تشكيل الكهوف الكارستية. كهف

في أحد الصيف وجدت نفسي لأول مرة في كهف ، وفي كهف بترالونا الشهير الواقع في شمال اليونان. هذا الكهف له أهمية كبيرة في مجال الأنثروبولوجيا وعلم الأحافير - هنا ، وفقًا لعلماء يونانيين ، تم العثور على الهيكل العظمي لأقدم إنسان نياندرتال في أوروبا ، والذي عاش في أوروبا منذ أكثر من 700 ألف عام. ومنذ ذلك الحين ، كانت مسألة مهد الإنسانية ، من أين نشأت الإنسانية مع ذلك ، مثيرة للجدل ، على الرغم من الدراسات العديدة والأدلة التي تم جمعها.

لكن الأهم من ذلك كله ، أن هذا الكهف اليوناني أذهلني بحجمه وجماله. هنا رأيت لأول مرة بحيرة كهفية ، وهوابط ، وصواعد ، وركود. بالمرور من قاعة إلى قاعة في هذا الكهف ، تساءلت كيف اتضح أن "رقاقات الثلج" - الهوابط - تتدلى من الأعلى. لماذا لديهم مثل هذه الأشكال الغريبة ولا تذوب؟ ومن الأسفل ، مثل الأشجار ، تنمو "رقاقات ثلجية" أخرى - الصواعد. ما الذي ينمو إذا كانت هناك حجارة حولها؟ لماذا لا يسقطون؟ لماذا كلاهما صلب وهش في نفس الوقت ، لكنهما رطبان عند اللمس؟ ماذا لو قمت بزراعة الصواعد أو الهوابط في المنزل وقمت بتزيين غرفتك؟ أو هل يمكن أن يكون هذا الفضول مفيدًا في الحياة اليومية؟

في المنزل ، قررت التحقيق في هذه المشكلة. وكان علي أن أبدأ بدراسة موطن تكوينات الكهوف المذهلة - من الكهوف نفسها. تبين أن الكثير من الأشياء الشيقة والمثيرة موجودة هنا أيضًا. لا تزال لدي الفكرة والمعلومات الأولية بعد زيارة الكهف اليوناني. كان دليلنا ممتعًا للغاية وأخبرنا بالتفصيل عن الكهف الذي كنت فيه. لكن كيف تولد الكهوف نفسها؟ ولماذا بالضبط فيها ، وليس في أي مكان آخر ، تظهر الهوابط والصواعد؟ مما تتكون هذه الهوابط؟

في سياق بحثي ، من أجل حل المهام المحددة ، كان عليّ دراسة المقالات العلمية ونتائج البحث في علم الكهوف. علم الكهوف هو علم يتعامل مع دراسة الكهوف. بالإضافة إلى ذلك ، قررت إجراء تجربة حول زراعة الهوابط في المنزل.

ولكي أفهم طبيعة الهوابط والصواعد ، كنت بحاجة أولاً إلى معرفة كل شيء عن الكهوف - ما هي وكيف تتشكل؟ لقد وجدت المعلومات النظرية اللازمة في الموسوعات والمواقع على الإنترنت.

الكهوف. تعليمهم.

الكهف هو تجويف طبيعي في الطبقات العليا من قشرة الأرض ، والذي يتصل بسطح الأرض من خلال منفذ واحد أو أكثر ، ويمكن المرور به للبشر. أكبر الكهوف عبارة عن أنظمة معقدة من الممرات والقاعات ، ويصل طولها الإجمالي غالبًا إلى عدة عشرات من الكيلومترات. الكهوف هي موضوع دراسة علم الكهوف.

لطالما ارتبطت الكهوف بتاريخ التنمية البشرية. حتى في العصر الحجري ، أنقذت الكهوف الناس من برد الشتاء. ولكن حتى بعد أن توقف القدامى عن استخدام الكهوف كمساكن ، أحاطت هالة الغرابة والغريبة بالكهوف. اعتقد الإغريق أن الكهوف كانت معابد لآلهتهم - زيوس وبان وديونيسيوس وبلوتو. الخامس روما القديمةيعتقد أن الحوريات والسحرات عاشوا في الكهوف. اعتقد الفرس القدامى وغيرهم من الشعوب أن ميثراس ملك جميع الأرواح الأرضية سكن الكهوف. الكهوف الشاسعة والجميلة تجذب السياح هذه الأيام.

