Карст
Карст е название на група геоморфоложки форми, образувани от разтварянето на пластове от карбонатни (CaCO3) или други разтворими скали, като варовици и доломити.[1] Карстовите форми могат да бъдат:
- подземни – пещери, подземни пропасти и други;
- надземни – ували, кари, понори, въртопи, карстови полета, карстови фунии, карстови блата, слепи долини, скални мостове, карстови извори и други.
Ранно изучаване
[редактиране | редактиране на кода]Янез Вайкард Валвазор, пионер в изучаването на карста в Словения и член на Британското кралско научно дружество, въвежда думата карст през 1689 г., описвайки феномена на подводно течащи реки в трудовете си за Церкнишкото езеро.[2] Йован Цвиич продължава изучаването на карстовите райони и впоследствие става известен като „бащата на карстовата геоморфология“. Разглеждайки основно карстовите райони на Балканите, неговия труд от 1893 г. Das Karstphänomen описва формите на релефа като карстови фунии и карстови полета.[3] През 1918 г. Цвиич предлага цикличен модел за развитието на карстовия пейзаж.[3][4] Към края на 1950-те години във Франция се появява и дисциплината карстова хидрология.[5]
Развитие на карста
[редактиране | редактиране на кода]Най-характерни за карста са отрицателни форми на релефа. Според произхода си, те се разделят на форми, образувани чрез разтваряне (повърхностни и подземни), ерозионни и смесени. Могат да се разделят и морфологично. За развитието на карстовия процес са необходими следните условия:
- равна или слабо наклонена повърхност, така че водата да може да се застоява и изтича навътре;
- значителна дебелина на скалите, които да са податливи на разтваряне;
- агресивност на подземните води към разтворимите скали;
- наличие на условия, осигуряваща движение на подземните води.
Химия
[редактиране | редактиране на кода]Развиването на карста възниква, когато киселинна вода започне да разяжда повърхността на скална основа покрай пукнатините ѝ. Докато скалата се разпада (обикновено варовик), пукнатините ѝ стават все по-големи. С времето тези фрактури стават по-широки и накрая се образува дренажна система под тях. В такъв случай образуването на карстовите форми се забързва, тъй като повече вода ще може да протича през района, давайки ѝ повече ерозивна мощ.[6]
Механизъм
[редактиране | редактиране на кода]Въглеродната киселина, която води до карстовите характеристики, се образува, когато дъждовната вода приема въглероден диоксид, преминавайки през атмосферата. Когато дъждът достигне земята, той може да премине през почвата, която предоставя още повече CO2, за да се състави слаб разтвор на въглеродна киселина, която разтваря калциев карбонат. Основната реакция при разтварянето на варовика е следната:
H2O + CO2 → H2CO3 CaCO3 + H2CO3 → Ca2+ + 2 HCO−
3
В някои по-редки условия, други механизми също могат да играят роля. Окислението на сулфиди, водещо от съставянето на сярна киселина, също може да е един от корозионните фактори при образуването на карст.
Видове карст
[редактиране | редактиране на кода]Според нивото на подземните води, се отличават дълбок и плитък карст. Може да се отличава, също така, гол или средиземноморски карст, при който карстовите форми на релефа се лишени от почвена или растителна покривка, и покрит или средноевропейски карст, на чиято повърхност се е запазила изветрителната кора и е развита почвена и растителна покрива.
Карстът се характеризира с комплексни повърхностни и подземни форми на релефа. Съществуват и преходни такива. Карстовите дупки или други форми, в които попадат външни повърхностни води, се наричат понори. При карстовите фунии подземната вода може да бъде изложена на повърхността.
Псевдокарст
[редактиране | редактиране на кода]Съществуват и такива форми, които външно много приличат на карст, но са образувани от различни процеси (псевдокарст). Такъв, например, е термокарстът, който е свързан с топенето на подземен лед в областите на вечна замръзналост. Друга разновидност е глинестият карст.
Карстови води
[редактиране | редактиране на кода]Карстови води се образуват в карстови райони, в които валежните води се просмукват и се проявяват под формата на големи карстови извори.
