av stänkande vågor på stenklippor längs kusten (bilaga 3). Havsvågor som innehöll korn av fast material (stenar, fin sand) löste upp klipporna. De förstördes, undergrävdes från år till år av bränningen. Separata grottor ligger under vatten. De är vanligtvis resultatet av grundvattnets aktivitet, tvättar ut mjuka stenar, till exempel samma kalksten.

Glaciärgrottor finns i många glaciärer och bildas inne i glaciärerna av smältvatten (bilaga 4). Glaciärt smältvatten absorberas av glaciären längs stora sprickor eller i skärningspunkten mellan sprickor. Samtidigt bildas passager längs vilka en person ibland kan passera. Sådana grottor har formen av en brunn och når ett djup av 100 meter eller mer. 1993 upptäcktes och utforskades en gigantisk glacial brunn "Izotrog" med ett djup på 173 meter.

En speciell typ av glaciärgrottor är grottor som bildas i en glaciär vid den punkt där underjordiska termiska vatten kommer ut. Eftersom vattnet är varmt kan det skapa voluminösa gallerier. Sådana grottor ligger inte i själva glaciären, utan under den, eftersom isen smälter underifrån. Termiska glacialgrottor finns på Island, Grönland och når stora storlekar.

Vulkan- eller lavagrottor förekommer vid vulkanutbrott (bilaga 5). Lavaflödet, som svalnar, är täckt med en fast skorpa och bildar ett lavarör, inuti vilket smält sten fortfarande flyter. Efter att utbrottet i själva verket redan har avslutats, rinner lavan ut ur röret från den nedre änden, och en hålighet finns kvar inuti röret. Det är tydligt att lavagrottor ligger på själva ytan, och ofta rasar taket.

Däremot kan lavagrottor nå mycket stora storlekar. Som till exempel Kazumura-grottan på Hawaii - 65,6 km lång och 1100 m djup. Och den största vulkaniska grottan i världen Cueva de Loe Verdes ligger på en av Kanarieöarna.

Karstgrottor är majoriteten av sådana grottor (bilaga 6). Det är karstgrottor som har störst längd och djup.

Grottor bildas på grund av upplösningen av stenar av vatten. Därför finns karstgrottor endast där lösliga bergarter förekommer: kalksten, marmor, krita, gips och salt. Kalksten, och ännu mer marmor, löser sig mycket dåligt med rent destillerat vatten. Lösligheten ökar flera gånger om löst koldioxid finns i vatten och i naturen är det alltid löst i vatten. Men ändå, kalksten löser sig dåligt, jämfört med, säg, med gips eller dessutom salt. Men det visar sig att detta har en positiv effekt på bildandet av utökade grottor, eftersom gips- och saltgrottor inte bara snabbt bildas utan också snabbt kollapsar.

Grottor är en speciell värld som inte har några analoger på ytan. Det är varken vinter eller sommar i grottorna. Temperaturen är alltid densamma. I kalla grottor varierar det från +2 till +8 grader, och i varmt och varmt - från +15 till +28.

Det visar sig att luften i grottorna är steril. Den har tusen gånger färre bakterier än på ytan. Det visar sig att radioaktiva isotoper av kol tränger in i grottorna tillsammans med underjordiska vatten. De orsakar glöd av stalaktiter, joniserar luften, dödar mikrober.

Den längsta grottan i världen - Flint Mammoth - ligger i USA, i delstaten Kentucky. Längden på alla dess korridorer är mer än 550 kilometer. Och den djupaste grottan ligger i Abchazien - grottan Krubera-Voronya. En person kan gå ner till 2 kilometer in i den.

Trots det faktum att så mycket redan är känt om grottor, ligger fler upptäckter framför forskarna. Varje grotta har passager, springor och korridorer som grottresenärer - speleologer - ännu inte känner till. De tror att de redan har studerat allt, men plötsligt en dag märker de en lucka bakom en stenblockering, och bakom den finns en korridor, bortom vilken det finns flera meter av grottskönhet.

Som ett resultat av dessa studier kan man dra slutsatsen att det finns flera typer av grottor, men de vanligaste är karst. För bildandet av en grotta är en tillräcklig mängd vattenutfällning och en framgångsrik form av lättnad nödvändig, det vill säga nederbörd från ett stort område måste falla in i grottan, och ingången till grottan måste vara belägen märkbart högre än platsen där grundvatten släpps ut.

Stalaktiter, stalagmiter och stalagnater

Vatten är en stor kraft. Hon slipar sten när hon tar sig fram, hon bygger gallerier och sedan lämnar hon dem, undergräver stenar och de sjunker, kollapsar, rör sig. Det är så själva grottorna föds. Vatten är dock inte bara en byggare, utan också en konstnär, en skulptör!

Grottor finns i olika stenar, och vatten för in olika partiklar i dem, byggs av olika material: från kalcit, gips, stensalt. Upplösning och förstörelse av sedimentära bergarter genom vatten kallas karst - karstprocessen.

Karstprocessen är tvåsidig: vatten löser sten på en plats, överför den till en annan och där skapar det vackra sinterformationer från samma sten - stalaktiter och stalagmiter.

Stalaktiter (av grekiskan stalaktós - droppande droppe för droppe) är dropp-droppformationer som hänger i form av koniska istappar, draperier, böjda fransar eller ihåliga rör från karstgrottors valv och övre delar av väggarna eller andra underjordiska tomrum (Bilaga). 7).

Stalagmiter (från grekiskan stálagma - droppe), dropp-och-drop-formationer av kolumnformade, koniska och andra former, som reser sig från botten av grottor och andra underjordiska karsthåligheter (bilaga 8).

Stalagnater är sänkdroppsformationer i form av kolonner som dyker upp i grottor när stalaktiter och stalagmiter går samman (bilaga 9).