لا يوجد كهفان متطابقان في الطبيعة. تتشكل الكهوف بطرق مختلفة. ومع ذلك ، تتشكل جميع الكهوف الأكبر في العالم بطريقة مماثلة. بدأ إنشاء بعض الكهوف الكبيرة منذ 60 مليون سنة. هطل المطر ، وغمرت الأنهار ، وانهارت الجبال المتجانسة ببطء ، وظهرت فراغات كبيرة داخل التلال والجبال والصخور (الملحق 1).

الصخرة التي تظهر فيها الكهوف من الحجر الجيري. إنها صخرة ناعمة ويمكن أن تذوب بحمض خفيف. يأتي الحمض الذي يكسر الحجر الجيري من مياه الأمطار. قطرات المطر المتساقطة تلتقط ثاني أكسيد الكربون من الهواء والتربة. يحول ثاني أكسيد الكربون الماء إلى ثاني أكسيد الكربون.

لذلك ، منذ ملايين السنين ، سقت الأمطار الحمضية الحجر الجيري. كانوا يتساقطون باستمرار على الجبال ، وبدأت الشقوق تظهر عليهم. واستمر هطول الأمطار. تدفقت المياه لتوسيع الشقوق. وجدت شقوقًا جديدة في المنولث. اتسعت الشقوق في الأنفاق. عبرت الأنفاق ، نشأت منافذ. بعد ملايين السنين ، أخذت الكهوف شكلها. وجعل الماء الكهوف أكبر وأكبر.

بعض الكهوف بها ثقوب في السقف (الملحق 2). تشكلوا في المكان الذي تراكمت فيه المياه مرة واحدة ، ثم اقتحموا الكهف. يمكنك أن تجد في الكهوف صفوفًا من صالات العرض ، واحدة فوق الأخرى. تتدفق تيارات المياه عبر بعض الكهوف ، وفي أخرى - بعد تكوينها ، ينخفض ​​الماء ، ويجف الكهف.

الكهوف مخبأة في كل مكان: في الجبال ، فقط في التربة الصخرية ، المصنوعة من الصخور الناعمة. لا تُشيد الكهوف بالمياه فحسب ، بل تُبنى أيضًا بفعل الرياح والأمواج والحمم البركانية. تبقى الكهوف بعد استخراج الملح الصخري. هناك أيضًا كهوف جليدية ، لكنها قصيرة العمر.

أنواع الكهوف.

يمكن تقسيم الكهوف إلى خمس مجموعات حسب أصلها. هذه الكهوف هي الكهوف التكتونية والبحرية والجليدية والبركانية ، وأخيراً المجموعة الأكبر والأكثر انتشارًا ، الكهوف الكارستية.

يمكن أن تحدث الكهوف التكتونية في أي صخور نتيجة تكوين الصدوع التكتونية. كقاعدة عامة ، توجد مثل هذه الكهوف في جوانب وديان الأنهار التي تتقاطع بعمق في الهضبة ، عندما تنفصل كتل صخرية ضخمة عن الجوانب ، وتشكل شقوقًا (شيرلوب) ، والتي بدورها تتلاقى عادةً مع إسفين بعمق. في بعض الأحيان يشكلون كهوفًا عمودية عميقة إلى حد ما يصل عمقها إلى 100 متر. هذا النوع من الكهوف منتشر في شرق سيبيريا.

نشأت الكهوف البحرية بفعل الأمواج التي تلتف على المنحدرات الصخرية على طول الساحل (الملحق 3). أدت موجات البحر التي تحتوي على حبيبات من مادة صلبة (الحصى والرمل الناعم) إلى إذابة المنحدرات. لقد تم تدميرها وتقويضها من عام لآخر بسبب الأمواج البحرية. تقع بعض الكهوف تحت الماء. عادة ما تكون نتيجة نشاط المياه الجوفية ، وغسل الصخور اللينة ، على سبيل المثال ، نفس الحجر الجيري.