Попадащата вода посредством повърхностия отток в тези райони предизвиква процесите на химическо изветряне и породените от него морфолитогенни особености. Горепосочените скали се различават помежду си по степента на податливост на химично изветряне. В атмосферните води се съдържат в известно количество въглена, хумусна и други киселини, които при попадане върху карстовата повърхнина влизат във взаимодействие. В зависимост от химичното съдържание на водите се определя и степента им на агресивност към скалите и съответно степента им на въздействие. Попадналата атмосферна вода върху карстовите терени се стича по първично обусловените от разломността на скалите цепнатини и изветряйки ги химично, тя ги разширява и увеличава пропускателната им способност. Този първичен процес се проявява чрез образуването на кари или цели карови полета. Попадналите в подобен релеф атмосферните води се задържат почти изцяло в тези негативни микрорелефни форми, като само малка част се изпарява обратно в атмосферата. При задържането на водата в карите част от водната маса прониква по миниатюрни пукнатини навътре в скалите. При развитието на карстови морфолитогенни процеси местата на карите се заемат от по-големите форми валози. В тях водата се събира в единен басейн. Натрупването на почва във валозите води до повишаването на агресивността на попадналите води в него, като по този начин се ускорява процесът на проникване на водите в дълбочина на скалите. Валогът се превръща в понор и попадналата вода във водосбора му започва да понира. Когато отворът на понора се разшири достатъчно, почвата пропада и той е пряк колектор за падналите валежи, а не са и редки случаите, когато цели реки се губят в понорното отверствие.[7]
Водите, които се движат в низходяща посока през вертикалните карстови канали, навлизат и изпълват в дълбочина всички пукнатини на карстовия масив. След това вследствие на налягането те се придвижват по хоризонтален път през всички пукнатини, имащи връзка с нивото на най-близката река. С протичането на тези процеси пукнатините се превръщат в система от широки канали, езера и водопади. Движението на води в карстовите масиви първо е с вертикално направление, като след това то приема хоризонтален характер. Важен принцип е, че зоните на вертикална и хоризонтална циркулация на карстовите води са в тясна зависимост от тектонските процеси и дълбочината на долинното всичане – при издигане на карстовия масив става всичане на речната долина, а тъй като тя по своята същност е хоризонтална циркулация и е свързана с ерозионния базис, то зоната на вертикална циркулация се удълбава, за да достигне своя ерозионен базис и профил на равновесие.[7]
Карстът в България
[редактиране | редактиране на кода]
Карстът е широко разпространен в България – заема около 23% от територията на страната.[8]
В България има около 90 карстови извора, а общият годишен обем на карстовите води се изчислява на 697 млн. m³ или 40% от всички води в страната.[7] В България има над 6000 карстови пещери, като 15 от тях имат статут на туристически. Пещерите имат специфична среда, формирана и контролирана от сложна система карстови процеси.
По-известните карстови райони в България са:
Бележки
[редактиране | редактиране на кода]- ↑ ibl.bas.bg
- ↑ Paul Larsen, Scientific accounts of a vanishing lake: Janez Valvasor, Lake Cerknica and the New Philosophy, 2003.
- ↑ а б Ford, Derek. Jovan Cvijić and the founding of karst geomorphology // Environmental Geology 51. 2007. DOI:10.1007/s00254-006-0379-x. с. 675 – 684.
- ↑ Cvijić, Jovan. Hydrographie souterraine et évolution morphologique du Karst // Recueil des travaux de l'institut de géographie alpine 6 (4). 1918. p. 375 – 426. Посетен на 5 юни 2017. (на френски)
- ↑ Gilli, Éric, Mangan, Christian, Mudry, Jacques. Hydrogeology: Objectives, Methods, Applications. CRC Press, 2012. с. 7.
- ↑ What is Karst (and why is it important)? // Karst Waters Institute. Архивиран от оригинала на 2015-04-08. Посетен на 2018-06-13.
- ↑ а б в «Обща физическа география, С., 1977 г.» – Карстови води, стр. 163 – 164
- ↑ Стефанов, Петър. Интегриран мониторинг на пещерната система „Съева дупка“ (спелео-микс „Съева дупка“) (pdf) // Проблеми на географията 4. София, Българска академия на науките, 2020 г. Посетен на 11 юли 2021 г.