Hur bildas de? En regndroppe, som sipprar genom en spricka i berget, löser upp en stenbit. Således innehåller varje sådan droppe partiklar av kalksten eller andra mineraler. Genom att lösa upp kalksten tar vatten bort mineralet kalcit från den. En droppe lösning mättad med kalcit genom de minsta sprickorna når taket i en redan skapad grotta och hänger på den (bilaga 10).

Gradvis, mycket långsamt, avdunstar droppen, och den bit av kalcit eller annat mineral som den kommer med med den tunnaste filmen lägger sig i taket. Efter en tid kommer nästa droppe till denna plats och återigen avsätter kalcit. Växande, korn av kalcit förvandlas först till ett tunt genomskinligt och tomt rör inuti. Varför tom? Ja, för själva droppen är tom inuti.

Men så kommer ett sandkorn in i droppen och täpper till röret. Sedan börjar andra droppar rinna runt det här röret från alla sidor, och en stenistap växer, samma som isen - en stalaktit.

Men dropparna kommer ojämnt från den ena eller andra sidan, och droppstenen är inte riktigt rund. Och så regnar det på ytan, vattnet blir smutsigt, stalaktiten mörknar. Regnet har upphört, vattnet är klart igen och nästa lager av stalaktit har fått en annan färg. Om du klipper det kommer snittet att ha samma ringar som ett träd, men inte ettåriga. Det är bara det att på våren och hösten finns det mer vatten, och droppstenen växer snabbare. Vattnet är mörkare, och ringen är mörkare, det finns mindre vatten och tillväxten har upphört (bilaga 11).

Jag hittade till och med den kemiska formeln för bildandet av en stalaktit. Här är det: CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2 HCO3

Men inte all kalcit lägger sig i taket och ger tillväxt åt stalaktiten. Under sin egen tyngd faller några av dropparna till golvet och en stalagmit växer underifrån mot stalaktiten. När en stalaktit och en stalagmit går samman och växer ihop bildas en kalcitkolonn - ett stalagnat. Och stalaktiter, och stalagmiter och kolonner är mycket stora - tiotals meter i höjd och flera meter i diameter.

Vattendroppar, som faller på dem, bildar strömmar som rinner runt kolonnerna från alla sidor, och sedan finns det ränder i form av revben. Om dropparna rinner nerför grottans vägg, visas inte mindre fantastiska ränder på den i form av stenvattenfall, flaggor och andra fantastiska formationer.

Ibland dyker det upp stråk av helt oväntade former i grottorna. Stalaktiter börjar plötsligt växa på måfå och skapar bisarra stenvävar. Överraskande vackra sten- och gipsstalaktitblommor dyker upp på golvet och på väggarna - koralliter, kristalliter och heliktiter (bilaga 12).

Där det finns en obalans i flödet av lösningen - till exempel droppar det ovanifrån, men så lite att dropparna omedelbart sprider sig som en film - hybridformer uppstår, stalagmiten blommar med en buske. I det här fallet uppstår en mängd olika övergångsformer, polyminerala former och mycket mer. Till exempel kan du hitta formationer som exakt kopierar arkitekturen hos getingbon. Och gipsväven, som är tunnare än ett människohår, smulas sönder till damm vid minsta luftsvängning.

Miljarder droppar under miljontals år har skapat i grottan en hel skog av stalaktiter, stalagmiter, fantastisk inredning av pelare och genombrutna stengardiner, flaggor och vattenfall (bilaga 13).

På golvet i grottan avsätter strömmande vatten även kalcit och bildar "bad" som varierar i form och färg. De minsta partiklarna av salter av olika mineraler och metaller - koppar, kobolt, järn - gör fläckarna rosa, gula, blå, röda, morot, svarta. Mycket sällan hittas i "baden" de så kallade grottpärlorna. Den bildas på samma sätt som havet, men inte i skalet. Ibland når grottpärlor tre till fem centimeter i diameter - nästan som en pingisboll - men det är mycket sällsynt.

En mängd olika stalaktiter kan hittas i karstgrottor. Till exempel rörformiga stalaktiter, de är pasta. Kanalen, som löper längs hela deras längd, har i århundraden automatiskt föreslagit forskarna att stalaktiten matas genom denna kanal. Men det visade sig att så inte alls var fallet. Det visade sig att kanalen bara är en konsekvens av kristallisation längs omkretsen av den fristående droppen. Det är därför som nya stalaktiter, som växer i stället för de trasiga, inte fortsätter det ursprungliga röret, utan växer något åt ​​sidan, där det är mer bekvämt för vatten att droppa.

De mest spektakulära av stalaktiterna är draperier (bilaga 14) som uppträder på sluttande väggar. Det är då som den växande stalaktiten börjar påverka droppens separeringspunkt, och den blir rörlig, rör sig längs med vattenströmmens minsta infall och fixerar i sin hastigt virvlande form riktningen för dessa strålar, dit de ska strömma.

När ett mineral förändras, säg, kalcit till gips, förändras också grottan, och oigenkännlighet (bilaga 15). Gips har en annan kristallisationskemi. Därför "växer" gipsformationer i en sådan grotta - "kristallkronor" (bilaga 16) och gips "snötäckta granar".

De bildas på ett extremt anmärkningsvärt sätt. Grottan har också torra och våta årstider, och gips är ett mycket lösligt mineral. När fukt lägger sig på ytan löses gipsen upp. När fukten avdunstar kristalliseras gipsen. Vatten "gillar" att bosätta sig i fördjupningar, och att avdunsta från avsatser är elementär fysik. Och sedan visar det sig att den inre håligheten i stalagmiten fortsätter att lösas upp, och den yttre ytan - att dessutom växa grenade buskar av kristaller. Samma "snötäckta granar" dyker upp. När väggen blir tunnare så att stalagmiten inte längre håller sin egen vikt, sedan "döende", faller den in i sig själv och tillhandahåller sina egna "reserver" av gips för tillväxten av andra formationer.

