Материал: Карстові морфоскульптури

Карстові морфоскульптури

КУРСОВА РОБОТА

З курсу «Геоморфологія»

на тему: Карстові морфоскульптури

Зміст

Вступ

Розділ 1. Умови виникнення і типи карсту

Розділ 2.Механізм і морфоскульптура карстового процесу

.1 Поверхневий карст

.1 Закритий карст

.3 Найвідоміші карстові масиви в Україні

Розділ. 3 Похідні природні явища карстових процесів

Розділ 4. Закономірності перебігу карстових процесів

.1 Циклічність карстових процесів

.2 Зонально-кліматичні типи карсту

Розділ 5. Псевдокарстові процеси і форми рельєфу

Висновки

Література

Додатки

морфоскульптура карст рельєф

Вступ

Мета: провести дослідження з допомогою наукової літератури за темою - карстова морфоскульптура, що відноситься до екзогенних процесів рельєфоутворення у сфері геоморфології, з допомогою цього дати визначення поняття карсту, умови його виникнення, також охарактеризувати процес карстового вилуговування та причини утворення, зв’язаних з цим різноманітних форм рельєфу.

Об’єктом дослідження курсової роботи є карст. Карст - це сукупність процесів, форм рельєфу і особливостей гідрографії в областях розчинних водопроникних (в силу властивої їм тріщинуватості і рідше пористості) гірських порід.

Предмет дослідження - це певні форми рельєфу які створюються в результаті протікання карстових процесів, а саме - карстова морфо-скульптура.

Найбільше значення на Землі отримав вапняковий карст, властивий широко поширеним карбонатним відкладенням; інші розчинні породи - кам’яна сіль, гіпс - зустрічається набагато рідше або розчиняються занадто швидко. Сутність розчинення полягає в насиченні циркулюючих і карстових породах вуглекислотою, яка служить основним розчинником. Через перенасичення води розчинення зупиняється, починається випадання карбонату кальцію з води і появу в карстових порожнинах вторинних натічних утворень. Вивченням карстовихпроцесів, в науковому і практичному значенні, займається наука спелеологія[3].

Карстові процеси дуже важливі в життєдіяльності людини.

Більшість карстових порожнин (а вони формувалися за активної участі підземних вод) й понині є джерелом можливого водо-постачання.

Для здійснення процесу вилуговування підземні води мають містити певні хімічні елементи, отже, такі води відрізняються за ступенем мінералізації, що дає змогу використовувати їх як мінеральні води.

Підземні порожнини використовують також з лікувальною митою, особливо печери, які вироблені у сольових породах, де повітря насичене йонами, корисними для здоров’я хворих на астму та інші тяжкі захворювання органів дихання. Стабільність температури, тиску і вологості у карстових печерах робить їх придатними для лікування інших хвороб. Крім того, належність карстових печер до напрямів розлом них порушень у земній корі зумовлює наявність у них позитивної геофізичної енергії, що також сприяє лікуванню.

Екзотичний «інтер’єр» більшості карстових печер (химерні натічно-крапельні форми, ярусність порожнин, наявність підземних річок та озер тощо), феноменальність самого явища карсту робить їх визначними природними пам’ятками і місцями активного туризму.

Однак слід зазначити, що карстові явища (поверхневі та підземні) значно погіршують господарське використання таких районів. На це потрібно зважати під час спорудження об’єктів водного господарства (гідровузлів, меліоративних систем), оскільки раптовий прояв карстових процесів може поглинути створювані водосховища, воду з магістральних каналів, створити перешкоди підчас спорудження тунелів, кар’єрів унаслідок можливого розвантаження у місцях потужних потоків підземних вод.

Наявність у гірських породах порожнин різних розмірів і особливо їхнє багатоярусне розміщення погіршує інженерно-геологічні властивості порід, що можуть бути використані як фундаменти промислових і цивільних споруд. Тому це набуває великого значення під час спорудження об’єктів, які мають статус небезпечних у разі надзвичайних ситуацій. В Україні такими об’єктами є атомні електростанції, греблі потужних водосховищ, нафто-і газопроводи, екологічно небезпечні виробництва. [1].

