Реферат: Образование пещер и карстов. Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты, другие каменные образования

Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты, другие каменные образования – Путешествие по Крыму

Реферат: Образование пещер и карстов. Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты, другие каменные образования

Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты — что это такое? Основная порода крымских гор — известняк. Пронизанные трещинами скалы легко вбирают влагу. Сквозь них протекает вглубь горы дождевая и талая вода с растворенным углекислым газом.

Это очень слабая угольная кислота взаимодействует с известняком  (карбонатом кальция) переводит его в растворимое состояние (гидрокарбонат кальция), долгими тысячелетиями промывает и протачивает себе русло. Так образуется растущая обводненная пещера.

Со временем подземная река может найти новую трещину и спустится ещё на один, на два, на три, а то и на все шесть этажей, как в Кизил-Кобе (Красных пещерах). Нижние «мокрые» пещеры продолжают расти, верхние сохраняют принятую форму.

Этапы образования карстовых пещер

  1. Дождевая и талая вода просачивается по капиллярам сквозь почву с горными породами, вбирает в себя углекислый газ. Мелкие ручейки по трещинам собираются в подземную речку.
  2. Вода (слабая угольная кислота) продолжает промывать себе русло.

    Известняк переходит в растворимое состояние и вымывается из скал, делая воду жесткой.

  3. В середине пещеры вода уходит в трещину, начинает создавать себе другое русло. В покинутой пещере (уже свободной от реки) растут сталактиты.
  4. Река промывает совсем новое русло.

    В пещере вырастают большие сталактиты.

Как образуются сталактиты?

Со сводов пещер капает жесткая вода. Это и преобразованные в каменных породах осадки, которые просочились с поверхности земли сквозь «крышу», и собственный пещерный конденсат.

На поверхности камня проходит обратная реакция. Растворенный в воде гидрокарбонат кальция снова превращается в карбонат, отдавая углекислый газ.

В быту подобный процесс ведёт к появлению налёта на ванных, накипи в кастрюлях и радиаторах.

Вначале на скале появляется колечко, затем растущая трубочка. Пока отверстие не засорилось, вода капает из него, и постепенно вырастает острая прямая каменная сосулька — сталактит. Если водоток хороший, если нет соседних каплей, сталактит будет одиночным и может вырасти большим.

Там, где столетиями идёт постоянный дождик, нарастает целый лес сталактитов, обычно разной длины и толщины, иногда и разной окраски.

Если капель совсем мелкая, могут появиться густые заросли «соломки» длиной более метра и толщиной в несколько миллиметров, прозрачной, сияющей в свете фонаря, словно изысканная подземная люстра.

Что такое сезонные кольца сталактитов?

Внешне они похожи на годичные кольца древесины. По ним тоже можно определить возраст, погодные условия во времена, отдаленные от нас на тысячи и даже на миллионы лет. Для этого определяют изотопный и химический состав нужного «кольца». Важно не ошибиться, Ведь колец так много!

Современный ионный масс-спектрометр позволяет отбирать пробы из слоев толщиной в одну сотую миллиметра — это соответствует точности анализа в один год.

Долго ли растут сталактиты?

Скорость роста пещерных сталактитов бывает очень разной. Это зависит от количества и состава стекающей с «потолка» воды, от температуры и влажности воздуха в пещере. Трудно даже говорить о каких-то средних величинах.

В одних пещерах метровые сталактиты вырастают за тысячу лет, в других — за пять тысяч лет. Но в любом случае обломанная «каменная сосулька» — невосполнимый ущерб природе.

След морального преступления — вроде убийства животного ради забавы.

Сталагмиты, сталагнаты и другие натечные образования

Какой ещё формы бывают натёчные образования в пещерах? В том месте, куда падает капля, сначала появляется пятнышко, затем бугорок из нерастворимых солей (в основном всё того же углекислого кальция).

Бугорок растёт, превращается в каменный пенек — иногда заострённый, но чаще плоский или закругленный беспорядочным разбрызгиванием жесткой воды. Так образуется сталагмит.

