Di quali fenomeni pericolosi si ritiene siano all'origine le doline carsiche? Calcolo dell'impatto dei processi carsici

Sotto l'influenza dell'acqua (Fig. 1).

I fenomeni carsici sono associati a rocce carbonatiche (, dolomite, marmo, ecc.) e non carbonatiche (, anidrite,). All'interno dei continenti, le rocce carbonatiche carsiche esposte e sepolte occupano fino a 40 milioni di km 2, il gesso e l'anidrite circa 7 milioni e il salgemma fino a 4 milioni di km 2 . Le rocce carbonatiche si dissolvono con la partecipazione di anidride carbonica libera o altri acidi minerali e organici. La dissoluzione delle rocce solfatiche e del salgemma può verificarsi in acqua pulita, ma la presenza di un sale disciolto in acqua che non ha uno ione comune con il sale che forma la roccia solubile aumenta la solubilità. Lo sviluppo del carso avviene sotto l'influenza combinata delle acque superficiali e sotterranee. La dissoluzione delle rocce è spesso accompagnata dall'erosione meccanica. Il dilavamento può essere preparato sciogliendo le aderenze tra i grani, cosa che li libera dall'adesione e facilita il dilavamento.

La superficie delle aree di sviluppo carsico è caratterizzata da piccoli solchi e depressioni: karras, depressioni chiuse (crateri, bacini, campi, pozzi e miniere naturali, burroni e valli ciechi), nicchie nelle scogliere. I valori anomali (mogotes) sono comuni nel calcare carsico dei tropici. Gli imbuti più tipici sono (conici, a forma di calderone o a forma di pozzetto). forma irregolare) con un diametro da 1 a 200 mo più e una profondità da 0,5 a 50 m, e talvolta molto di più. Sul fondo dei crateri e di altre depressioni si trovano buchi che assorbono l'acqua - ponor, che spesso sono l'inizio di miniere o pozzi, abissi, che talvolta raggiungono una profondità di oltre 1000 m (la profondità massima è di 1410 m - il Jean-Bernard abisso nelle Alpi, Francia). Bacini e imbuti possono riempirsi d'acqua o prosciugarsi (laghi che periodicamente scompaiono). Le depressioni con una superficie fino a diverse decine e centinaia di km 2 con corsi d'acqua che scompaiono sono chiamate campi. Nei massicci carsici si formano diversi cunicoli, cavità e grotte, che spesso si sviluppano lungo fessure. Una delle grotte più grandi del mondo, Mammoth con il sistema di grotte Flint Ridge (Kentucky), raggiunge i 341 km di lunghezza totale; La grotta più grande della città è la grotta di gesso Optimisticheskaya (Podolia), lunga circa 150 km. Le grotte di Hölloch (Svizzera, Alpi), Jewell (USA, Sud Dakota) e Ozernaya (Podolia) hanno una lunghezza totale di oltre 100 km; 9 grotte nel mondo superano i 50 km, 14 superano i 40 km; lungo. Il complesso delle forme carsiche superficiali e sotterranee si esprime al massimo quando è esposta la superficie di quelle solubili (carso nudo); meno pronunciato quando queste rocce sono ricoperte da uno strato di terreno e zolla (carso erboso), sedimenti sciolti insolubili (carso coperto), semirocce e formazioni rocciose (carso corazzato). Nel caso di seppellimento profondo di rocce solubili sotto strati non carsici, il cosiddetto. carsico sepolto

Le aree carsiche sono povere di corsi d'acqua superficiali. Sono caratterizzati da fiumi cavernosi che scompaiono nel sottosuolo, da fiumi potenti (tipo Vaucluse) e talvolta da sorgenti sottomarine (sbocchi di acqua dolce sul fondo del mare). Simili nell'aspetto ai fenomeni carsici sono i fenomeni pseudocarsici che si verificano nei terreni ghiacciati e ghiacciati (termocarso), nei terreni clastici fini (clastocarso, carsismo argilloso, carsismo del loess, carsismo meccanico, soffusione, subsidenza). Nel loro sviluppo, il ruolo principale è svolto da altri processi fisici non tipici del carsismo: scioglimento del ghiaccio, impatto meccanico dell'acqua in movimento, ecc.

Il carsismo complica l'estrazione dei minerali che si trovano al di sotto o al livello delle rocce carsiche. In questo caso, le acque carsiche inondano i giacimenti minerari (negli Urali, bacino di scisto baltico, deposito polimetallico di Mirgalimsay in Kazakistan). Inoltre, l'aumento della resa idrica e della permeabilità delle rocce carsiche può favorire la realizzazione di opere di drenaggio in esse e il drenaggio attraverso il loro spessore (Sokolovskoye, ecc.). Il rapido sviluppo della zona carsica salina rende difficile lo sviluppo delle rocce e dei sali di potassio. I minerali spesso si accumulano nelle cavità carsiche, formando depositi di bauxite (densità degli edifici, ecc.); installazione di tende antifiltrazione, ecc. La costruzione e lo sviluppo economico delle aree carsiche richiede complesse indagini ingegneristiche e geologiche mediante l'utilizzo di rilevamento topografico, ricognizione, geofisica, stazionaria, di laboratorio e altri tipi di ricerca. Per scopi pratici, il carso viene utilizzato catturando sorgenti carsiche, gallerie di drenaggio e pozzi; sviluppo di depositi, la cui formazione è associata al paleocarso; adattamento dei vuoti carsici per lo stoccaggio sotterraneo; sviluppo delle grotte carsiche come oggetti per il turismo.