توجد الكهوف الجليدية في العديد من الأنهار الجليدية وتتكون داخل الأنهار الجليدية بواسطة ذوبان المياه (الملحق 4). يمتص النهر الجليدي المياه الجليدية الذائبة على طول الشقوق الكبيرة أو عند تقاطع الشقوق. في هذه الحالة ، يتم تشكيل الممرات التي يمكن للشخص أن يمر بها في بعض الأحيان. هذه الكهوف لها شكل بئر ويصل عمقها إلى 100 متر أو أكثر. في عام 1993 ، تم اكتشاف واستكشاف بئر جليدي عملاق "إيزوتروج" بعمق 173 مترًا.

نوع خاص من الكهوف الجليدية هي الكهوف التي تشكلت في نهر جليدي عند النقطة التي تخرج منها المياه الحرارية الجوفية. نظرًا لأن الماء ساخن ، فهو قادر على إنشاء صالات عرض ضخمة. لا توجد هذه الكهوف في الجبل الجليدي نفسه ، ولكن تحته ، حيث يذوب الجليد من الأسفل. توجد الكهوف الجليدية الحرارية في آيسلندا وجرينلاند وتصل إلى أحجام كبيرة.

تنشأ الكهوف البركانية أو الحمم البركانية أثناء الانفجارات البركانية (الملحق 5). يصبح تدفق الحمم البركانية ، الذي يبرد ، مغطى بقشرة صلبة ، مكونًا أنبوبًا من الحمم البركانية ، والذي لا يزال يتدفق داخله الصخور المنصهرة. بعد انتهاء الثوران ، تتدفق الحمم البركانية من الأنبوب من الطرف السفلي ، ويبقى تجويف داخل الأنبوب. من الواضح أن كهوف الحمم البركانية تقع على السطح ، وغالبًا ما ينهار السقف.

ومع ذلك ، يمكن أن تكون كهوف الحمم البركانية كبيرة جدًا. مثل كهف كازومورا في هاواي على سبيل المثال - بطول 65.6 كم وعمق 1100 م. ويقع أكبر كهف بركاني في العالم ، Cueva de loe Verdes ، في إحدى جزر الكناري.

الكهوف الكارستية هي غالبية هذه الكهوف (الملحق 6). إنها الكهوف الكارستية التي لها أكبر طول وعمق.

تتشكل الكهوف نتيجة لتفكك الصخور بالمياه. لذلك ، توجد الكهوف الكارستية فقط حيث توجد الصخور القابلة للذوبان: الحجر الجيري والرخام والطباشير والجبس والملح. الحجر الجيري ، وحتى الرخام أكثر من ذلك ، يذوب بشكل سيئ للغاية بالماء المقطر النقي. تزداد قابلية الذوبان عدة مرات إذا كان ثاني أكسيد الكربون المذاب موجودًا في الماء ، والذي في الطبيعة يذوب دائمًا في الماء. ومع ذلك ، على الرغم من ذلك ، فإن الحجر الجيري يذوب بشكل سيئ ، مقارنة ، على سبيل المثال ، بالجبس أو الملح. لكن اتضح أن هذا له تأثير إيجابي على تكوين الكهوف الممتدة ، حيث لا تتشكل كهوف الجبس والملح بسرعة فحسب ، بل تنهار بسرعة أيضًا.

الكهوف هي عالم خاص ليس له نظائر على السطح. لا يوجد شتاء ولا صيف في الكهوف. درجة الحرارة هي نفسها دائما. في الكهوف الباردة ، تتراوح من +2 إلى +8 درجة ، وفي الكهوف الدافئة والساخنة - من +15 إلى +28.

اتضح أن الهواء في الكهوف معقم. يحتوي على ميكروبات أقل بألف مرة من الميكروبات الموجودة على السطح. اتضح أن نظائر الكربون المشعة تخترق الكهوف مع المياه الجوفية. إنها تسبب توهج الهوابط ، تؤين الهواء ، تقتل الميكروبات.