Обычно он крупнее, толще и крепче сталактита, потому что вода стекает по его стенкам и весь освободившийся карбонат идёт на строительство. И ещё потому, что сталактит рано или поздно обрывается под собственной тяжестью, а сталагмит — никогда.

Если движение воды не нарушено, сталактит срастается со сталагмитом. Образуется прочнейшая подземная колонна — сталагнат. Отныне ей не угрожает уже ничто, кроме землетрясений, поэтому сталагнаты могут разрастаться до гигантских размеров.

Стекая по наклонным сводам пещеры, жесткая вода оставляет за собой не пятнышки, а полоски карбоната кальция. Эти полоски растут в толщину и со временем превращаются в тонкие плоские паруса.

Они бывают ровными и волнистыми, как края скатерти, могут покрыть всю стену до земли, а могут остаться в форме чебуреков, образовав «карниз» или «люстру», и дальше расти уже как обычные сталактиты. Всё зависит от движения прихотливой, своенравной, «ленивой» водяной капли, которая всегда выбирает себе путь самый лёгкий и самый выгодный.

Обычно гребешки позванивают, если постучать по ним палочкой, поэтому обросшие гребешками стены называют ксилофонами или органами.

Самые интересные и необычные из карстовых натёков — геликтиты, или эксцентрики. Начиная расти как сталактиты, они странно и причудливо изгибаются. Иногда это бывают сталактиты второго порядка, они вырастают как ветви на стволе дерева.

Почему же сталактиты начинают расти в стороны, словно друзы кристаллов, или даже закручиваются в спираль, превращаясь в геликтиты? Наука не даёт точного ответа. Механика и химизм роста геликтитов — явления пограничные между двумя формами: натёчной и кристаллической.

Найдены геликтиты в пещерах «200 лет Симферополю», Мраморная, Нижний Баир.

Геликтиты образуются в местах, где воздух неподвижен; там переходит в твёрдое состояние всё тот же гидрокарбонат кальция, растворенный не в капающей со сводов воде, а во влаге воздуха.

Подземные водопады тоже оставляют после себя следы известняка. Он нарастает плотным природным слоем и останется украшением на десятки и сотни тысяч лет. Даже после того, как непутевая речка покинет верхние этажи пещеры, мы видим застывшие каменные водопады

Капели и ручейки натекают в ванночки, по краям которых нарастает известняковый валик — гуровая плотина. В гуровых ванночках идёт своя жизнь: растут каменные «кувшинки» и «лотосы» с округлыми «бутонами» и лежащими в воде плоскими «листьями».

В некоторых ванночках созревает пещерный жемчуг. Это не драгоценный камень, но состав морских и пещерных жемчужин один и тот же. Принято считать, что упавшая в ванночку песчинка вращается водным потоком и постепенно обволакивается известняком (который в чистом виде прозрачен, как стекло). Но жемчужины образуются и в совсем тихих заводях…

Влажную, мягкую, бесформенную массу белого цвета, иногда с голубоватым оттенком, назвали лунным молоком. Это всё тот же углекислый кальций. Лунное молоко по-своему украшает пещеры, а высохшее, оно рассыпается при нажиме в тонкий порошок.

Как образуется лунное молоко, истинная тайна карстовых пещер, — о том высказывают лишь маловразумительные предположения. Ничто в природе, кроме кальцита, не существует в таком состоянии. Лунное молоко бывает сухим и мокрым, жидким и плотным, вязким и текучим.

В действительности это вещество ни твёрдое, ни жидкое, оно вообще непонятно какое… Ученые обходят эту тему, оставляя любителям экзотики чистое поле для размышлений и фантазии.

Арагонитовые кристаллы

Когда уходит вода, рост пещеры прекращается, но её внутреннее убранство продолжает обогащаться новыми украшениями. Влажность воздуха в глубоких каменных полостях приближается к 100%. Водяные пары насыщены ионами гидрокарбоната кальция, и на камнях (чаще вдоль трещин) вырастают кристаллы.