Più vario. Il lavoro dei fiumi si svolge in aree sotterranee, la cui profondità raggiunge diversi chilometri.

Terreno sotterraneo- queste sono innumerevoli grotte e abissi, pozzi e imbuti. Le acque che scorrono qui nella completa oscurità raramente emergono in superficie. I laghi sotterranei sono come specchi neri. Sono pieni di segreti, le perle delle caverne sono nascoste in loro. Questo è un mondo così unico, la cui natura è ancora poco compresa. Questo è un mondo di stalagmiti e stalattiti. Tutto questo viene chiamato terreno carsico, o semplicemente carsico. Il termine “carso” deriva dal nome dell'altopiano carsico (Kras), che si trova su una delle peninsula dell'Adriatico. L'altopiano quasi privo di acqua è pieno di crateri, bacini asciutti, avvallamenti, crepe e pozzi senza fondo.

La topografia carsica si forma solitamente in aree composte da rocce solubili in acqua. Molto spesso si tratta di calcari, dolomiti, gesso, anidrite, marmi, argille saline e sale. La dissoluzione avviene ad alta velocità, motivo per cui questo gruppo viene chiamato anche rocce carsiche. Ma anche scisti, arenarie, graniti, quarziti, basalti, ecc. sono soggetti a dissoluzione. La loro velocità di dissoluzione è decine di migliaia di volte inferiore a quella delle rocce carsiche.

Formazione carsica avviene perché non ci sono solo rocce che possono dissolversi, ma anche acqua corrente e fessure nelle rocce. L'uomo vede fasi tardive formazione carsica, poiché l'osservazione della migrazione dell'acqua lungo le fessure più sottili è impossibile. I meccanismi di formazione dei rilievi carsici nelle prime fasi sono molto probabilmente legati alla permeabilità della roccia. Le forme più comuni di morfologie carsiche sono doline, sottovasi, pozzi, pozzi, porti, valli, campi, grotte, caldaie, dighe e cortine, terrazze, stalattiti, stalagmiti, ecc.

Trasportare solitamente formato sulla superficie di calcari e dolomiti fratturati dall'acqua piovana, i cui corsi d'acqua creano canaloni. Si trovano enormi campi di carri, la loro profondità raggiunge diversi metri. Le doline carsiche sono più frequenti in superficie. Il loro diametro varia da 1 a 500 me la profondità da 0,5 a 45 m. Le catene di doline spesso si uniscono per formare valli carsiche.

Nei Monti Rodopi (sud) ci sono incredibili creazioni della natura: ponti di roccia. Sono enormi archi che attraversano grandi valli, lungo il fondo delle quali ora scorre un ruscello appena percettibile. Si tratta dei resti di antiche valli sotterranee che attraversavano questa parte dei Rodopi 1,5 milioni di anni fa. Per molti millenni, le acque sotterranee hanno sciolto i marmi, distrutto le pareti delle caverne e creato mondo fantastico sotterranei. Alla fine, le pareti delle grotte non resistettero e crollarono, spingendo di lato il letto del fiume sotterraneo. L'altezza dei “meravigliosi ponti” raggiunge i 30 me la larghezza i 50 m. Qui, nelle nicchie dei primi, sono aperti i parcheggi uomo antico, furono scoperte asce di pietra e ceramiche.

L'Altopiano Carsico (territorio e) è un deserto roccioso, che colpisce per il suo aspetto opaco. Non c'è acqua qui e non è visibile alcuna vegetazione. La sua superficie è ricoperta di crepe, buchi, buche e crateri. Ci sono anche fiumi qui, ma scorrono sotto la superficie della terra in canali sotterranei bui e umidi. Oltre alla mancanza d'acqua, profonde crepe, doline e pozzi senza fondo attendono il viaggiatore ad ogni passo. Ci sono aree in cui i crateri hanno letteralmente butterato la superficie. Il loro numero raggiunge i 150 pezzi per chilometro quadrato. Le argille rosso-brune con pietrisco rinvenute sul fondo dei crateri sono il prodotto non solo della dissoluzione chimica del calcare, ma anche del dilavamento del massiccio carsico attraverso le fessure, nonché delle polveri portate dal vento.