Det tar mycket tid att skapa all denna extraordinära underjordiska skönhet. Forskare har räknat ut att en stalaktit i genomsnitt växer med fyra tiondels millimeter per år och bara växer med fyra centimeter på hundra år. Och om 100 år kommer en stenistapel att dyka upp på denna plats - en 4 centimeter lång stalaktit. Och vart 100:e år kommer droppstenen att växa lika mycket. Och nedanför, där droppen föll, växer ett stentorn - en stalagmit. Efter miljontals år kommer stalaktiten och stalagmiten att förenas och förvandlas till en gnistrande kolonn. Det betyder att en man som bröt en meterlång stenistapel förstörde det som naturen hade skapat i ungefär två och ett halvt tusen år!

Under studiens gång lärde jag mig alltså att stalaktiter, stalagmiter och stalagnater är droppläckageformationer i grottor. Processen för bildning av stalaktiter och stalagmiter är en komplex kemisk process, som består i det faktum att vatten löser upp berget, överför det till en annan plats och efter ett tag avsätter det tillbaka, vilket skapar sinterformationer. Denna process tar hundratals, tusentals år.

Andra mysterier i grottorna

Paleontologi är vetenskapen som studerar fossila växter och djur. Fossiler är resterna av djur som levde för miljoner år sedan och som har överlevt till denna dag. Det är främst genom studier av fossiler som vi vet hur djurvärlden såg ut för hundratals miljoner år sedan.

I början av mitt arbete sa jag redan att studiet av grottor är av stor vetenskaplig betydelse inom paleontologi, mineralogi, antropologi och arkeologi. Detta bekräftas av 1900-talets mest högljudda och intressanta upptäckt - upptäckten av Petralona-grottan i norra Grekland. Jag var själv i denna grotta, och det blev utgångspunkten för mig i att studera mekanismen för bildandet av grottor och stalaktiter. Därför vill jag kort berätta om det (bilagorna 17-24).

1959, på halvön Halkidiki, i norra Grekland, på en höjd av 250 meter över havet, vid foten av berget Katsika, upptäcktes en ingång till en grotta. Det hela hände helt av en slump, en herde vid namn Petralona skötte fåren i området. En gång, efter att ha hört vattnets tysta brus, bestämde jag mig för att noggrant undersöka bergets fot och snubblade över ingången till grottan. Ytterligare forskning utfördes av specialister, i synnerhet den berömde grekiske antropologen Aris Poulianos, som senare byggde ett paleontologiskt museum bredvid grottan och till och med ibland gör utflykter själv. Jag hade tur, jag såg honom också när jag var på turné.

Grottans yta är 10 tusen kvadratmeter, den totala längden på korridorerna (passagerna) är 1 500 meter. Turistvägen, öppen för allmänheten, är fortfarande bara 600 meter. Fynden som upptäcktes inne i denna grotta gjorde en verklig revolution inom antropologin. År 1960, ett år efter upptäckten av själva grottan, upptäcktes en skalle och skelett av en forntida europé, en neandertalman, kallad archanthropus, inuti. Resultaten av den första studien av skallen presenterades vid den internationella antropologkongressen i Moskva 1964 och gjorde ett stort intryck på specialister.

Dessutom hittades förstenade ben, stenredskap, djurrester - björnar, hyenor, sköldpaddor, noshörningar, lejon och till och med en giraff i grottan. Och ett annat ovanligt fynd från Petralona-grottan är spår av bränder och aska, som är 1 miljon år gammal. Enligt forskare är dessa de äldsta spåren av människans användning av eld.

Tills nyligen trodde man att mänsklighetens ålder är 3,5-4 miljoner år, och Afrika är hemlandet. Fynden från Petralone-grottan och deras datering ger dock rätt att anta att mänsklighetens vagga är sydöstra Europa, och människan uppträdde för 11-12 miljoner år sedan i Grekland. Alla fynd från Petralona-grottan ställs ut i det antropologiska museet som byggts intill grottan.

Faktum är att det finns många mysterier och mysterier i grottorna. Som jag fick reda på under min forskning är fängelsehålornas djurvärld ovanlig och intressant. Även den primitiva människan kände till och målade på väggarna av djur som levde i grottor - ett grottlejon, en hyena, en grottbjörn. Hällmålningar innehåller förresten också mycket intressant information för vetenskapsmän (bilaga 25).

Forntida djur dog ut för länge sedan, människor lämnade grottorna, men själva grottorna var inte tomma. Seriös biologisk forskning om underjorden började först 1831, när den första grottbaggen hittades. Sedan dess har många olika grottvarelser upptäckts - både vattenlevande och landlevande. Dessa är troglobionter, vilket betyder "bor i grottor" - kräftdjur, fiskar, löss, tusenfotingar, spindlar, falska skorpioner och andra insekter.

Levande organismers anpassning till grottlivet är mycket komplex och mångsidig. Jämfört med sina jordlevande släktingar har de längre och tunnare kroppar, mer långsträckta ben och antenner, de är genomskinliga och färglösa. Eftersom det inte finns något ljus i grottorna behöver de inte syn, och därför har de inga ögon. I grottorna finns blinda skalbaggar, fiskar, groddjur, kräftor och även blinda och vinglösa flugor. Luften i grottorna är mättad med fukt, och därför kan troglobionter leva både i vatten och på land.

Enligt forskare gick djur och insekter in i grottorna på grund av klimatförändringarna på jorden, nämligen under en köldknäck. Således är majoriteten av moderna grottbor representanter för tidigare epoker, levande fossiler som inte längre finns på ytan, men som har behållit utseendet och vanorna från svunna årtusenden.