Завдання:

Охарактеризувати карстові форми рельєфу та причини їх утворення.

Виявити механізми утворення, та основні типи карстової морфо-скульптури.

Пояснити суть понять псевдо карстового рельєфу.

Провести дослідження закономірностей перебігу карстового процесу.

. Зробити висновки з проведеної роботи

.Умови виникнення і типи карсту

Карстовими називають геоморфологічні процеси, які відбуваються завдяки здатності поверхневих чи підземних вод здійснювати хімічне вилуговування або розчинення осадових гірських порід - карбонатних, сульфатних, сольових. Такі процеси відповідно формують досить своєрідний вигляд земної поверхні. Свою назву вони отримали на честь гірського масиву Карст поблизу Трієста на східному узбережжі Адріатичного моря. Зважаючи на поширення карстового рельєфу (карсту) на слов’янських територіях, чимало спеціальних термінів цього явища мають автохтонну природу - доліна, полъя тощо [5].

Визначальною умовою розвитку карстових процесів є наявність гірських порід, здатних до вилуговування (чи розчинення). За цією ознакою розрізняють сульфатний (поширений у сульфатних породах - гіпсі, ангідриті, мірабіліті, бариті та деяких інших), карбонатний (карстові процеси відбуваються у вапняках, доломітах та породах, багатих на сидерит, магнезит тощо) і сольовий (поширений переважно у товщах кам’яної та калійної солей) карст.

Процес вилуговування, по суті , є різновидом процесу хімічного вивітрювання, в якому важливу роль відіграє карбонатна кислота, за участю якої утворюються гідрогенкарбонати, що зазвичай легше розчинні у воді, ніж відповідні солі [5].

Карстові процеси відбуваються інтенсивніше за наявності оптимальних для цього геологічних, гідрогеологічних, геоморфологічних та кліматичних умов, а також потужних джерел вуглекислого газу тощо. До найсприятливіших умов карстового процесу належать такі.

. Достатня кількість СО2 , розчиненого у воді. Джерелами СО2 , що міститься у природних поверхневих і підземних водах, можуть бути: а)атмосфера, з якої вода поглинає оксид карбону (IV) під час падання дощових крапель (щоправда, кількість поглиненого газу вкрай незначна);

б) біохімічні процеси зумовлюються переважно життєдіяльністю мікро-організмів, що є в ґрунтах і верхній товщі порід літосфери, по якій циркулюють підземні води; в) розкладання органічних решток на земній поверхні або поблизу неї; г) «ювілейний» оксид карбону (IV), яким атмосферні води часто насичуються у процесі своєї глибинної циркуляції. Це особливо часто спостерігається в областях сучасної або минулої вулканічної діяльності.

Крім вуглекислого газу в розкладанні вапняків та інших порід можуть брати участь деякі інші кислоти, наприклад гумінові, а також сульфатна, що утворюється у місцях виходу на поверхню сірководневих вод.

. Рельєф плоских межиріч і спадистих схилів що забезпечує тривалий вплив поверхневих вод на гірські породи та значну інфільтрацію. Круті схили зумовлюють стікання поверхневих вод та їхнє мінімальне проникнення в глиб.

. Значний об'єм гірських порід здатних до вилуговування, та відсутність великої кількості домішок, що гальмують перебіг карстового процесу.

. Структура породи здатна спричинити інтенсивну міграцію підземних вод у масиві порід, що зазнають карстових процесів. Пористість, ніздрю-ватість, наявність каверн (великих і дрібних порожнин) у породах зумовлює повсюдне проникнення підземних вод і вилуговування порід у значних об’ємах. Велике значення має ухил водотривких порід, від якого залежить спрямований рух підземних вод і транспортування у розчиненому стані вилугуваних мінеральних мас.

