Карст і карстовий рельєф.

Карстом називається сукупність специфічних форм рельєфу та особливостей наземної й підземної гідрографії, що характерні для територій, на яких близько до поверхні підходять розчинні гірські породи: карбонати (вапняк, крейда, доломіт), сульфати (гіпс, ангідрит), галогени (кам’яна сіль). За даними І.М. Коротуна (1999), такі умови сформувались на 1/3 частині суходолу.

Сутність процесів карстоутворення полягає у розчиненні перелічених вище порід підземними во­дами, які, циркулюючи по тріщинах, поступово розши­рюють їх і утворюють підземні порожнини (часом на­віть печери). Подібну роботу виконують атмосферні, поверхневі, а іноді й морські води, що проникають ззовні у тріщинувату товщу розчинних порід. Розчинну активність води зумовлює наявність різних кислот, насамперед гумінової, сірчаної та ін­ших. Проте головну роль у карстоутворенні відіграє при­сутність у воді значної кількості СО₂, що потрапляє у воду з атмосфери, завдяки біохімічним перетво­ренням у ґрунтах та корі вивітрювання, внаслідок ін­ших глибинних та зовнішніх процесів.

Серед факторів карстоутворення слід відзначити:

– мінеральний склад і потужність розчинних порід, ступінь їх тріщинуватості (найкращі умови для формування карсту відмічаються у дрібнозернистих чистих вапняках значної потужності, в той час як гру­боуламкові та черепашкові різновиди вапняків, а тим більше їх незначні прошарки, погано піддаються карстуванню);

– рельєф геологічної структури (на похилих по­верхнях процеси карстотворення протікають швидше і представлені більшою різноманітністю форм, ніж на крутосхилах);

– клімат (особливо температурний режим та режим зволоження);

– характер рослинного покриву, який сприяє зро­станню хімічної агресивності води (при розпаді рос­линних залишків вода збагачується вуглекислим га­зом, гуміновими кислотами, азотною кислотою тощо).

Особливе місце у карстотворенні посідають гід­рогеологічні умови території, тобто умови циркуля­ції підземних вод у тріщинуватій товщі розчинних порід. У карстових масивах розрізняють три поверхи (зони), відмінні за своїми гідрогеологічними особливостями.

Верхній поверх – зона аерації – охоплює части­ну розрізу від денної поверхні до першого постійно­го водоносного горизонту, тобто до дзеркала підґрун­тових вод. Проміжний поверх карстової товщі, де спосте­рігається переміщення рівнів під ґрунтових вод (а зв'яз­ку з періодичним надходженням води з поверхні), одержав назву зони періодичного повного наси­чення. Її межами по вертикалі виступають найвищий і найнижчий рівні дзеркала підгрунтових вод. Найглибший поверх карстового масиву займає зона постійного повного насичення, обмежена звер­ху найнижчим рівнем підгрунтових вод, а знизу – по­верхнею водотривкого горизонту.

Увесь вищеописаний комплекс факторів призводить до формування поверхневих та підземних форм рельєфу. Поверхневі форми поділя­ються на так званий непокритий і по­критий карст. Непокритий карст утворюється при безпосередньому виході на поверхню порід, що карстуються, а покритий карст форму­ється в умовах, коли карстові породи перекривають­ся відкладами, які не підлягають карстоутворенню. На відкритих вапнякових поверхнях дощовими або талими водами за рахунок "роз’їдання" тріщин ут­ворюються глибокі борозни (глибиною до 1-2 м), роз­ділені вузькими гребенями. Система таких гребенів і рівчаків формує мікрорельєф каррів (шраттів), який, поширюючись на значних просторах, утворює каррові поля. З часом такі борозни розширюються, гребені звужуються, загострюються і поступово розпадають­ся на окремі уламки, в зв'язку з чим старі каррові по­ля являють собою хаотичне нагромадження більших і менших вапнякових брил, над якими підіймаються залишки зруйнованих гребенів. Розчинення вапняків завжди супроводжується акумуляцією нерозчинного глинистого матеріалу чер­воного (цегляного) кольору, який утворює своєрідну кору вивітрювання, відому під назвою терра роса. При інтенсивній вертикальній циркуляції води, внаслідок розчинення карстових порід утворюють­ся вертикальні канали - понори, які поглинають по­верхневі води і відводять їх у глибину карстового ма­сиву. На поверхні понори починаються зяючими от­ворами або тріщинами, а на глибині утворюють склад­но переплетену систему каналів вертикальної цирку­ляції води. Поступовий розвиток гирла понору призво­дить до утворення своєрідних поверхневих форм кар­стового рельєфу - блюдець, лійок, колодязів. Тривалі прояви поверхневого карстотворен­ня призводять до утворення значних за площею зни­жень поверхні, які називають піллями (Попове пілля у Герцеговині займає площу понад 180 км²).

Підземні форми карстового рельєфу не менш різноманітні. Якщо стінки понорів продовжують розчинюватися, понор розширюється і перетворюється на велетенські верти­кальні стовбури природних шахт (поблизу м. Верона в Італії така шахта сягає глибини 637 м). Шахти зде­більшого успадковують системи глибинної тріщину­ватості, в зв'язку з чим розгалужуються і переходять у горизонтальні форми підземного рельєфу, утворю­ючи печери. За характером сполучення з поверхнею розрізняють печери сліпі (з одним виходом) та прохідні (з виходами на обох кін­цях даної печери). Найхарактернішими утвореннями мікро- і нанарельєфу у печерах є натічні форми – сталактити, ста­лагміти, натічні ко­лони. В окремих пече­рах, розташованих у позатропічних облас­тях мо­же нагромаджувати­ся лід. Це так звані крижанічи холодні печери.