Men de flesta älskare av mörker tillbringar bara en del av sina liv under jorden. Till exempel, fjärilar övervintrar bara i grottor. Och vissa arter av gräshoppor, som leder en nattlig livsstil, finns där hela dagen. Grottbjörnen tillhörde också dem, eftersom grottan bara var en viloplats för honom. Hyenan och lejonet tillbringade ännu mindre tid i grottorna. Till skillnad från grottbjörnen gick de aldrig långt ner i grottans djup utan stannade vid ingången.

Grottornas skatter - ett annat mysterium och mysterium i grottorna. I många årtusenden har legender och berättelser talat om skatter gömda i grottor. Under marken hittades mer än en gång ben från förlorade skattjägare, som aldrig lyckades hitta de värdefulla skatterna. En av grottorna i de tjeckiska Tatras kallas för Skattsökarnas grotta. Och hur många legender görs om piratskatter gömda, inklusive i grottor. Men i varje legend finns det en viss sanning.

SLUTSATS

Föremålet för min forskning var grottorna och deras mysterier, varav de viktigaste är stalaktiter, stalagmiter och stalagnater, mekanismen för deras bildande och möjligheten att skapa i hushållsförhållanden, det vill säga hemma. I början av arbetet tänkte jag göra ett experiment på sådan odling. Jag trodde att jag kunde göra detsamma själv genom att studera naturen och mekanismen för stalaktitbildning. Men även under den teoretiska forskningen insåg jag att det är omöjligt att odla en riktig stalaktit hemma.

För att odla en stalaktit krävs flera mycket väsentliga förutsättningar. Nämligen - en grotta med en viss lättnad och mikroklimat, ett konstant flöde av vatten, närvaron av koldioxid, och viktigast av allt - flera hundra och till och med tusentals år. Människoliv är inte tillräckligt för att upprepa ett så ovanligt och vackert fenomen som en stalaktit eller stalagmit. Det finns bara en sak kvar - att beundra och vårda.

Baserat på resultaten av min forskning kan jag dra huvudslutsatsen - det finns sådana naturfenomen som en person bör studera, skydda, men det är inte alls nödvändigt att upprepa dem eller använda dem i sitt liv. Kanske kommer människor en dag att uppfinna en tidsmaskin eller en tidsaccelerator och då kommer de att på konstgjord väg kunna accelerera den naturliga processen med dryppstenstillväxt, men nästa fråga uppstår, är det nödvändigt?

Varför behöver jag denna kunskap? Kan de vara användbara för mig i livet? Ja tror jag. Och främst, för att bättre förstå världen omkring oss, för att se och uppskatta den skönhet som naturen kan skapa. Och ändå - plötsligt kommer klimatet på planeten att förändras dramatiskt igen och människor måste återvända till grottorna. Med denna kunskap blir det lättare för mig att själv vänja mig vid det och hjälpa andra.

Moskvas statliga institut för stål och legeringar

Vyksa filial

(Tekniska universitetet)

Ämnesabstrakt

kristallfysik

På ämnet: "Bildandet av grottor och karsts"

Elev: Pichugin A.A.

Grupper: MO-07 (MChM)

Föreläsare: Lopatin D.V.

Moskva 2008

I. Allmän information om grottor och karst

II. Hypotes om uppkomsten av karstområden

III. Förutsättningar för bildandet av grottor

IV. Typer av grottor:

1. Karstgrottor

2. Tektoniska grottor

3. Erosionsgrottor

4. Glaciala grottor

5. Lavagrotta

V. Grottor i Baikal-regionens territorium

VI. Cave Kyzylyarovskaya dem. G.A. Maximovich.

Allmän information om grottor och karst

Karst(från tyska Karst, efter namnet på den alpina kalkstensplatån Kras i Slovenien), - en uppsättning processer och fenomen förknippade med vattnets aktivitet och uttrycks i upplösningen av stenar och bildandet av tomrum i dem, såväl som märkliga landformer som uppstår i områden som består av relativt lätt vattenlösliga bergarter (gips, kalksten, marmor, dolomit och stensalt).

Negativa landformer är mest karakteristiska för karst. Efter ursprung är de uppdelade i former bildade genom upplösning (yta och underjord), erosiva och blandade. Enligt morfologin särskiljs följande formationer: karr, brunnar, gruvor, dopp, trattar, blinda karstraviner, dalar, åkrar, karstgrottor, underjordiska karstkanaler. Följande villkor är nödvändiga för utvecklingen av karstprocessen: a) förekomsten av en plan eller lätt lutande yta så att vatten kan stagnera och sippra in genom sprickor; b) tjockleken på karststenar måste ha en betydande tjocklek; c) Grundvattennivån bör vara låg så att det finns tillräckligt med utrymme för den vertikala rörelsen av grundvattnet.

Beroende på grundvattennivåns djup särskiljs djup och grund karst. Det finns också en skillnad mellan "bar" eller medelhavskarst, där karstlandformer saknar jord och vegetation (till exempel den bergiga Krim), och "täckt" eller centraleuropeisk karst, på vars yta vittrar skorpan bevaras och jord- och vegetationstäcke utvecklas.

Karst kännetecknas av ett komplex av yta (kratrar, karr, rännor, bassänger, grottor, etc.) och underjordiska (karstgrottor, gallerier, håligheter, passager) reliefformer. Övergångsformer mellan yt- och underjordiska former är grunda (upp till 20 m) karstbrunnar, naturliga tunnlar, gruvor eller haverier. Sänkor eller andra element av ytkarst genom vilka ytvatten kommer in i karstsystemet kallas ponorer.