Причудливость, прихотливость фигур аэрозольной кристаллизации несравнима ни с какими натеками: созданные по законам микромира, они зависят от состава и концентрации ионов, от путей перемещения молекул воды, от правил построения кристаллических решеток со всеми их дополнениями и отклонениями. Арагонит — это твёрдая разновидность кальцита. Он образуется при достаточно низких температурах, чаще всего под землёй — в пещерах, рудных месторождениях, в холодных источниках.

В пещерах можно обнаружить мельчайшие кристаллы арагонита. Когда их много, они светятся в луче фонаря, словно небесные звёздочки.

Иногда нарастают крупные остроугольные кристаллы, а рядом — мелкие, собранные в «веточки», в «пушинки», в «снежинки».

Это могут быть остроиглые «ёжики», различных оттенков «процветшие» сталактиты, отдельные и собранные в соцветия «пещерные цветы» разной окраски и невообразимой формы.

Самые интересные и разнообразные подземные украшения вырастают в результате комбинированного действия жидкой воды и насыщенного ионами аэрозоля.

Изящные антропоморфные статуэтки, зверушки, «волосатые Аго», «медузы» с бахромой «щупалец» по краям, «актинии»… Словом, готовь фотоаппарат, раскрывай блокнот, фантазируй! Но всё будет бедно, всё не то: мы простые смертные, а пещеры созданы её величеством Природой. Неравноценно.

Источник: Д. Тарасенко. Подземный Крым. — Симферополь: Н. Ореанда, 2016.

Источник: https://www.grifon-tur.ru/kak-obrazuyutsya-karstovye-peshhery.html

Карст

Реферат: Образование пещер и карстов. Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты, другие каменные образования

› В литосфере

Под термином «карст» подразумевается ландшафт, сформированный вследствие растворения пород. Ландшафтная структура подразумевает наличие небольших и крупных пустот, нередко заполненных водой.

Образуется карстовый рельеф в течение длительного геологического периода. В результате появляются уникальные поверхностные и подземные структуры.

Описываемые ландшафты занимают примерно 10% поверхности планеты.

Что такое карст

Карст – это немецкое слово, диалектически трансформированное название словенского известнякового плато Крас.

Так называют совокупные явления и процессы, обусловленные деятельностью вод, проявляющиеся растворением горных пород и появлением в них пустот.

Этим же термином обозначают специфические рельефные формы на местностях, где породы относительно легко растворяются водой. К таким породам относятся гипс, известняк, доломит и прочие минералы.

Термин «карст» подразумевает не только процесс растворения, но и его итог – рельефное образование. Карст распространен по всему земному шару. В Евразии крупные участки рельефа находятся в горной части Крымского полуострова, на берегах Адриатического моря, в Кавказских и Уральских горах, на Среднеазиатских нагорьях.

В результате растворения пород формируются специфические рельефные формы:

  1. Карры – небольшие трещины (глубиной до 2 м) в форме канав и борозд. Отмечаются преимущественно на известняковых породах.
  2. Поноры – некрупные, но глубокие отверстия, накапливающие воду.
  3. Рвы – расположенные вдоль склоновой бровки образования, связанные с трещинами откоса. Глубина до 30 м, ширина до 50 м, длина до 2 км.
  4. Овраги – внешне не отличаются от рвов, но расположены перпендикулярно склону.
  5. Каньоны – глубоко погруженные речные долины, нередко имеющие непостоянный сток.
  6. Ниши – склоновые углубления, отличающиеся от пещер меньшей протяженностью.
  7. Воронки – замкнутые углубления в рельефе, диаметр которых не превышает 100 м. Бывают в форме чаши, конуса, цилиндра.
  8. Котловины – замкнутые или частично замкнутые низменности с более или менее ровным дном и крутыми склонами. Форма обычно круглая, овальная или неправильная. Диаметр превышает 100 м, глубина больше 10 м.
  9. Положительные формы рельефа – холмы, столбы, гористые участки. Высота до 100 м, диаметр до 500 м.
  10. Подземные формы рельефа. К ним относятся:
    • каверны – небольшие (до нескольких сантиметров) округлые полости в земле;
    • колодцы и пропасти – устремленные вертикально вглубь земли каналы с отвесными стенами (диаметр от 1 м, глубина от 10 м);
    • пещеры – сложно соединенные подземные полости разнообразной формы, нередко включающие водоемы и водотоки.