I pozzi e i pozzi sono quasi stretti canali verticali formato dall'espansione delle fessure. Il diametro dei pozzi varia: da 0,3 a 350 m, la profondità può raggiungere i 1300 m. Le valli carsiche, occupate dai letti di fiumi sia sotterranei che superficiali, sono caratterizzate da un netto gradino nel profilo longitudinale. Strani fiumi emergono dalla grotta, scorrono per diversi chilometri lungo la superficie e scompaiono nuovamente nella grotta. Queste valli non hanno pianure alluvionali, né terrazzamenti, né inondazioni. Un tipo speciale di carsismo sono i campi: bacini chiusi o semichiusi. Le aree del campo raggiungono 500 - 600 km2, profondità - centinaia di metri, larghezza - 10 - 15 km. Uno di questi, nella parte nordoccidentale degli altopiani dinarici, copre un'area di 380 km2. L'asse del bacino coincide con la direzione delle catene montuose e l'orientamento delle strutture piegate. Durante i periodi di forti piogge, sottili particelle di terreno vengono dilavate e gradualmente tutte le fessure si riempiono d'acqua. Ciò porta alla cessazione della filtrazione e le precipitazioni contribuiscono all'insabbiamento dei bacini.

Le grotte carsiche si trovano in profondità nel sottosuolo. Sono molto diversi per dimensioni e configurazione, il che si spiega non solo con la presenza di rocce carsiche, ma anche con un certo stadio del loro sviluppo. Nelle grotte, tra le numerose forme di carsismo legate all'accumulo di materia disciolta, sono note soprattutto stalattiti e stalagmiti. I ghiaccioli calcarei - stalattiti - raggiungono un'altezza di diversi metri e uno spessore di 1,5 - 5 m Man mano che le stalattiti crescono, il contenuto di CaCO3 nell'acqua diminuisce. Il carbonato di calcio precipitato cementa il materiale clastico e forma depositi di carbonato. Le stalagmiti - pilastri e coni calcarei - crescono dal basso verso l'alto e raggiungono un'altezza di 15 - 20 m. Tutto ciò avviene molto lentamente. Si stima che la stalagmite nella grotta di Carlsbad, alta 19 m, abbia impiegato circa 50 milioni di anni per formarsi. Le forme sinterizzate dei rilievi carsici comprendono dighe che bloccano i passaggi sotterranei. Dietro tali dighe compaiono laghi. Ma l'età delle dighe è più giovane delle stalagmiti: 9-10 mila anni. Sotto l'influenza dei monsoni caldi e umidi, le rocce calcaree subiscono fenomeni carsici, dando vita a molti paesaggi bizzarri: o ripide scogliere si innalzano sopra l'abisso, o profonde caverne si aprono nelle montagne, o ponti di pietra attraversano i fiumi. Tutto questo si chiama torre carsica. In alcune zone in cui furono distrutte le rocce calcaree, si formarono valli arrotondate con fondo piatto. In tali valli, colline calcaree a forma di cono si innalzano a uguale distanza l'una dall'altra, e ai loro piedi ci sono campi a gradini in un anfiteatro, che fanno sembrare ogni collina un gigantesco castello con mura di fortezza e torri di guardia. A volte nelle valli si possono vedere piccole colline con cime affilate, che da lontano ricordano enormi pagliai. Le valli carsiche sono generalmente molto ampie e al centro di esse si trovano spesso blocchi di calcare.

Nelle condizioni calde e umide dei tropici, il terreno carsico assume forme bizzarre. Spiccano colline e crinali a forma di cupola, torri, coni aguzzi e pianure carsiche. Sistemi di cupole arrotondate sono sezionati da gole sorte lungo le fessure tettoniche. La periferia delle cupole è incorniciata da torri carsiche. I bacini carsici e le pianure sono separati da creste frastagliate e profonde cavità. I frammenti di calcare che cadono dalle pendici delle torri o delle cupole vengono rapidamente distrutti.

La fitta vegetazione che ricopre i pendii favorisce l'attività delle acque contenenti acidi di diversa composizione. Pertanto, di regola, ai piedi delle colline carsiche o delle piccole montagne non si verificano accumuli di detriti. Gli agenti atmosferici li trasformano in sabbia e argilla, che vengono rapidamente portati via dai getti d'acqua durante i periodi piovosi. La maggiore intensità dei processi carsici si registra nelle zone umide, la minore nelle zone aride.

L'acqua corrente dissolve non solo le rocce carbonatiche e saline, ma anche le rocce silicatiche, nelle quali questo processo procede migliaia di volte più lentamente. Arenarie, graniti, scisti e altre rocce cristalline si dissolvono. L'acqua del fiume che scorre su tali rocce nei tropici umidi contiene molta silice solubile. Le morfologie associate al carsismo dei silicati sono varie. Dentro Sud America Nelle quarziti si osservano avvallamenti, pozzi, pozzi e imbuti. Sull'altopiano di Guaiquinima è stato scoperto anche un sistema di grotte lungo circa 2 km con passaggi orizzontali e pozzi profondi nelle quarziti.