Karst, kalkstensplatåer - ett komplex av oregelbundenheter, konvexa klippor, fördjupningar, grottor, försvunna bäckar och underjordiska avlopp. Förekommer i vattenlösliga och vittrade stenar. Processen är typisk för kalksten, såväl som för de platser där stenar tvättas ut. Många floder ligger under jorden, det finns också många grottor och stora grottor. De största grottorna kan kollapsa och bilda en ravin eller ravin. Efter hand kan all kalksten tvättas bort. Fenomenet är uppkallat efter Karstplatån i forna Jugoslavien. Karstistiska karstsystem är brett representerade i Krimbergen och i Ural.

Karst kan observeras i västra alperna, i Appalacherna (USA) och i södra Kina eftersom kalkstenslagren, som först bestod av ett lager av kalcit (kalciumkarbonat), upp till 200 m tjockt, som delvis eroderades av vatten . Koldioxid från atmosfären löstes upp i regnet och bidrog till bildandet av svag kolsyra, vilket i sin tur bidrog till erosion av stenar, särskilt längs klyvningslinjer och lager, vilket ökade dem till bildandet av karstgrottor, dalar som uppstod som ett resultat av kollapsen av grottväggar, som med vidare utvecklingsprocesser kan förvandlas till raviner, och slutligen kvarstår rester av kalksten, karakteristiska för karstlandskapet, som inte har eroderats.

Grotta- ett naturligt hålrum i den övre tjockleken av jordskorpan, som kommunicerar med jordytan genom ett eller flera utlopp som är framkomliga för en person. De största grottorna är komplexa system av passager och hallar, ofta med en total längd på upp till flera tiotals kilometer. Grottor är ett föremål för speleologistudier.

Grottor kan delas in i fem grupper efter deras ursprung. Dessa är tektoniska grottor, erosionsgrottor, isgrottor, vulkaniska grottor och slutligen den största gruppen, karstgrottor. Grottor, i ingångsdelen, med lämplig morfologi (horisontell rymlig ingång) och läge (nära vatten) användes av forntida människor som bekväma bostäder.

HYPOTES OM KARST-REGIONERNAS URSPRUNG

Det finns nämligen en hypotes att:

I forntida tider, för 300-400 miljoner år sedan, ägde en process av tillväxt och död av levande organismer rum i havsvattnet, som intensivt använde kalcium för att bygga sina skal. Vattnet var en mättad lösning av kalciumkarbonat. Döda skal sjönk till botten och ackumulerades tillsammans med sediment som faller ut ur lösningen som ett resultat av klimatförändringar;

Under miljontals år samlades kalkstensmassa på botten i lager;

Under tryck ändrade kalkstenssedimentet sin struktur och förvandlades till en sten som låg i horisontella lager;

I ögonblicket av förskjutningar i jordskorpan drog sig havet tillbaka, och den tidigare bottnen blev torr land;

Två scenarier för utvecklingen av händelser var möjliga: 1) skikten förblev nästan horisontella och orörda (som nära Moskva); 2) bottnen framträdde och bildade berg, medan kalkstenslagrens integritet kränktes, talrika tvärgående sprickor och förkastningar bildades i dem. Så här bildades den framtida karstregionen.

Denna hypotes bekräftas av fynden av resterna av forntida skal och andra före detta levande organismer i tjockleken av kalksten. Hur det än må vara så är det uppenbart att grottorna och klipporna där de bildas är nära förbundna med det gamla livet på jorden.

FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR BILDANDET AV GROTTOR

Det finns tre huvudvillkor för bildandet av karstgrottor:

1. Förekomsten av karststenar.

2. Närvaron av bergsbyggnadsprocesser, rörelser av jordskorpan i distributionszonen av karststenar, som ett resultat - närvaron av sprickor i massivets tjocklek.

3. Förekomst av aggressivt cirkulerande vatten.

Utan något av dessa förhållanden kommer inte grottbildning att ske. Dessa nödvändiga förhållanden kan emellertid överlagras av lokala särdrag i klimatet, reliefstrukturen och förekomsten av andra stenar. Allt detta leder till utseendet på grottor av olika slag. Även i en grotta finns olika "sammansatta" element som bildas på olika sätt. De viktigaste morfologiska elementen i karstgrottor och deras ursprung.

Morfologiska element i karstgrottor:

Vertikala avgrunder, schakt och brunnar,

Horisontellt lutande grottor och slingrar,

Labyrinter.

Dessa element uppstår beroende på typen av störningar i karstmassivets tjocklek.

Typer av överträdelser:

Fel och fel, sprickor:

strö,

På gränsen mellan karst och icke-karst rock,

tektonisk (vanligtvis tvärgående),

Det så kallade sidomotståndet spricker.

Schema för bildandet av vertikala delar av grottor (brunnar, gruvor, avgrunder): Lakning.

Brunnar bildas i skärningspunkten mellan tektoniska sprickor - i den mest mekaniskt svaga punkten av massivet. Det är här nederbördsvattnet tas upp. Och sakta löser upp kalkstenen; under miljontals år expanderar vatten sprickor och förvandlar dem till brunnar. Detta är en zon med vertikal cirkulation av grundvatten

Nival brunnar (från ytan av massivet):

På vintern är sprickorna igensatta med snö, sedan smälter det långsamt, detta är aggressivt vatten, det eroderar intensivt och expanderar sprickorna och bildar brunnar från jordens yta.

Bildande av horisontellt lutande rörelser:

Vatten, som tränger in genom skiktet (skiktet) av karstberg, når bäddsprickan och börjar spridas längs det längs planet för skiktens "fall". Det finns en process av urlakning, en subhorisontell kurs bildas. Då kommer vattnet att nå nästa korsning av tektoniska sprickor och återigen kommer en vertikal brunn eller avsats att bildas. Slutligen kommer vattnet att nå gränsen mellan karstande och icke-karstande stenar och sedan spridas endast längs denna gräns. Vanligtvis rinner redan en underjordisk flod här, det finns sifoner där. Detta är en zon med horisontell cirkulation av grundvatten.