أطول كهف في العالم - فلينت مامونتوفا - يقع في الولايات المتحدة ، في ولاية كنتاكي. يبلغ طول جميع ممراتها أكثر من 550 كيلومترًا. والأكثر كهف عميقتقع في أبخازيا - كهف كروبيرا-فورونيا. يمكن لأي شخص أن ينزل 2 كيلومتر فيه.

على الرغم من حقيقة أن الكثير معروف بالفعل عن الكهوف ، إلا أن الاكتشافات الجديدة تنتظر العلماء في المستقبل. يحتوي كل كهف على ممرات وشقوق وممرات لا يعرفها مسافرو الكهوف - علماء الكهوف - حتى الآن. يعتقدون أنهم درسوا كل شيء بالفعل ، لكنهم فجأة لاحظوا ذات يوم فجوة خلف انسداد حجري ، وخلفه - ممر ، لا يزال خلفه عدة أمتار من جمال الكهوف.

نتيجة لهذه الدراسات ، يمكن استنتاج أن هناك عدة أنواع من الكهوف ، ولكن الأكثر شيوعًا هي الكهوف الكارستية. لتشكيل كهف ، يلزم وجود كمية كافية من هطول الأمطار وشكل جيد من الراحة ، أي أن هطول الأمطار من مساحة كبيرة يجب أن يقع في الكهف ، ويجب أن يكون مدخل الكهف أعلى بشكل ملحوظ من المكان حيث يتم تصريف المياه الجوفية.

الهوابط والصواعد والركود

الماء قوة عظيمة. إنها تزيل الحجر عندما تشق طريقًا لنفسها ، وتبني صالات العرض ، ثم تتركها ، وتتلاشى الصخور ، وتغرق وتتفتت وتتحرك. هذه هي الطريقة التي تولد بها الكهوف نفسها. ومع ذلك ، فإن الماء ليس فقط بانيًا ، ولكنه أيضًا فنان ونحات!

توجد الكهوف في صخور حجرية مختلفة ، والماء يجلب فيها جزيئات مختلفة ، ويتكون من مواد مختلفة: من الكالسيت والجبس والملح الصخري. يسمى انحلال الصخور الرسوبية وتدميرها بالمياه كارست - عملية كارستية.

عملية الكارست ذات وجهين: الماء يذيب الصخور في مكان واحد ، وينقلها إلى مكان آخر ، وهناك ، من نفس الصخر ، يخلق تشكيلات تنقيط جميلة - الهوابط والصواعد.

الهوابط (من اليونانية stalaktós - مقطرة لأسفل) هي تكوينات بالتنقيط تتدلى على شكل جليد مخروطي الشكل أو ستائر أو أطراف منحنية أو أنابيب مجوفة من الأقواس والأجزاء العلوية من جدران الكهوف الكارستية أو غيرها من الفراغات الموجودة تحت الأرض (الملحق 7) .

الصواعد (من الكلمة اليونانية stálagma - القطرة) ، التكوينات بالتنقيط ذات الأشكال العمودية والمخروطية وغيرها ، ترتفع من قاع الكهوف وغيرها من التجاويف الكارستية الموجودة تحت الأرض (الملحق 8).

الركود - تكوينات تشبه التنقيط في شكل أعمدة تظهر في الكهوف عندما تنضم الهوابط والصواعد (الملحق 9).

كيف يتم تشكيلها؟ قطرة مطر تتسرب من خلال صدع في الصخر تذيب جزيئات الحجر. وبالتالي ، تحتوي كل قطرة من هذه القطرات على جزيئات من الحجر الجيري أو معادن أخرى. إذابة الحجر الجيري ، يأخذ الماء معدن الكالسيت منه. تصل قطرة من محلول مشبع بالكالسيت إلى سقف كهف تم إنشاؤه بالفعل من خلال أصغر الشقوق وتعلق عليه (الملحق 10).