Sull'altopiano di Roraima si osservano miniere giganti con un diametro di 350 me una profondità di oltre 500 m, composte da antiche quarziti. Sulla base dell'analisi delle quarziti, che contengono silicato carsico, possiamo concludere che qui avviene la dissoluzione sia dei granuli di quarzo che del cemento silicato. Inoltre, il processo non dovrebbe fermarsi prima di decine e centinaia di milioni di anni.

Le forme di carsismo silicatico si formano come risultato sia della dissoluzione delle rocce che del loro disfacimento biochimico.

La dissoluzione di alcune rocce provoca una serie di fenomeni detti carsici. La parola "carsico" si riferisce a morfologie che si sono formate a seguito della dissoluzione di rocce, come salgemma, gesso, gesso, calcare e dolomite. I fenomeni carsici furono studiati per la prima volta sull'altopiano carsico (da cui deriva il nome di questo fenomeno), situato a nord-est della città di Trieste, sulla costa mare Adriatico. Lo spessore delle rocce carsiche può essere suddiviso in 3 piani.

Superiore. Qui l'acqua scende rapidamente e la dissoluzione è debole. Pertanto, questo pavimento, per così dire, “copre” i vuoti formati sotto. A volte la “crosta” si rompe e sulla superficie compaiono dei buchi. A seconda della loro forma e dimensione vengono chiamati imbuti, sottovasi, pozzetti e pozzi. Queste miniere e pozzi possono talvolta raggiungere profondità considerevoli. La miniera carsica più profonda conosciuta si trova vicino alla città di Verona (Italia). Il cedimento sul pendio del monte Mashuk a Pyatigorsk è un grande bacino carsico, profondo 26 metri. I laghi si formano spesso in doline e bacini.

Media. È qui che le rocce si dissolvono più attivamente. Questo piano si trova tra il più alto e livelli più bassi acque sotterranee. Qui l'acqua circola attraverso le fessure delle rocce e, sciogliendone le pareti, le espande, trasformandole in sistema complesso canali sotterranei di varie dimensioni.

Inferiore. Qui i processi carsici rallentano, poiché l'acqua ristagna, si satura di anidride carbonica e smette di dissolvere le rocce.

La solubilità delle rocce carsiche è tanto maggiore quanto maggiore è l'attività chimica dell'acqua, e questa a sua volta dipende dalla quantità di acidi in essa disciolti, soprattutto dall'anidride carbonica che entra nell'acqua dall'atmosfera durante le eruzioni vulcaniche, durante la decomposizione dei residui organici e durante gli incendi di foreste e torbiere. I processi carsici sono esaltati dall'attività di piccoli animali che creano passaggi.

In molte aree del pianeta, le rocce carsiche sono ricoperte da rocce non carsiche: si tratta di rocce carsiche chiuse. È caratteristico della pianura. In montagna, dove predomina l'asportazione di materiale, affiorano in superficie rocce soggette a dissoluzione, e qui si sviluppa il cosiddetto carsismo nudo. In questi casi superficie terrestre spesso corrosi da solchi chiamati karrs (tedesco karren - piccole creste appuntite che separano depressioni poco profonde e in forte pendenza da pochi centimetri a 2 metri). Si formano grazie all'azione dissolvente dell'acqua precipitazioni atmosferiche. La direzione e la struttura dei karr dipendono dalla struttura degli strati nella roccia. Spesso ci sono così tante automobili che la superficie ricorda un gigantesco nido d'ape. È molto difficile camminarci sopra. Con il passare del tempo il terreno carsico nudo può ricoprirsi. Poiché le rocce non si dissolvono completamente, i sedimenti calcarei insolubili (materiale argilloso) si accumulano sulla loro superficie, ostruiscono le crepe e impediscono un'ulteriore formazione di fenomeni carsici.

I fenomeni carsici portano spesso alla formazione di grotte sotterranee. Le grotte carsiche sono meravigliose creazioni della natura. Sono costituiti da gallerie, cunicoli, grotte e sale, poste a diversi livelli e collegate da pozzi e pozzi. L'acqua scorre spesso attraverso i tunnel e le sale sono occupate da laghi profondi. La grotta Postumia Jama in Slovenia è considerata la più bella d'Europa. La sua lunghezza totale è di circa 20 km. Attraverso alcuni dei suoi tunnel scorre un fiume, in cui si trovano pesci senza occhi. In Russia, la famosa Grotta Kungur negli Urali è lunga circa 6 km e contiene più di 30 laghi. La grotta più grande è Mamontova (USA, Kentucky); la lunghezza totale di tutti i suoi rami è di 240 km.

La decorazione principale delle grotte carsiche sono i ghiaccioli di pietra (stalattiti) e le colonne di pietra (stalagmiti). Le gocce che scorrono dal soffitto e dalle pareti delle grotte contengono molta anidride carbonica, che si è formata a seguito della dissoluzione dei calcari. Le gocce scorrono lentamente, rimangono a lungo nello stesso punto ed evaporano parzialmente. Da essi precipita il carbonato di calce e forma gradualmente stalattiti. Dal fondo della grotta, dove eventualmente cadono le gocce, crescono verso di loro le stalagmiti. In alcuni punti, stalattiti e stalagmiti si fondono in bizzarre colonne: stalagnate. Il loro colore dipende dalle impurità presenti nella roccia. Possono essere bianchi brillanti, gialli, marroni o marroni.