. Вплив тектонічного чинника, що сприяє дренуванню гірських порід системою розломів, тріщин та інших деформацій.

. Достатнє зволоження, сприятливий температурний режим, які ви-значають кількість біомаси, потрібної для утворення оксиду карбону (IV), гумінових та нітратної кислот, що поліпшують агресивність підземних вод. Іноді клімат заважає карстовим процесам, наприклад багаторічна мерзлота перешкоджає доступу вод до масивів порід, здатних до вилуговування.

. Сприятливі умови для оновлення підземних вод - значна тріщинуватість порід, що забезпечує надходження підземних вод, які здійснюють карстовий процес, до осередків розвантаження, а також сприяє припливу свіжих поверхневих ненасичених вод.

2. Механізм і морфоскульптура карстового процессу

Слід зазначити, що карстовий процес, як і будь-який інший екзогенний процес, який зумовлює міграцію по земній поверхні та у верхніх шарах літосфери речовини, енергії та інформації, складається з трьох етапів: руйнування (тоді вживають терміни «вилуговування», «розкладання», «розчинення» тощо), транспортування мінеральних мас у вигляді розчинів, колоїдів і суспензій та акумуляції мінеральних мас за умов неможливості подальшого пересування по поверхні або у товщах гірських порід[5].

Як і більшість екзогенних процесів, карстовий має циклічний характер, проте ця циклічність зумовлюється не тільки зовнішніми чинниками (чергуванням ксеротермічних і плювіальних епох у певному регіоні), а й ритмічністю геологічного (тектонічного) розвитку певної ділянки земної кори. У багатьох випадках ритмічні підняття й опускання земної поверхні спричинюють трансгресії або регресії епіконтинентальних морських басейнів, що також зумовлює ритмічний прояв карстових процесів. Останні призводять до видалення маси гірських порід у певному регіоні як з поверхні, так і на глибині. Відповідно до цього розрізняють карст поверхневий («голий», відкритий) і підземний (закритий). Кожний із цих різновидів карсту утворює специфічний комплекс форм рельєфу. Оскільки відкритий і закритий карсти переважно взаємодіють між собою, то деякі карстові морфоскульптури важко розрізнити за ознаками їхньої належності до певного різновиду[3].

.1 Поверхневий карст

Поширений у районах, де в гірських породах можуть відбуватися процеси картування, виходить на денну поверхню, а кліматичні умови регіону не сприяють утворенню кори вивітрювання, яка могла б вкрити їх шаром значної товщини. Відсутність суцільного грунтово-рослинного покриву, виходи безпосередньо на поверхню численних схилів, роз’їдених карровими борознами, або каррами (інша назва - шратти), різними за довжиною і глибиною.

Рис. 1. Різні типи каррів: а - лункові карри; б - трубчасті карри у брилі гіпсу; в - кари у вигляді слідів; г - борозенчастікарри; д - структурні карри (розріз);е - жолобоподібні кари; є - тріщиннікарри.

Рис. взятий із «Стецюк В. В., Ковальчук І. П. Основи геоморфології, Київ 2005»

Особливо виразними зазначені форми рельєфу є у країнах європейського Середземномор’я. Тут у минулому схили вапнякових гір, імовірно, були вкриті лісами, які згодом по-хижацьки винищили.

Стікання опадів з оголених схилів швидко позбавили їх пухкого покриву, відкривши нічим незахищені вапнякові породи. Численні каррові борозни, які виникли тут уподовж нетривалого часу, активно поглиблювалися і подальше вилуговування відбувалося вже вздовж тріщин, властивих щільним осадовим породам тектонічно активних областей (рис. 1). Утворення таких тріщин за допомогою карстового процесу мало виразне спрямування вглиб. На перетинах деяких тріщин (у «вузлах»), де кількість подрібнених порід значно більша, процес посилювався і часто призводив до появи вертикальних каналів (понорів, шахт. колодязів тощо), які з’єднують форми поверхневого карсту з підземними порожнинами. У поверхневій частині такі канали часто розширюються, набуваючи вигляду лійок (рис. 2).