تدريجيًا ، ببطء شديد ، يتبخر القطرة ، وتستقر جزيئات الكالسيت أو المعادن الأخرى التي جلبتها في أنحف فيلم على السقف. بعد فترة ، يأتي القطرة التالية إلى هذا المكان وتودع الكالسيت مرة أخرى. في مرحلة النمو ، تتحول حبيبات الكالسيت أولاً إلى أنبوب رفيع وشفاف وفارغ بالداخل. لماذا فارغ؟ لأن القطرة نفسها فارغة من الداخل.

ولكن بعد ذلك ، تسقط حبة رمل في القطرة وتسد الأنبوب. ثم تبدأ القطرات الأخرى بالتدفق حول هذا الأنبوب من جميع الجوانب ، وينمو جليد حجري ، مثله مثل الجليد ، - مقرنصات.

لكن القطرات تأتي بشكل غير متساو من جانب إلى آخر ، واتضح أن الهوابط ليست مستديرة تمامًا. ثم تمطر على السطح ، وتصبح المياه قذرة ، ويظلم الهوابط. انتهى المطر ، والمياه صافية مرة أخرى ، وتغير لون الطبقة التالية من الهوابط. إذا قمت بقصها ، فسيكون للقطع نفس حلقات الشجرة ، لكن ليس سنويًا. كل ما في الأمر أنه في الربيع والخريف يوجد المزيد من الماء ، وينمو الهوابط بشكل أسرع. الماء أغمق ، والحلقة أغمق ، والماء أقل ، وتوقف النمو (الملحق 11).

حتى أنني وجدت صيغة كيميائية لتشكيل الهوابط. ها هو: CaCO3 + H2O + CO2 Ca2 + + 2 HCO3

ولكن ليس كل الكالسيت يستقر على السقف ويؤدي إلى نمو الهوابط. يسقط جزء من القطرات على الأرض تحت ثقلها ، وينمو الصواعد من أسفل نحو الهوابط. عندما ينضم كل من الهوابط والصواعد وينموان معًا ، يتشكل عمود الكالسيت - ركود. والهوابط والصواعد والأعمدة كبيرة جدًا - يبلغ ارتفاعها عشرات الأمتار وقطرها عدة أمتار.

تتساقط قطرات الماء عليها ، فتشكل قطيرات تتدفق حول الأعمدة من جميع الجهات ، ثم تظهر التسريبات على شكل حواف. إذا كانت القطرات تتساقط على جدار الكهف ، فلن تظهر عليها قطرات رائعة على شكل شلالات حجرية وأعلام وتشكيلات رائعة أخرى.

في بعض الأحيان توجد في الكهوف قشور ذات أشكال غير متوقعة تمامًا. تبدأ الهوابط فجأة في النمو بشكل عشوائي ، مما يخلق نسجًا حجرية غريبة. على الأرض والجدران ، تظهر أزهار من الحجر والجص بشكل مثير للدهشة - كوراليت ، بلورات ، وهليكوبتر (الملحق 12).

عندما يكون هناك خلل في تدفق المحلول - على سبيل المثال ، يقطر من الأعلى ، ولكن القليل جدًا بحيث تنتشر القطرات على الفور مثل الفيلم - تظهر أشكال هجينة ، يزهر الصواعد كالأدغال. في هذه الحالة ، تظهر مجموعة متنوعة من الأشكال الانتقالية والأشكال متعددة المعادن وغير ذلك الكثير. على سبيل المثال ، يمكنك العثور على التكوينات التي تنسخ تمامًا بنية أعشاش الدبابير. وشبكة العنكبوت الجبسية ، وهي أرق من شعرة الإنسان ، تتفتت إلى غبار عند أدنى اهتزاز للهواء.

على مدى ملايين السنين ، خلقت بلايين القطرات في الكهف غابة كاملة من المقرنصات ، والصواعد ، والزخرفة الداخلية الرائعة للأعمدة والستائر الحجرية المزخرفة ، والأعلام والشلالات (الملحق 13).