I terreni con fenomeni carsici sono inaffidabili per qualsiasi tipo di struttura ingegneristica e complicano l'agricoltura, poiché non solo seccano il terreno, ma disturbano anche i campi con doline e doline. Sotto l'influenza del carso, si verificano molti fenomeni sorprendenti: fiumi, torrenti, laghi scompaiono letteralmente (cadono sottoterra); alcuni fiumi improvvisamente “emergono” in superficie. Sono noti casi in cui le case caddero in cavità carsiche e interi quartieri furono distrutti. Così, in Sud Africa nel 1962, un'intera fabbrica scomparve sottoterra, in una dolina, e successivamente un edificio residenziale. Nel novembre 1989, nella regione del Cis-Ural, un treno si schiantò fermandosi pochi metri prima di una buca carsica, sopra la quale le rotaie pendevano in aria fino a 3 metri. Gli avvallamenti lungo i percorsi degli oleodotti e dei gasdotti e lungo le linee elettriche sono pericolosi.

Nonostante la "insidiosità" del carso, puoi combatterlo: pompare cemento attraverso i pozzi nei vuoti sotterranei o "guarire" i crateri con il terreno. Sono stati questi eventi che hanno permesso di realizzare costruzioni in aree carsiche: è così che sono state costruite le centrali idroelettriche sui fiumi Ufa e Dnepr.

Sezione longitudinale di una grotta carsica (1 - ingresso, 2 - stalattiti, 3 - stalagmiti, 4 - lago sotterraneo).

Nel sottosuolo, il carso può diventare addirittura un assistente umano: attraverso le grotte carsiche, gli speleologi (esploratori di grotte) riescono a penetrare per centinaia di metri nelle profondità del pianeta per esplorarlo.

Ai tropici, il carso forma bizzarre torri, coni e cupole alte fino a 300 m o più. Spesso si fondono e danno origine a fantastiche formazioni. La loro superficie è corrosa dai karr e sui pendii ci sono numerose bocche nere di caverne che ne perforano lo spessore. I paesaggi carsici tropicali a Cuba, Vietnam e Cina sono molto pittoreschi, dove torri e coni carsici ricordano alberi fantastici in una “foresta di pietra”. Qui, nel sud della Cina, si trova la più grande area carsica della Terra, che copre un'area di circa 600mila km². Una parte di essa è sommersa dal mare e sulla sua superficie sporgono torri carsiche come isole a forma di cupola di varie dimensioni.

Nel nostro Paese il carsismo si trova in molte zone: nella parte europea della Russia, nel Caucaso, in Pianura del Caspio, negli Urali. Molto diffuso è anche il Carso Siberia orientale, nella regione del Baikal e Primorye.

Carso (processo carsico)

I processi carsici sono molto diffusi in Russia. Questi sono gli Urali occidentali, la pianura russa, la regione dell'Angara e in molti altri luoghi della Siberia, del Caucaso, Estremo Oriente. La posizione delle aree carsiche a Mosca è mostrata in Fig. 76.

Per processo carsico si intende il processo di lisciviazione delle rocce, cioè il processo di dissoluzione e rimozione di una parte delle rocce dal massiccio in forma disciolta. Pertanto, affinché questo processo possa avvenire e procedere, devono essere soddisfatte le seguenti condizioni fondamentali:

• 1) la presenza di un massiccio di rocce solubili,
• 2) acque superficiali o sotterranee in movimento di una certa composizione chimica.

Dolgoprudny

Settentrionale

Solntsevo

Riso. 76. Mappa delle zone a rischio carsico e di soffusione carsica a Mosca (autori: V.M. Kutepov, N.G. Anisimova, I.A. Kozhevnikova,

IV. Kozlyakova, M.M. Maksimov, V.S. Sayanov, 1996).

1 - molto pericoloso; 2 - pericoloso; 3 - a basso rischio.

4 - molto pericoloso; 5 - pericoloso; 6 - non pericoloso

Il carsismo è principalmente un processo di dissoluzione delle rocce e per questo viene talvolta chiamato soffusione chimica in contrapposizione alla soffusione meccanica discussa sopra. Tra le rocce, i più solubili in acqua sono i sali, il gesso con anidrite e i calcari, ma la loro velocità di dissoluzione è diversa. Quindi, se tre parti di acqua sono sufficienti per sciogliere una parte di salgemma, per il gesso sono necessarie 480 parti e per il calcare - da 1.000 a 30.000 parti di acqua, il che significa che in condizioni naturali Il processo di carsificazione di questi massicci rocciosi dura molti anni. L'effetto dissolvente dell'acqua sulle rocce carbonatiche è rafforzato dall'azione dell'anidride carbonica libera, e il gesso si dissolve più fortemente nelle acque salmastre, mentre i sali si dissolvono più intensamente in acqua poco mineralizzata e tanto più fortemente quanto più è vicino nella composizione a quello distillato acqua. Inoltre, l'effetto dissolvente dell'acqua è associato all'aumento della temperatura, alla velocità di movimento e alla presenza di crepe nelle rocce carsiche. Molto grande influenza Lo sviluppo dei processi carsici è influenzato dal clima, cioè dalla quantità e dalla distribuzione delle precipitazioni atmosferiche per stagione, dalle caratteristiche termiche delle rocce carsiche montane, ad esempio negli Urali fino al 50% dei sali carbonatici viene portato via dall'acqua in la primavera.