Карстовые пещеры могут протягиваться на сотни километров. Насыщенные минералами капли, текущие с потолка, образуют вытянутые, устремленные вниз наросты – сталактиты. Из упавших на пол капель постепенно вырастают устремленные вверх образования – сталагмиты. При срастании сталактит и сталагмит формируют колонну – сталактон.

Существуют формы, похожие на карст, но им не являющиеся. Это псевдокарст, к которому относятся:

  1. Термокарст – пустоты в земле, образованные таянием льда. Явление наблюдается в областях вечной мерзлоты.
  2. Глинистый карст – провалы, появляющиеся в покрытых трещинами карбонатных суглинках и глинах.

Развитие карста

Карст образуется при следующих условиях:

  • незначительно наклоненной или ровной поверхности, обеспечивающей застаивание и просачивание в породы воды;
  • наличии толстого слоя подверженных размытию пород;
  • низком уровне грунтовых вод, позволяющем просачивающейся воде двигаться вертикально;
  • минерализации воды ниже растворимости пород в поверхностном грунтовом слое.

Образование карста наблюдается, когда грунтовая поверхность разрушается водой, насыщенной углекислотой. В атмосфере во время дождя вода поглощает углекислый газ.

Дождевые капли, просачиваясь в грунт, растворяют больше диоксида углерода, в итоге формируется слабая углекислотная вода. При постоянном образовании она разрушающе воздействует на карбонаты.

Пустоты увеличиваются, подземная система дренажа расширяется, пропускает все больший объем воды. В итоге интенсивность формирования карста повышается.

Виды карста

По минеральному составу выделяют:

  • карбонатный карст;
  • гипсовый;
  • соляной;
  • меловой.

По периоду формирования:

  • древний (до голоценовой эпохи);
  • современный (после голоцена).

По глубине нахождения растворяющихся пород и подземных вод:

  • глубинный;
  • поверхностный.

По присутствию покровной массы:

  • покрытый (почвенно-дерновым слоем, рыхлыми отложениями или магматическими, метаморфическими, уплотненными осадочными породами);
  • голый.

Карстовые ландшафты

Карстовый ландшафт – скалистая местность с сухой, голой или имеющей скудный растительный покров поверхностью. Рельеф сложный, включающий карры, воронки, пещеры и прочие поверхностные и подземные объекты вымывания.

Карстовые ландшафты встречаются на всей планете, одни из них хорошо заметны, другие скрыты. Самое крупное по площади образование находится в Австралии – известняковая равнина Наллабор (200 тысяч км2).

А самое глубокое формирование – достопримечательность Мексики. Это Пещера ласточек – провал диаметром 60 м и глубиной 370 м.

Впадина настолько глубокая, что внутри нее сформирована своя атмосфера, образуются облака.

Территории с карстовым рельефом неблагоприятны для строительства, создания дорожной сетки, добычи полезных ископаемых. Из-за подземных пустот грунт непрочный, а значит, высока вероятность провалов и разрушения построек.

Борются с карстовым процессом, укрепляя дороги балочными конструкциями, засыпая пустоты песком или глиной, отводя поверхностные воды, перекрывая выход карстовой структуры непроницаемым для воды экраном.