Рис.2. Типи від’ємних форм карстового рельєфу.

а) блюдцеподібна западина просмоктування; б) лійка просмоктування; в) карстовий колодязь провального походження; 1 - нерозчинні породи; 2 - розчинні породи; 3 - делювіально-пролювіально-елювіальні відклади.Рис. взятий із «Стецюк В. В., Ковальчук І. П. Основи геоморфології, Київ. 2005»

Карстові лійки з часом стають глибшими та більшими за площею (Рис.3). На території, складеній з поверхні породами, схильними до картування, зазвичай формується кілька таких лійок. Вони мають лінійну протяжність тоді, коли належать до великої тріщини у карстова ній породі і ніби «нанизані» на деяку вісь або займають певну площу ізометричних обрисів у плані. Через деякий час лійки, які зазнають розширення і поглиблення, зливаються між собою й утворюють спільні зниження значної площі, що мають назву «полья»[4].

Оскільки дощові опади у Середземномор’ї часто мають зливовий характер. То відбувається короткочасне потужне змивання продуктів вивітрювання до утворених карстових лійок. Частина змитого елювію нагромаджується на дні карстових западин і сприяє закупорюванню понор глинистим матеріалом і припиненню карстового процесу на поверхні.

Отже типовими морфоскульптурами відкритого карсту є каррові борозни. Що переважно утворюються в наслідок корозійної і хімічної діяльності води та змивання елювіальних продуктів до карстових знижень. А також самі зниження - лійки, блюдця, полья, доліни тощо. Западини значних розмірів (понад кілка кілометрів у поперечнику) зазвичай називають польями (від південнослов’янського polje, що тотожне українському слову «поле»), а западини незначних розмірів (від кілько до кількасот мерів у поперечнику) у західноєвропейській науковій літературі незалежно від їхньої форми називають «долінами».

Рис.3. Перетворення колодязеподібного циліндричного провалу а) на лійкоподібну западину б). Рис. взятий із «Стецюк В. В., Ковальчук І. П. Основи геоморфології, Київ. 2005»

Карстові лійки зазвичай мають округлу чи овальну, іноді - неправильну форму в плані та лійкоподібний поперечний переріз із крутими й прямими схилами ( Рис. 4). Розмір у поперечнику становить 10-200 м. У разі формування складних лійок, які утворюються після злиття кількох суміжних або розміщених ланцюжком западин під час їхнього розростання по форми Карстові форми рельєфу (по Д. Г. Панову)

- кари; 2, 3 - воронки поверхневого вилуговування; 4 - провальна воронка; 5 - карстова долина; 6 - полье; 7 - печера. Рис. взятий із «Стецюк В. В., Ковальчук І. П. Основи геоморфології, Київ. 2005»

поверхні, простори між лійками набуваютьвигляду довгастих долино-подібних знижень, розділених невисо-кими перемичками на низку западин меншого розміру. Зниження такого характеру отримали південнослов’ян-ську назву «ували» (Рис.5). На дні багатьох карстових лійок нагромаджу-ються пухкі осадові породи, що змиваються із схилів, іноді днища мають

Ріс.5. процес утворення увалів польїв унаслідок об’єднання (злиття) карстових лійок (за I. Kunsky. 1960)

Рис. взятий із «Стецюк В. В., Ковальчук І. П. Основи геоморфології, Київ. 2005»

тріщини, в яких затримуються атмосфері опади. Потім ці тріщини округлюються і набувають вигляду отворів округлої чи овальної форми діаметром кілька десятків сантиметрів. Такі отвори, що поглинають поверхневий стік, називають понорами. В Україні є чимало географічних назв, які містять інформацію про карстові процеси. «Понора», «понорка» - назви річок і струмків, які протікають у районах поширення вапнякових порід (зокрема, у районі старовинного волинського міста Ізяслава).