على أرضية الكهف ، ترسب المياه المتدفقة أيضًا الكالسيت وتشكل "حمامات" بأشكال وألوان مختلفة. أصغر جزيئات الأملاح من مختلف المعادن والمعادن - النحاس والكوبالت والحديد - تجعل القشرة الوردي والأصفر والأزرق والأحمر والجزر والأسود. نادرًا ما توجد ما يسمى بلآلئ الكهوف في "الحمامات". يتشكل بنفس طريقة تكوين البحر ، ولكن ليس في شكل صدفة. يصل قطر لآلئ الكهوف أحيانًا إلى ثلاثة إلى خمسة سنتيمترات - تقريبًا مثل كرة بينج بونج - لكن هذا نادر جدًا.

يمكن العثور على مجموعة متنوعة من الهوابط في الكهوف الكارستية. على سبيل المثال ، الهوابط الأنبوبية ، وهي أيضًا معكرونة. القناة ، التي تمتد على طولها بالكامل ، لقرون قادت الباحثين تلقائيًا إلى فكرة أن الهوابط تتغذى من خلال هذه القناة. لكن اتضح أن هذا ليس هو الحال على الإطلاق. اتضح أن القناة هي مجرد نتيجة تبلور على طول محيط القطرة المنفصلة. هذا هو السبب في أن الهوابط الجديدة التي تنمو بدلاً من تلك المكسورة لا تستمر في الأنبوب الأصلي ، ولكنها تنمو قليلاً على الجانب ، حيث يكون من الأنسب أن يتقطر الماء.

أروع الهوابط هي الستائر (الملحق 14) التي تظهر على الجدران المنحدرة. عندها يبدأ الهوابط المتنامية في التأثير على نقطة فصل القطرة ، ويصبح متحركًا ، متحركًا عند أدنى نزوة لتيار مائي ويثبت في شكله الملتف بشكل متقطع اتجاه هذه النفاثات ، حيث يجب أن تتدفق.

عندما يتغير أحد المعادن ، على سبيل المثال ، الكالسيت إلى الجبس ، يتغير الكهف أيضًا ، ويتجاوز التعرف عليه (الملحق 15). للجبس كيمياء تبلور مختلفة. لذلك ، فإن تشكيلات الجبس "تنمو" في مثل هذا الكهف - "الثريات الكريستالية" (الملحق 16) والجبس "أشجار التنوب المغطاة بالثلوج".

يتم تشكيلها بطريقة رائعة للغاية. يحتوي الكهف أيضًا على مواسم جافة ورطبة ، والجبس معدن عالي الذوبان. عندما تستقر الرطوبة على السطح ، يذوب الجبس. عندما تتبخر الرطوبة ، يتبلور الجبس. الماء "يحب" أن يستقر في المنخفضات ، وأن يتبخر من الحواف هو فيزياء أولية. ثم اتضح أن التجويف الداخلي للصواعد يستمر في الذوبان ، ويستمر السطح الخارجي في النمو ، مع شجيرات متفرعة من البلورات. تظهر تلك "الراتينجية الثلجية" نفسها. عندما يصبح الجدار أرق بحيث لا يحمل الصواعد وزنه ، ثم "يحتضر" ، فإنه يسقط في نفسه ، مما يوفر "احتياطياته" الخاصة من الجبس لنمو التكوينات الأخرى.

يستغرق إنشاء كل هذا الجمال الخارق تحت الأرض وقتًا طويلاً. لقد حسب العلماء أن الهوابط ، في المتوسط ​​، تنمو بمقدار أربعة أعشار المليمتر في السنة ، وفي غضون مائة عام تزداد بمقدار أربعة سنتيمترات فقط. وبعد 100 عام ، سيظهر جليد حجري في هذا المكان - طوله 4 سم. وكل 100 عام سوف ينمو الهوابط بنفس المقدار. وفي الأسفل ، حيث سقط الهبوط ، سينمو برج حجري - صواعد -. بعد ملايين السنين ، سوف يتحد الهوابط والصواعد ويتحولان إلى عمود متلألئ. هذا يعني أن الرجل الذي كسر جليدًا حجريًا طوله متر دمر ما كانت تخلقه الطبيعة منذ حوالي ألفي سنة ونصف!