Il processo di dissoluzione è più attivo nelle rocce situate al di sopra del livello della falda freatica. Al di sotto di questo livello l'acqua può già essere satura di sali, la velocità di movimento dell'acqua è molto bassa e il processo carsico avviene molto lentamente o non avviene affatto e, inoltre, qui le crepe nelle rocce possono essere cementate varie sostanze, che vengono trasportati dalle acque sotterranee. A questo proposito, nei massicci rocciosi carsici si distinguono due zone: quella superiore, dove avviene principalmente la dissoluzione, e quella inferiore, che viene chiamata zona di cementazione (Fig. 77). Geologicamente si distinguono due tipi di carsismo: aperto (mediterraneo), in cui le rocce solubili giacciono sulla superficie della terra, e chiuso (europeo orientale), quando massicci di rocce carsiche sono ricoperti da rocce insolubili, generalmente di età quaternaria.

Va notato che il carso è spesso inteso non solo come un processo, ma anche come il suo risultato, cioè forme specifiche formate nelle rocce a seguito della dissoluzione. Il termine stesso “carso” deriva dal nome omonimo dell'altopiano calcareo Carso nelle Alpi slovene, dove le forme carsiche si esprimono in modo molto ampio e chiaro. Per tipo aperto Il Carso è caratterizzato da forme come karr, imbuti, campi e, per il tipo chiuso, caverne e grotte.

Riso. 77.

/-zona di sviluppo vuota; II- zona di cementazione; / - acque atmosferiche; 2-argille

Trasportare - piccoli solchi e fossati sulle pendici del rilievo, formati principalmente dalla lisciviazione del calcare da parte delle acque atmosferiche superficiali. La loro profondità varia da 5 a 50 cm e raramente raggiunge 1-2 m.

Imbuti - nicchie chiuse di varie forme e dimensioni. Il loro diametro varia da alcuni metri a decine di metri e la loro profondità varia molto spesso tra 5 e 20 m. In base alla loro origine si dividono: 1) in imbuti di lisciviazione superficiali;

2) doline. I primi assomigliano a un cratere provocato dall'esplosione di una bomba o di una bomba e si formano a causa della lisciviazione delle rocce carsiche da parte delle acque atmosferiche in alcune zone con un graduale approfondimento. Di solito sul fondo di tali imbuti c'è un ponor, un canale attraverso il quale scorre l'acqua. Le doline si verificano a seguito del crollo del tetto di vuoti carsici sotterranei, come le grotte.

Polia- doline di forma irregolare, generalmente allungata, formatesi per l'accostamento di imbuti carsici superficiali o, meno comunemente, crollati. I campi possono estendersi per decine e centinaia di metri ad una profondità di diversi metri.

Caverne- piccoli ma numerosi vuoti sotterranei che si formano lungo le fessure delle rocce dove l'acqua viene attivamente filtrata. Le rocce diventano come favi. Le caverne sono collegate tra loro e agli altri vuoti da correnti d'acqua.

Grotte - grandi vuoti sotterranei di varie forme e dimensioni, sia in superficie che in altezza del soffitto. La grotta più grande America del Nord(Mamontova), che con tutti i suoi rami ha una lunghezza totale fino a 341 km. L'area di una delle sale è di 163 x 87 m con un'altezza del soffitto di 40 m, al suo interno scorrono tre fiumi e funzionano 8 cascate. Nel Caucaso (Nuovo Athos) c'è una grotta con un'altezza del soffitto di 70 m. È abbastanza ovvio che il tempo di formazione di tali vuoti è misurato in millenni. Le grotte possono essere disposte su più piani, come, ad esempio, sui Monti Zhiguli, e quasi sempre comunicano tra loro.

È interessante notare che le aree carsiche sono caratterizzate dalla scomparsa dei fiumi. L'acqua va sottoterra attraverso canali carsici, scorre lì sotto forma di un fiume sotterraneo e da qualche parte emerge di nuovo in superficie, ad esempio in un fiume. La Neretva nei Balcani va sottoterra quattro volte e riappare. I processi carsici possono penetrare in profondità nel sottosuolo; in alcuni casi vengono osservati fino a 1300 m di profondità (Asia centrale).