КарстСсылка на основную публикацию

Источник: https://TainaPrirody.ru/litosfera/karst

Карстовые процессы: типы карста, формы, развитие и распространение

Реферат: Образование пещер и карстов. Как образуются карстовые пещеры? Сталактиты и сталагмиты, другие каменные образования
mamont_kemerovo

«Карст – это совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами – гипсом, известняком, мрамором, доломитом и каменной солью».

Данное определение, дословно процитированное нами из Википедии, максимально точно отражает суть явления, которому посвящено данное эссе. Итак, дано: сравнительно мягкая порода. В зависимости от ее типа мы в конечном результате будем иметь различные типы карста.1. Известняк, мрамор и доломит дадут карбонатный тип карста;2. Гипс – сульфатный; и3. Каменная соль – соляной.

Так же дано: вода, которая в течение многих-многих лет действует на породу, частично вымывая ее. Сначала в породе появляются трещины, по которым сочится вода. Потом трещина все расширяется из-за вымывания из нее материала, и чем шире она становится, тем больший поток воды в нее устремляется.

На каком-то этапе поток воды настолько размывает бывшую когда-то трещину, что становится меньше ее по размеру и уже не может заполнить ее полностью, появляются пустоты и причудливые рельефные образования. А это и есть карст.В зависимости от размера, устройства и некоторых других характеристик этих пустот и образований различают несколько форм карста.

Во-первых, по месту расположения разделяют поверхностные и подземные формы карстового рельефа.Поверхностные, как не трудно догадаться, это формы, которые образуются на поверхности. Они могут быть голыми, задерноватыми и покрытыми – в зависимости от степени затянутости их растительностью.

И та вода, которая принимает участие в строительстве данных форм карста, происходит в основном из атмосферных осадков: дождевые капли, дождевые ручьи, потоки талых вод и тп. Их влияние приводит к образованию следующих карстовых форм.Карры. Это начальная стадия карстообразования. Они одновременно и удивительны, и неприятны.

Удивительны, потому что глядишь на них и не веришь, что вода могла так изменить породу. Хотя выглядят они как мягкая масса, по которой только что пробарабанил ливень .Неприятны, потому что ходить по ним – тяжело и опасно, так как часто они имеют острые края.Мы встречали карры повсеместно, но особенно рельефными они показались нам в Альпах.

На фотографиях как раз момент нашего движения по ним при восхождении к вершине Граушток.Воронки. Еще одна форма карста. Отличие воронки от похожих на нее колодцев и шахт только в том, что она широкая у поверхности и сужается вглубь. Часто воронки образуются путем обрушения подземной полости – такие воронки называют провальными.

На фотографиях как раз такая провальная воронка в Мамонтову пещеру на плато Чатырдага в Крыму. Она интересна еще и тем, что из-за растительности ее сложно было заметить, поэтому в нее, как в ловушку, падали животные. И теперь в самой пещере – рай для археологов.

Но не всегда воронки соединяются с большими подземными полостями; бывает, что их заполняет вода и получаются небольшие озера с дном, которое, сужаясь, уходит вглубь.Иногда рядом расположенные воронки расширяются настолько, что сливаются между собой. Так образуются карстовые ложбины, карстовые котловины и карстовые долины, которые различаются между собой размером.

Еще одной поверхностной формой карста, которую хочется упомянуть, это полья. Ее образование такое же, как, например, у карстовых долин – слияние воронок – но при этом «конечный продукт» этого процесса более масштабен: это широкая долина в несколько километров, на территории которой часто есть «столбы» – остатки «перемычек» между воронками.Движемся дальше. Колодцы и шахты.

Они являются как бы «переходным звеном» между поверхностными и подземными формами карста (хотя чаще их все-таки относят ко вторым). Чем они отличаются от воронок, мы упоминали выше. А между собой их различают глубиной: колодцы до 20 метров, шахты глубже. Их «работа» – соединять поверхность с подземными пустотами.Теперь о собственно подземных формах.