وهكذا ، خلال بحثي ، علمت أن الهوابط والصواعد والركود هي تكوينات بالتنقيط في الكهوف. إن عملية تكوين الهوابط والصواعد هي عملية كيميائية معقدة ، والتي تتمثل في حقيقة أن الماء يذوب الصخور ، وينقلها إلى مكان آخر ، وبعد فترة ترسبها مرة أخرى ، مما يؤدي إلى تشكيل تكوينات بالتنقيط. تستمر هذه العملية لمئات وآلاف السنين.

أسرار الكهوف الأخرى

علم الحفريات هو علم يتعامل مع دراسة النباتات والحيوانات الأحفورية. الحفريات هي بقايا الحيوانات التي عاشت منذ ملايين السنين ، والتي نجت حتى يومنا هذا. من خلال دراسة الأحافير بشكل أساسي نعرف كيف عالم الحيوانمنذ مئات الملايين من السنين.

في بداية عملي ، قلت بالفعل إن دراسة الكهوف لها أهمية علمية كبيرة في علم الحفريات ، وعلم المعادن ، والأنثروبولوجيا ، وعلم الآثار. تم تأكيد ذلك من خلال الاكتشاف الأعلى والأكثر إثارة للاهتمام في القرن العشرين - اكتشاف كهف بترالونا في شمال اليونان. كنت أنا نفسي في هذا الكهف ، وأصبح نقطة انطلاق بالنسبة لي في دراسة آلية تشكيل الكهوف والهوابط. لذلك ، أود أن أتحدث عنها بإيجاز (الملاحق 17-24).

في عام 1959 ، في شبه جزيرة هالكيديكي ، شمال اليونان ، على ارتفاع 250 مترًا فوق مستوى سطح البحر ، عند سفح جبل كاتسيكا ، تم اكتشاف مدخل الكهف. حدث كل هذا عن طريق الصدفة ، راعي يدعى بترالونا يرعى الأغنام في المنطقة. ذات مرة ، بعد أن سمع نفخة الماء الناعمة ، قرر فحص سفح الجبل بعناية وصادف مدخل الكهف. تم إجراء مزيد من البحث من قبل المتخصصين ، ولا سيما عالم الأنثروبولوجيا اليوناني الشهير Aris Poulyanos ، الذي بنى لاحقًا متحفًا للأحافير بجوار الكهف وحتى في بعض الأحيان قام برحلات استكشافية بنفسه. كنت محظوظًا ، لقد رأيته أيضًا عندما كنت في رحلة.

تبلغ مساحة الكهف 10 آلاف متر مربع ، ويبلغ الطول الإجمالي للممرات (الممرات) 1500 متر. طريق سياحي، مفتوح للجمهور ، لا يزال على بعد 600 متر فقط. أحدثت الاكتشافات التي تم العثور عليها داخل هذا الكهف ثورة في الأنثروبولوجيا. في عام 1960 ، بعد عام من افتتاح الكهف نفسه ، تم اكتشاف جمجمة وهيكل عظمي لأوروبي قديم ، رجل نياندرتال ، يُدعى Archantropus ، بالداخل. تم تقديم نتائج الدراسة الأولى للجمجمة في المؤتمر الدولي لعلماء الأنثروبولوجيا في موسكو عام 1964 وكان لها تأثير كبير على المتخصصين.

بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على العظام المتحجرة ، والأدوات الحجرية ، وبقايا الحيوانات - الدببة والضباع والسلاحف ووحيد القرن والأسود وحتى الزرافة في الكهف. وهناك اكتشاف آخر غير معتاد من كهف بترالونا هو آثار الحرائق والرماد ، التي يبلغ عمرها مليون عام. وفقًا للعلماء ، هذه أقدم آثار استخدام الإنسان للنار.

حتى وقت قريب ، كان يُعتقد أن عمر البشرية يتراوح بين 3.5 و 4 ملايين سنة ، وأن إفريقيا هي الوطن. ومع ذلك ، فإن المكتشفات من كهف بترالون وتاريخها تعطي الحق في افتراض أن مهد البشرية هو جنوب شرق أوروبا ، وظهر الإنسان منذ 11-12 مليون سنة في اليونان. يتم عرض جميع المكتشفات من كهف بترالونا في المتحف الأنثروبولوجي ، الذي تم بناؤه بجوار الكهف.

