Из-за чего образуются карстовые провалы?
Карстовые провалы и воронки достаточно широко распространены в Нижегородской области. Также они встречаются на Среднем Урале, в Кабардино-Балкарии, на территории горного Крыма, Адыгеи и Татарстана.
Что такое карст?
Карст — (слово образовано от австр.-нем. Karst, по названию известнякового плато Карст в Словении) — это общее название для процессов растворения и механического размыва горных пород природными водами. В результате этих процессов возникают различные карстовые формы рельефа: карстовые воронки, провалы, шахты, поноры (отверстия в горной породе), каналы и так далее.
Карстовые процессы могут значительно усложнять строительство и эксплуатацию зданий и сооружений, а также наносить ущерб сельскохозяйственным землям. Они способны приводить к осадке и провалам земной поверхности и деформации сооружений, вплоть до их полного разрушения. Также из-за прорыва карстовых вод в горные выработки и тоннели может произойти затопление последних. Кроме того, именно с карстовыми процессами связано полное или частичное поглощение поверхностного стока рек, а карстовая воронка, образовавшаяся на дне озера, приводит к его постепенному осушению. Также карстовые процессы оказывают большое влияние на все физико-географические условия местности. Они резко изменяют рельеф, характер и режим подземных и наземных вод.
Карстующиеся породы могут быть различного литологического состава. Это, в частности, карбонатный карст — к нему относятся известняки, мраморы, доломиты, солевой карст (каменная соль, сильвинит) и сульфантный (гипсы, ангидриты).
Где наиболее распространены карстовые процессы?
Как отмечают в Главгосэкспертизе РФ, в России выделяются Волго-Уральская, Предуральская, Западно-Уральская, Центрально-Уральская и Магнитогорская карстовые провинции. Карстующиеся породы разного литологического состава, залегающие на поверхности и на различных глубинах, широко распространены в нашей стране и занимают почти 50% территории России.
Карст встречается во многих районах Восточно-Европейской равнины, в Предуралье, на Урале, в Южной Сибири и на Дальнем Востоке. В районах развития карста затруднено промышленное, жилищное, транспортное строительство, разработка месторождений полезных ископаемых.
В то же время повышенная водоотдача и водопроницаемость карстующихся пород могут способствовать размещению в них дренажных выработок и осушению (например, месторождений полезных ископаемых). Также в карстовых полостях можно устраивать подземные хранилища. С погребенными палеокарстовыми полостями связаны месторождения различных полезных ископаемых: свинцово-цинковых руд (Трехсвятское, Восточное Забайкалье), железных руд (Алапаевское, Средний Урал), россыпи золота в карстовых ловушках (Южный Урал).
Что такое карстовый провал и как он образуется?
Как уточняется на сайте Главгосэкспертизы, карстовый провал — это воронка с обрывистыми вертикальными стенками, имеющими обратный уклон.
Такого рода провальные воронки и воронки обрушения бывают цилиндрическими, коническими, чашевидными и сложного строения. Провалы могут стать причиной аварийных ситуаций, привести к гибели людей, разрушению зданий и сооружений. Большое влияние на величину провала и его опасность оказывает естественный режим поверхностных и подземных вод.
Как пишет российский геолог Олег Нещеткин, занимающийся изучением карстовых провалов с 1982 года, в статье «Механизм образования карстовых провалов», исследование механизмов провалообразования в природе очень затруднено, а объем натурных исследований зон провалов невелик. Исследователи, как правило, используют лабораторное физическое моделирование механизма провалообразования — оно помогает понять особенности деформации покровной толщи, влияние геолого-гидрогеологических условий и параметров карстовой полости на вид и размеры карстового провала.
Исследователь выделяет две стадии формирования провальной воронки. На первой стадии над замковой частью свода промежуточной полости происходит прогибание или проседание поверхности земли, сопровождающееся образованием кольцовых трещин. Иногда замковая часть свода разрушается таким образом, что промежуточная полость соединяется с поверхностью земли каналом небольшого диаметра.
Вторая стадия образования провала — разрушение свода промежуточной полости в результате обрушения блоков пород, ограниченных сводовыми поверхностями. В зависимости от сцепления и плотности сложения грунтов, провал приобретает сводовую, цилиндрическую, чашеообразную или коническую форму.