Они образуются текущими, сочащимися, проникающими подземными водами. Как не сложно догадаться, «мир подземных вод» отличается от поверхностного собрата. Во-первых, русла подземных водных потоков могут располагаться одно над другим, пересекаться на разных ярусах и даже течь параллельно друг над другом. Во-вторых, они узкие: широкие привели бы (и приводят) к обрушениям.

В-третьих, что удивительно, в них возможны восходящие токи воды – в сифонах. Все это вкупе способствует формированию обширных и запутанных подземных лабиринтов из карстовых пещер.Карстовые пещеры – это основная и, пожалуй, самая крупная подземная форма карста. Они так же когда-то были всего лишь трещинами в породе, но вода на протяжении столетий превратила их в крупные пустоты.

В некоторых из них подземные реки продолжают свою работу, в других поток воды превратился в тонкие струйки или даже капельки сочащейся жидкости. Эти капельки по-прежнему продолжают размывать породу и нести ее частицы с собой. А там, где они проливаются на поверхности пещер, из этих частиц образуются «каменные скульптуры».

Хотя «каменными» их можно назвать лишь условно: они очень рыхлые, без постоянной водной подпитки крошатся и быстро разрушаются. В этом мы убедились в пещерах на плато Чатырдаг в Крыму.

На фотографиях оттуда изображены сталактиты – эти образования из частиц породы, свисающие сверху (Мамонтова пещера на плато Чатырдаг, Крым);сталагмиты – братья этих «сосулек», растущие им навстречу от пола пещер (Мраморная пещера на плато Чатырдаг, Крым);и сталагнаты – столбы, ставшие результатом встречи, срастания сталактитов и сталагмитов (Мраморная пещера на плато Чатырдаг, Крым).

Чем суше пещера, тем она старше. Поэтому крымские пещеры на чатырдагском плато считаются очень старыми, ведь вода присутствует в них лишь в виде капель.Таким образом, мы описали почти все формы карстового рельефа.Осталось лишь еще раз повторить, что карстовые процессы идут от малого к большому. От мелких трещин в породе и карр до польи или до карстовых пещер.

Карстовые процессы могут создавать не только радость для глаз туристов и счастье для сердец спелеологов, но и большие проблемы. Вода действует не избирательно: она подтачивает породу как в безлюдных уголках планеты, так и под большими мегаполисами с миллионным населением. Периодически с разных уголков планеты приходят сообщения о случившихся карстовых провалах прямо в центре городов. Образуются воронки и шахты глубиной в несколько метров, нанося вред хозяйству и унося жизни людей. И как бороться с этим явлением ученые пока не знают. Вероятно, нужно приборы, способные исследовать землю перед ее застройкой на сотни метров вглубь. Но это задача для будущего.

______________________________________________________В работе использованы материалы с ресурсов:

1) Википедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D1%80%D1%81%D1%82

2) Водопады и ледники. http://vodopad-lednik.ru/stati/294-poverkhnostnye-formy-karstovogo-relefa.htmlДанное эссе было написано в качестве творческой работы на курсе “Общая геология. Планета Земля: образование, строение, эволюция” ресурса “Открытое образование” (https://openedu.ru/)
Работа была оценена сокурсниками в 75 баллов из 75.
Были получены комментарии:

?

|

mamont_kemerovo

  • Чт, 18:33: https://t.co/rUsys13imP
  • Пт, 10:00: Мне понравилось видео “Заглянуть в черную дыру: Радиоастрон и загадки
  • Пт, 10:06: Рекомендую посмотреть. Скорее всего половину слов вы не поймете :), но… Во-первых, вторая половина слов понятна .. https://t.co/P1PcCZC2R4
  • Пт, 10:06: Рекомендую посмотреть. Скорее всего половину слов вы не поймете :), но… Во-первых, вторая половина слов понятна .. https://t.co/P1PcCZkrsu
  • Пт, 10:06: Рекомендую посмотреть. Скорее всего половину слов вы не поймете :), но… Во-первых, вторая половина слов понятна… https://t.co/F6zce9ZsWP

Источник: https://mamont-kemerovo.livejournal.com/80909.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.