Hallbildning.

Hallarna finns i förkastningszoner - stora mekaniska störningar i massivet. Hallarna är resultatet av alternerande processer av bergsbyggande, urlakning och återigen bergsbyggande (jordbävningar, jordskred).

Det händer att ytterligare mekanismer ingår:

Mekaniskt avlägsnande av stenfragment genom vattenflöden,

Åtgärd av termiska tryckvatten (New Athos-grottan).

Karst förstås som en geologisk process och relaterade fenomen som utvecklas som ett resultat av vattnets interaktion med lösliga bergarter. Dessa inkluderar zoner där egenskaperna hos bergarter förändras, yt- och underjordiska karstformer och karstavlagringar.

I zonerna av förändringar i bergarternas vattenfysikaliska och fysikalisk-mekaniska egenskaper inträffar sönderdelning, brecciation, vugginess och dekonsolidering av bergarter. På ytan av lösliga bergarter bildas negativa korrosionsformer - nischer, karr, trattar, hålor, åkrar, diken, karststockar, raviner, dalar och kanjoner. Nischer är fördjupningar av olika former och tillkomst på sluttningarna av karstmassiv. Carr är mikroformer i form av spår, spår, hål på horisontella eller vertikala ytor av stenar. Slutna, rundade, ovala eller oregelbundet formade fördjupningar upp till 100 m i diameter, som vidgar sig uppåt, bildar trattar och mer än 100 m i diameter bildar fördjupningar. Polya är slutna eller halvslutna former av olika storlekar (upp till 500 km2 i yta), med en platt botten och periodvis översvämmade av karstvatten. Karstraviner, raviner, dalar och kanjoner skiljer sig från varandra i sluttningens branthet och arten av avrinningsabsorptionen (från partiell till fullständig). Diken är långsträckta korrosionsgravitationsfördjupningar med branta sidor, vanligtvis orienterade parallellt med toppen av en sluttning. Med selektiv upplösning uppträder ibland positiva former - rester (torn, kottar etc.).

Underjordiska karstformer inkluderar negativ korrosion, korrosion-erosion eller korrosion-gravitation, som har en bredd eller höjd vid ingången som är mindre än längden eller djupet (grottor, brunnar, gruvor). Grottor är horisontella, lutande eller komplexa (labyrint) håligheter i karstbergarter med ett tvärsnitt på mer än 30 cm. Vertikala hålrum i karstbergarter av en konformad, cylindrisk, slitsliknande eller annan komplex form upp till 20 m djup är kallade brunnar; och med ett djup på mer än 20 m - minor.

Karstavlagringar - sediment av olika tillkomst, sammansättning och storlek - bildas i yt- och underjordiska karstformer (restlera; jordskredansamling; vattenmekaniska avlagringar; karbonatmjöl, breccia, kalkhaltig tuff, stalaktiter, stalagmiter, stalagnater, bark, grottpärlor; benmaterial, is, etc.).

Ett av huvudvillkoren för utvecklingen av karst är närvaron av karbonat, sulfat eller saltstenar i sektionen av jordskorpan. Enligt deras litologi särskiljs fyra undergrupper: I - skikt av samma typ av karststenar; II - skikt av interbedding av olika typer av karststenar; III - skikt av interbedding av karst och icke-karst stenar; IV - mellanskikt av karststenar bland icke-karststenar; sju litologiska typer: karbonat, sulfat, saltsyra, karbonatsulfat, terrigent-karbonat, terrigent-sulfat, karbonat-terrigent; nio litologiska typer: kalksten, dolomit, krita, gips, stensalt, kalksten-gips, terrigenous-kalksten, terrigenous-gips, kalksten-terrigenous.

Beroende på de överliggande avlagringarnas beskaffenhet särskiljs karsttyper: öppna (karstbergarter kommer till ytan eller är täckta med sedimentära okonsoliderade avlagringar upp till 2 m tjocka), täckta (karstbergarter är täckta med sedimentära okonsoliderade avlagringar av olika tillkomst med en tjocklek på mer än 2 m), överlappade (karstingstenar är täckta med sedimentära cementerade avlagringar, magmatiska eller metamorfa bergarter av olika tjocklek), överlappade täckta (karstingstenar är överlagrade av sedimentära cementerade, magmatiska eller metamorfa bergarter och sedimentär icke-cement avlagringar av olika tjocklek).

Separat särskiljs manifestationer av hydrotermokarst - processerna för upplösning av stenar, bildning och fyllning av karstformer och vätskor. Hydrotermokarst, främst i karbonatbergarter, är förknippad med bildandet av många avlagringar - bly, zink, antimon, kvicksilver, uran, guld, fluorit, baryt, celestit, isländsk spar, bauxit, etc.
Mer än 60% av Rysslands territorium är föremål för utvecklingen av karstprocesser i stenar från arkeisk-proterozoikum till neogenåldern. De mest utvecklade är terrigenous-karbonat (40%), karbonat-terrigenous (24%) och karbonat (14%) litologiska typer av karst.

Det största området (40,6%) är ockuperat av territorier med en enkel struktur, där det i sektionen finns överlappande karststenar av ett eller två system, 24% av territoriet har en komplex struktur (3–5 system); 2% - en mycket komplex struktur (mer än fem system).
Karststenar är mer utvecklade i den europeiska delen av Ryssland (72%), mindre - i den asiatiska delen (64%). De finns i 70 % av permafrostområdet och i 33 % av det område som täcks av kvartär glaciation.