La costruzione di strade e aeroporti nelle zone carsiche è irta di grandi difficoltà, poiché le rocce carsiche sono una base inaffidabile. La cavità del massiccio riduce la resistenza e la stabilità delle rocce. Lo sviluppo di vuoti carsici può causare precipitazioni e collasso della superficie terrestre, che porta alla distruzione di strutture di vari oggetti. Quando si cercano percorsi per le autostrade e si sceglie un luogo per gli aeroporti, le indagini ingegneristiche e geologiche dovrebbero essere eseguite con particolare attenzione. Durante la ricerca è necessario:

• 1) stabilire se hanno luogo o sono assenti processi carsici;
• 2) se sono presenti rocce carsiche nelle fondamenta di strutture future, determinare il tipo di carsismo: attivo (attivo) o passivo (antico, smesso di svilupparsi).

Con il carso attivo, i vuoti continuano a crescere sia sulla superficie della terra che nelle profondità degli strati rocciosi, le fessure nelle rocce sono aperte, l'acqua circola costantemente attraverso di esse e non c'è vegetazione (cespugli, alberi). Nel carsismo passivo i vuoti si riempiono di materiale sabbioso-argilloso, non c'è circolazione d'acqua e la superficie è spesso inerbita e ricoperta di vegetazione. Il carso ha già interrotto il suo sviluppo, i vuoti non aumentano, ma in generale la resistenza delle rocce significativamente carsiche è notevolmente indebolita e durante la costruzione degli oggetti richiedono un certo rafforzamento.

Quando si tracciano percorsi autostradali e si cercano siti per aeroporti, è meglio lasciare da parte le aree con carsismo attivo. Ciò è particolarmente vero per gli aeroporti e le strade di alta qualità. Se è necessario attraversare aree di carsismo attivo con strade, è necessario adottare alcune misure per combattere il vuoto:

• 1) smettere di ricevere acque superficiali nell'ammasso roccioso (mediante pianificazione, caditoie, deposito di argilla sulla superficie terrestre);
• 2) arrestare il movimento delle acque sotterranee mediante drenaggio;
• 3) rinforzare le rocce riempiendo i vuoti con cemento, argilla liquida, ecc. Si consiglia inoltre di attraversare le zone interessate dal carsismo con cavalcavia appoggiati su rocce resistenti.

Gli interventi ingegneristico-geologici nelle aree carsiche presentano una certa complessità. Le indagini vengono effettuate sia in zona che in profondità. I fori di perforazione non forniscono un quadro completo dei vuoti delle masse di suolo e pertanto il lavoro dovrebbe includere metodi di esplorazione geofisica. Sulla base dei risultati del rilievo viene determinato il grado di carsismo del sito e se ne prevede la possibile ulteriore sviluppo carsico. La relazione ingegneristico-geologica per l'area studiata propone una serie di misure per combattere il fenomeno carsico e migliore opzione costruzione del tracciato autostradale.

Carsicoè un insieme di processi e fenomeni geologici naturali e causati dall'uomo crosta terrestre e sulla sua superficie, causato dalla dissoluzione delle rocce ed espresso in cambiamenti nella loro struttura, nello stato e nella circolazione delle acque sotterranee, nel terreno e nel regime della rete idrografica.

Per lo sviluppo del carsismo è necessaria e sufficiente la presenza di rocce permeabili solubili e di rocce aggressive in movimento. acque sotterranee dotate di capacità dissolvente. Le rocce solubili sono salgemma, gesso, calcare, dolomite, gesso e in parte marna. L'area totale di distribuzione delle rocce carsiche è circa il 31,5% della superficie totale della Terra. Le più diffuse sono le rocce carbonatiche.

Il Carso è presente in quasi tutte le zone fisiografiche; è maggiormente sviluppato in ambienti caldi, umidi ed eccessivamente clima umido e il minimo - nei climi secchi o aridi. Il corso intensivo del processo carsico è facilitato dalla dolcezza del terreno, dall'eterogeneità, dalla fratturazione e frammentazione tettonica dell'ammasso roccioso, dal basso spessore dei depositi di copertura e dei suoli, dai grandi pendii idraulici, contenuto aumentato anidride carbonica e altri acidi minerali e organici nelle acque sotterranee, cambiamenti tecnogenici nei regimi idrodinamici e idrochimici.

Il processo di dissoluzione delle rocce fratturate porta alla formazione forme specifiche rilievi sulla superficie della terra e varie cavità, canali e grotte in profondità.

Tra le forme carsiche superficiali si trovano bacini e campi, fossati e burroni, nicchie e imbuti, ponor e karr.

Trasportare - si tratta di solchi, solchi, piccole grondaie e fessure con una profondità da pochi centimetri a 1-2 m sulla superficie di rocce solubili, principalmente calcari.

Pony - Si tratta di fori piccoli in pianta, ma profondi che assorbono l'acqua, spesso confinati sul fondo degli imbuti.

Fossi carsici si trovano lungo il bordo di un pendio o di un pendio e sono geneticamente associati a crepe nella parete laterale. Sono caratterizzati da una profondità di 2–30 m, una larghezza di 1–50 me una lunghezza fino a 2 km.

