Карстоведение

Гидрогеологическая схема карстовых водных систем

Карстоведе́ние — область геоморфологии, посвящённая явлениям карста. Изучает современные и древние явления, а также процессы, свойственные растворимым в природных водах горным породам, образование, развитие, распространение и практическое значение карстовых явлений. Становление карстоведения связано с развитием идей о строении карстовых массивов, условиях и факторах, влияющих на развитие их структур.

История

 → История карстоведения

Первые описания карстовых явлений на территории России относятся к началу XVIII века (Василий Татищев, Филипп Страленберг, Вильгельм Генин). Более чем 250-летнее исследование карста подготовило почву для становления новой научной отрасли — карстоведения. Огромный материал, собранный во время академических экспедиций во второй половине XVIII века, содержит информацию о карстовых явлениях. Например, профессор Петербургской академии наук Иоганн Гмелин в 1733—1743 годах путешествовал в составе сибирской группы второй Камчатской экспедиции и описывал пещеры, в том числе Кунгурскую.

Развитие карстоведения XIX века

В XIX веке с 1840 года в Австрийской империи, владеющей Динарской провинцией, проводятся полевые исследования по различным направлениям. В эти годы укоренился термин «карст», который предложил Дж. Лоренз для обозначения генетических черт явления, а не только как географическую привязку. В конце XIX века на развитие карстологических идей оказала влияние геоморфология, приобретя статус самостоятельной дисциплины, одним из объектов которой становится карстовый рельеф.

К концу 1930-х годов карстоведение (пока неофициальное, вопрос о выделении особой отрасли знания — карстоведения поднят только в 1947 году) имело достаточный опыт исследований. Все базовые аспекты анализа карстовых массивов отражали их структурно-тектоническое и геолого-гидрогеологическое строение.

В 1947 году Георгий Максимович организовал первую всесоюзную карстово-спелеологическую конференцию. В том же году по его инициативе вышел «Спелеологический бюллетень», а в 1961 году — известный сборник «Пещеры». В 1964 году он создал Институт карстоведения и спелеологии, ставший с 1975 года Всесоюзным.

Карстовые вершины, туман и разноцветные облака на восходе солнца видны с горы Нам Ксай в Вангвьенге, Лаос

Карстовые исследования XXI века

В XXI веке для изучения карста стали успешно применяться геофизические методы разведки — электроразведка и сейсморазведка. Электроразведка позволяет устанавливать глубину и контуры карстовых воронок, если они прикрыты более поздними отложениями. Кроме того, геофизические методы разведки дают возможность определить участки с наименьшей и наибольшей трещиноватостью пород, установить направление трещиноватости и глубину залегания зеркала подземных вод. Геофизические методы разведки при изучении карста применяются в комплексе с другими методами изучения карста, только соблюдение комплексности обеспечивает наиболее полное и детальное его исследовании.

Карстовые воронки

 → Карстовые воронки

Карстовая воронка в Эйн-Геди, Израиль

Карстовая воронка просасывания (карстово-суффозионные) образовавшаяся в зоне Беломорско-Кулойского плато Архангельской области

Карстовые воронки наиболее распространенная форма поверхностного карстового рельефа. Согласно Григорию Максимовичу: «воронками называются впадины, имеющие блюдцеобразную, чашеобразную, коническую или цилиндрическую форму и образующиеся в растворимых в воде породах». Они встречаются почти во всех карстовых областях и характерны для всех литологических типов карста. Размеры воронок колеблются в широких пределах от 1—2 м в поперечнике до 100—200 м и более. По размерам воронки подразделяются на небольшие (до 5 м), обычные (5—25 м), большие (25—100 м), огромные (более 100 м). Глубина воронок также может быть различной. По глубине воронки подразделяются на мелкие (до 1 м), неглубокие (1—5 м), обычные (5—10 м), глубокие (10—25 м), очень глубокие (более 25 м). В плане они могут быть округлыми, овальными, реже неправильной (лопастной), звёздчатой формы и др. Размер и форма карстовых воронок зависят от состава карстующихся пород, их трещиноватости, слоистости, а также от местоположения воронок и других факторов.

Задачи

Основные задачи карстоведения:

• изучение карстоопасности территории;
• прогнозирование поведения объектов;
• прогнозирование поведения на ней зданий, сооружений и иных объектов человека;
• создание упреждающей инженерно-строительной противокарстовой защиты;
• при необходимости карстомониторинг для отслеживания состояния объекта и прилегающей территории.

Инженерное карстоведение

 → Инженерное карстоведение

На становление понятий инженерного карстоведения и выработку соответствующих им терминов оказало влияние собственно карстоведение, имеющее определённые устоявшиеся традиции развития преимущественно как естественно-географической науки. Одно из её направлений, спелеология, интересует людей различных профессий. Поэтому многие термины впервые образованы любителями спелеологии, то есть неспециалистами. Часто эти термины носят образный характер и, несмотря на это, становятся традиционными.

Первые публикации в области инженерного карстоведения относятся к 1897—1898 годам. Ими являлись статьи Дмитрия Иванова, посвящённые проблеме проектирования железных дорог в карстовых районах. Основные направления, по которым развивалось отечественное инженерное карстоведение:

• общие принципы освоения закарстованных территорий, задачи инженерного карстоведения;
• геологические и гидрогеологические условия развития карста;
• методы изысканий для целей строительства;
• изучение закономерностей растворения карстующихся пород;
• изучение механизма карстовых деформаций;
• оценка карстовой опасности;
• региональное инженерное карстоведение;
• анализ влияния на развитие карста техногенных воздействий;
• изучение свойств карстующихся пород;
• исследования в области противокарстовой защиты.

Объекты изучения

Объекты, изучаемые карстоведением:

• карстосфера;
• карстовые массивы;
• карстовые формы рельефа;
• результаты деятельности карстовых процессов.

Типология карста

 → Карст

Основной классификацией карста является классификация по литологии. Литологические типы карста определяются литологией карстующейся породы. Карстующимися породами принято считать:

• карбонаты (известняки, доломиты, мелы и мраморы);
• сульфаты (гипсы и ангидриты);
• галоиды (каменные и калийные соли).

Согласно ГОСТ 25100 «Грунты. Классификация» растворимые породы делятся на:

• нерастворимые;
• труднорастворимые;
• среднерастворимые;
• легкорастворимые;
• сильнорастворимые.

Литература

• Гвоздецкий Н. А. Карстовые ландшафты. — М.: изд-во МГУ, 1988.
• Дублянский В. Н., Илюхин В. В. Путешествия под землёй. — М.: ФиС, 1981.
• Дублянский В. Н., Дублянская Г. Н. Карстоведение. Ч.1. Общее карстоведение. — Пермь, 2004.

Примечания

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Карстоведение», расположенная по следующим адресам: — «https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/Карстоведение» — «https://znanierussia.ru/articles/Карстоведение» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».