Grottor. En av de mest slående manifestationerna av karst är grottorna. De är horisontella och lutande. Grottorna består av gallerier, salar (grottor), meanders (slingrande gallerier), smala passager och brunnar, orgelpipor (som går upp från galleriet med vanligtvis blinda brunnar), blockeringar (sektioner av galleriet med ett kollapsat valv). Stora grottor bildar ofta labyrinter: platta (utan golv eller lagda i ett lager) eller voluminösa (som går till stora djup). I översvämmade grottor finns det sjöar, bäckar, grottfloder med vattenfall och sifoner (ställen där floden går under kavitetens båge). Det finns grottor helt fyllda med vatten.

I mitten av nittonhundratalet. i Ryssland var cirka 350 små karstgrottor kända, av vilka den längsta ansågs i kalksten - Vorontsovskaya (västra Kaukasus, mer än 5 km), och i gips - Kungurskaya (Ural, 4,5 km). Det fanns ingen information om karstminor i Ryssland. Som ett resultat av aktiv speleologisk forskning har mer än 4 tusen naturliga håligheter av olika storlekar och ursprung upptäckts hittills, varav 141 tillhör stora grottor som är mer än en kilometer långa och mer än 100 m djupa. ), i gips - Kulogorskaya -Troya (16,25 km, Arkhangelsk-regionen), i konglomerat - Bolshaya Oreshnaya (47,0 km, Krasnoyarsk-territoriet). De flesta av de stora grottorna finns i Storkaukasien (35), i Pinego-Kuloi (22) och södra Ural (19).

Användningen av grottor i landet är ganska varierande. För industriella ändamål används de för att organisera vattenförsörjning; inom medicinsk - för behandling (till exempel bronkial astma i den underjordiska verksamheten i en kaliumgruva i Perm-territoriet); inom sport - för olika sportevenemang; inom vetenskaplig - för geologisk, biologisk, arkeologisk och annan forskning; inom turism som utflyktsobjekt (Kungurskaya, Kapova, Vorontsovskaya, Big Azishskaya-grottorna, Sablinsky-katakomberna).

Kungur Ice Cave är en av de största grottorna i Ryssland. Dess längd är 5,7 km. Grottan ligger i utkanten av staden Kungur (Perm-territoriet) på högra stranden av floden Sylva vid foten av sluttningen av Ice Mountain. Ingången till grottan ligger i en berghäll av nedre permgips, anhydrit och dolomit. Grottan är en labyrint bildad i sluttningsdelen av Sylva älvdal. Den genomsnittliga tjockleken på taket är 65,0 m. Baserat på teodolitundersökningen utförd av E. P. Dorofeev, upprättades en plan över grottan, som inkluderar 48 grottor (de största är Geographers-grottan, ca 50 tusen m3, Velikan-grottan, cirka 45 tusen m3). Grottans amplitud är 32 m, området är 65,0 tusen m2; volym - 206 tusen m3. Det finns 70 sjöar i grottan med en total yta på 7,4 tusen m2 (den största underjordiska sjön - Friendship of Peoples - med en yta på 1 460 m2). Under olika årstider förändras sjöarnas antal och storlek. Kungurgrottan är känd för sina isformationer. Vid ingången till den utvecklas huvudsakligen kongelationsis, som uppstår när vatten fryser (sinter, lakustrin, segregation, iscement och ven). is bildas som ett resultat av luftväxling mellan och underjordiska håligheter eller deras individuella sektioner. Dessa är kristaller (bladformade, bricka, pyramidformade, rektangulära, nålformade) och komplexa former (ensembler). Särskilda observationer har visat att sublimeringsintensiteten är 0,2 mm/dag. (i vattenskiktet). Dessa isar har låg mineralisering och är känsliga för föroreningar.

Kapova-grottan (Shulgan-Tash) ligger i Republiken Bashkortostan och är en del av Shulgan-Tash-naturreservatet. Detta är en av de största flervåningsgrottorna i Ural, 2 640 m lång, ett arkeologiskt monument av världsbetydande betydelse med paleolitiska målningar och forntida människors platser. Den bildades i ett karstmassiv på högra stranden av Belaya. Massivet består av kalkstenar från Visean-stadiet i Nedre karbon. Ingången till grottan ser ut som en båge i storleken 48x18 m. Grottan är ett system av gallerier, korridorer och salar med nordnordvästlig och nordostlig strejk, belägen i tre nivåer. De mest betydelsefulla hallarna (kaos, ritningar, diamant, kristall) bildas på mitten och de övre nivåerna. I botten rinner Shulganfloden (medelvattenflödet är 50 l/s), som försvinner från ytan 2,5 km norr om grottan. I sifondelen av floden, vid ingången till grottan, når djupet 30 m. Den äldsta är mellanvåningen i grottan, där den moderna ingången till den finns. Grottan är dekorerad med kalcitsinterformationer, på vintern - med isstalaktiter och stalagmiter.

1959 upptäckte zoologen A. V. Ryumin paleolitiska teckningar av en gammal man i grottan, vilket gav henne världsberömmelse. Hittills har mer än 50 olika typer av färgglada bilder av djur (mammut, noshörning, bison), en antropomorf varelse, målarfläckar och olika geometriska tecken i form av trapetser, rektanglar och trianglar, gjorda i ockra av olika toner. hittats i grottan. Storlekarna på ritningarna är från 6 cm till 1,06 m. De är placerade i fyra salar: i Dome, Signs and Chaos på mittenplanet och i Ritningshallen på det övre planet. Ritningarnas ålder är minst 13–14 tusen år. Spetsar, skrapor, skårade redskap, knivar med trubbig egg och några andra redskap gjorda av lokal grottkalksten och kalcit samt flinta och grönbrun jaspis hittades i kulturlagret på grottans mittskikt. Många legender, legender, föreställningar och sagor förknippas med grottan.