Forre e burroni carsici morfometricamente assomigliano a fossi, ma si estendono perpendicolarmente al pendio.

Valli e canyon carsici - Questo valli fluviali nelle rocce carsiche, spesso senza permanente deflusso superficiale o contenenti i cosiddetti fiumi che scompaiono.

Nicchie carsiche - Questo forme diverse le depressioni in un pendio composto da rocce solubili differiscono dalle grotte per la loro estensione insignificante rispetto alla loro altezza all'ingresso.

Doline - questi sono chiusi forme negative rilievo con un diametro fino a 100 m, di sezione conica, cilindrica, a forma di tazza o piattino.

Secondo la loro genesi, esistono tre tipi principali di imbuti:

1. Imbuti corrosivi o di lisciviazione, si formano a seguito della graduale espansione e approfondimento di crepe e pori.
2. Imbuti falliti si formano a seguito del crollo del tetto di grotte e cavità carsiche, che possono essere composte anche da rocce insolubili.
3. Doline a soffocamento carsico sono tipici solo delle aree carsiche coperte e sono una conseguenza della rimozione da parte delle acque sotterranee di frazioni limose e sabbiose fini di rocce sedimentarie non consolidate nello spazio dei pori fessurati dei depositi carsici.

Bacini carsici (depressioni) e campi - si tratta di depressioni chiuse e semichiuse con fondo relativamente piatto e pareti ripide, generalmente di forma rotonda, ovale o irregolare, con un diametro superiore a 100 me una profondità di decine, talvolta centinaia di metri.

A morfologie positive includono affioramenti carsici: pilastri, colline, montagne alte 1-100 me diametro 1-500 m, composte da rocce solubili.

Forme carsiche sotterranee - queste sono cavità varie forme e genesi, pozzi, pozzi, abissi, grotte, canali, fessure erose e caverne aperte.

Caverne Sono piccoli, pochi millimetri - i primi centimetri, cavità concentriche.

Pozzi carsici, miniere e abissi- si tratta di canali verticali in massicci di rocce solubili con pareti molto ripide o ripide con un diametro di 1-10 o più metri e una profondità da 10 a diverse centinaia di metri.

Grotte- si tratta di complessi labirinti di canali e cavità collegati tra loro - possono essere verticali, inclinati e orizzontali. La lunghezza delle più grandi grotte orizzontali con fiumi, laghi e cascate sotterranee raggiunge diverse centinaia di chilometri. Dalle gocce d'acqua che filtrano dal soffitto delle caverne crescono formazioni di sinterizzazione di calcite, chiamate stalattiti. Le gocce d'acqua che cadono sul pavimento delle grotte rilasciano i resti di carbonato di calcio, di conseguenza anche le formazioni di sinterizzazione - stalagmiti - crescono dal basso. Stalattiti e stalagmiti a volte si fondono tra loro in singole colonne: stalagnate.

Quando le acque sotterranee raggiungono la superficie e il fondo delle grotte, si formano i tufi calcarei e silicei, che sono depositi chemogenici porosi. I criteri per classificare il carsismo sono la composizione litologica delle rocce solubili, la loro età e profondità; la natura e lo spessore dei sedimenti sovrastanti; condizioni idrogeologiche; morfometria delle forme carsiche e profondità della loro comparsa.

In base alla composizione delle rocce carsiche si distinguono sale, gesso, carbonato e gesso carsico.

Il Carso è suddiviso in base all'epoca di formazione in antico e moderno, rispettivamente prima e dopo l'Olocene.

In relazione al livello della falda freatica e alla profondità delle rocce solubili - in profondo (profondità) e superficiale (superficiale).

In base alla presenza di depositi di copertura il terreno può essere carsico coperto (chiuso) e aperto (nudo). Tenendo conto della composizione e dello spessore degli strati sovrastanti, il carso aperto presenta uno spessore ridotto (meno di 2 m) di copertura terroso-erbosa e depositi di copertura sciolta o la loro assenza. Nel carso coperto, lo spessore delle rocce sedimentarie non consolidate supera i 2 m. Il carso corazzato (ricoperto) presuppone che i depositi di copertura siano rappresentati da rocce sedimentarie, ignee o metamorfiche cementate.

Una diminuzione della velocità del processo carsico con la profondità e con la distanza dalla base di corrosione (la zona di drenaggio delle acque carsiche) permette di individuare zone orizzontali e verticali del suo sviluppo (zona di aerazione, zona variazione stagionale livello delle acque sotterranee, zona di pendenza, zona di completa saturazione e zona di circolazione profonda delle acque sotterranee).

Il Carso è una delle sorgenti. Doline e crolli di cavità carsiche portano alla distruzione di edifici, strutture e alla perdita di vite umane.

Fonti: Maksimovich G.A. Fondamenti di carsologia. Permanente, 1963; Popov I.V. Geologia ingegneristica. 2a edizione riveduta e ampliata. – M., 1959; Sokolov D.S. Condizioni fondamentali per lo sviluppo del carsismo. – M., 1962.