Jag skulle vara tacksam om du delar den här artikeln på sociala nätverk:

Karst grottor- dessa är underjordiska håligheter bildade ännu tjockare än jordskorpan, i områden där lättlösliga karbonat- och halogenstenar är fördelade, utsätts för urlakning och mekanisk påfrestning, dessa bergarter förstörs gradvis, vilket leder till bildandet av olika karstformer. Bland dem är de mest intressanta underjordiska karstformer - grottor, gruvor och brunnar, ibland kännetecknade av en mycket komplex struktur.

Ett av huvudvillkoren bildandet av karstgrottorär närvaron av karststenar, kännetecknad av betydande litologisk mångfald. Bland dem finns karbonatstenar (kalkstenar, dolomiter, skrivkrita, kulor), sulfat (gips, anhydrit) och halogenid (sten, kaliumsalter). Karststenar är mycket utbredda.

På många ställen är de täckta av ett tunt täcke av sandig-argilaceous avlagringar eller kommer direkt till ytan, vilket gynnar den aktiva utvecklingen av karstprocesser och bildandet av olika karstformer. Intensiteten av karstbildningen påverkas också avsevärt av stenarnas tjocklek, deras kemiska sammansättning och förekomstegenskaper.

Vatten är byggaren av karstgrottor

Som redan nämnts är byggaren av karstgrottor vatten. Men för att vatten ska lösa upp stenar måste de vara permeabla, d.v.s. spricka. Bergspräckningär en av de viktigaste förutsättningarna för utvecklingen av karst. Om karbonat- eller sulfatmassivet är monolitiskt och består av fasta bergarter utan sprickbildning, påverkas det inte av karstprocesser.

Men detta fenomen är sällsynt, eftersom kalkstenar, dolomiter och gips är sprickor i naturen. Sprickor som skär genom kalkstensmassiv har ett annat ursprung. Markera sprickor litogenetisk, tektonisk, mekanisk lossning och vittring. De vanligaste är tektoniska sprickor, som vanligtvis skär genom olika lager av sedimentära bergarter, utan att brytas under övergången från ett lager till ett annat och utan att ändra deras bredd.

Tektonisk sprickbildning kännetecknas av utvecklingen av komplexa ömsesidigt vinkelräta sprickor 1–2 mm breda. Bergarter kännetecknas av den största fragmenteringen och sprickbildningen i zoner med tektoniska störningar.

Faller på ytan av ett karstmassiv, tränger atmosfärisk nederbörd djupt in i detta massiv genom sprickor av olika ursprung. Vatten cirkulerar genom underjordiska kanaler och läcker ut berget, vidgar gradvis de underjordiska passagerna och bildar ibland enorma grottor. Rörligt vatten är den tredje förutsättningen för utvecklingen av karstprocesser.

Utan vatten, som löser upp och förstör stenar, skulle det inte finnas några karstgrottor. Det är därför som egenskaperna hos det hydrografiska nätverket och den hydrogeologiska regimens särart bestämmer till stor del graden av knepighet hos karstskikten, intensiteten och förutsättningarna för utvecklingen av underjordiska håligheter.

Regn och smält snövatten

Huvudrollen i bildandet av många karsthåligheter spelas av infiltration och inflationsregn och snösmältningsvatten. Sådana grottor är korrosions-erosion ursprung, eftersom förstörelsen av berget sker både på grund av dess kemisk urlakning och genom mekanisk erosion. Man ska dock inte tro att dessa processer pågår samtidigt och kontinuerligt.

I olika stadier av utvecklingen av grottor och i olika delar av dem dominerar vanligtvis en av dessa processer. Bildandet av vissa grottor är helt förknippat med antingen korrosions- eller erosionsprocesser. Det finns också nivalkorrosionsgrottor, som har sitt ursprung till aktiviteten av smält snövatten i kontaktzonen mellan snömassan och karstberget. Dessa inkluderar till exempel relativt grunda (upp till 70 m) vertikala håligheter på Krim och Kaukasus.

Många grottor uppstod som ett resultat av takets kollaps över underjordiska korrosions-erosionshålrum. Vissa naturliga hålrum bildades genom urlakning av stenar av artesiska, mineraliska och termiska vatten som stiger upp längs sprickor. Således kan karstgrottor vara av korrosion, korrosion-erosion, erosion, nival-korrosion, korrosion-gravitation (misslyckande), hydrotermiskt och heterogent ursprung.

kondensvatten

Förutom infiltration, uppblåsning och tryckvatten spelar kondensvatten också en viss roll i bildandet av grottor, som samlas på grottornas väggar och tak, korroderar dem och skapar bisarra mönster. Till skillnad från underjordiska bäckar påverkar kondensvatten hela ytan av kaviteten och har därför störst inverkan på grottornas morfologi.

Särskilt gynnsamma förhållanden för fuktkondensering kännetecknas av små kaviteter belägna på ett avsevärt djup från ytan, eftersom mängden kondensfukt är direkt beroende av luftväxlingens intensitet och omvänt på kavitetens volym. Observationer utförda i , visade att 3201,6 m3 vatten kondenseras under året och 2500 gånger mer (dvs. 0,008004 km3) i de underjordiska håligheterna i hela huvudåsen. Dessa vatten är mycket aggressiva.

Deras styvhet överstiger 6 meq (300 mg/l). Således, på grund av infiltrationsvatten, ökar grottorna i Krimbergen, vilket framgår av enkla beräkningar, med cirka 5,3% jämfört med den totala volymen. Den genomsnittliga mineraliseringen av kondensvatten är cirka 300 mg/l, därför utför de 2401,2 ton (8004 106l X 300 mg/l) kalciumkarbonat under året.

Det totala avlägsnandet av kalciumkarbonat från karstkällorna i Krimbergen är cirka 45 000 ton/år. Följaktligen är kondensvattnets roll i bildandet av underjordiska kaviteter relativt liten, och deras inverkan på berget som denudationsmedel är huvudsakligen begränsad till den varma perioden.