في الواقع ، هناك الكثير من الألغاز والأسرار في الكهوف. كما اكتشفت في سياق بحثي ، أن حيوانات الأبراج المحصنة غير عادية ومثيرة للاهتمام. حتى الإنسان البدائي عرف ورسم على جدران الحيوانات التي عاشت في الكهوف - أسد الكهف ، ضبع ، دب الكهف. بالمناسبة ، تحمل اللوحات الصخرية أيضًا الكثير من المعلومات الشيقة للعلماء (الملحق 25).

ماتت الحيوانات القديمة منذ فترة طويلة ، وغادر الناس الكهوف ، لكن الكهوف نفسها لم تكن فارغة. بدأت الأبحاث البيولوجية الجادة للعالم السفلي فقط في عام 1831 ، عندما تم العثور على أول خنفساء الكهوف. منذ ذلك الحين ، تم اكتشاف العديد من كائنات الكهوف المختلفة - المائية والبرية. هذه هي troglobionts ، والتي تعني "العيش في الكهوف" - القشريات والأسماك وقمل الخشب والديدان الألفية والعناكب والعقارب الزائفة وغيرها من الحشرات.

يعد تكيف الكائنات الحية مع حياة الكهوف أمرًا معقدًا ومتنوعًا للغاية. بالمقارنة مع أقاربهم الأرضيين ، لديهم أجسام أطول وأرق ، وأرجل أكثر استطالة وقرون استشعار ، فهي شفافة وعديمة اللون. نظرًا لعدم وجود ضوء في الكهوف ، فإنها لا تحتاج إلى رؤية ، وبالتالي ليس لها عيون. توجد في الكهوف الخنافس العمياء والأسماك والبرمائيات وجراد البحر وحتى الذباب الأعمى والعديم الأجنحة. الهواء في الكهوف مشبع بالرطوبة ، وبالتالي يمكن أن تعيش troglobionts في الماء وعلى الأرض.

وفقًا للعلماء ، غادرت الحيوانات والحشرات إلى الكهوف بسبب تغير المناخ على الأرض ، أي أثناء موجة البرد. وبالتالي ، فإن غالبية سكان الكهوف المعاصرين هم ممثلو العصور الماضية ، وهي أحافير حية لم تعد موجودة على السطح ، ولكنها احتفظت بمظهر وعادات آلاف السنين الماضية.

ومع ذلك ، فإن معظم عشاق الظلام يقضون جزءًا فقط من حياتهم تحت الأرض. على سبيل المثال ، الفراشات فقط في حالة سبات في الكهوف. وبعض الأنواع الليلية من الجنادب موجودة طوال اليوم. كان دب الكهف ملكًا لهم أيضًا ، لأن الكهف كان فقط مكانًا للراحة له. قضى الأسد والضبع وقتًا أقل في الكهوف. على عكس دب الكهف ، لم يذهبوا بعيدًا في أعماق الكهف ، لكنهم ظلوا عند المدخل.

كنوز الكهوف - لغز آخر وغموض الكهوف. لآلاف السنين ، تتحدث الأساطير والحكايات عن كنوز مخبأة في الكهوف. تم العثور على عظام الباحثين عن الكنوز المفقودة تحت الأرض أكثر من مرة. كنوز عزيزة... يسمى أحد الكهوف في جمهورية تاترا التشيكية كهف الباحثين عن الكنز. وكم عدد الأساطير التي تم تكوينها حول كنوز القراصنة المخبأة ، بما في ذلك الكهوف. لكن في كل أسطورة هناك ذرة من الحقيقة.

استنتاج

كان الهدف من بحثي هو الكهوف وألغازها ، وأهمها الهوابط والصواعد والركود ، وآلية تكوينها وإمكانية إنشائها في الحياة اليومية ، أي في المنزل. في بداية عملي ، كنت أنوي إجراء تجربة على هذه الزراعة. اعتقدت أنه من خلال دراسة طبيعة وآلية تشكيل الهوابط ، يمكنني أن أفعل الشيء نفسه بنفسي. لكن حتى في سياق البحث النظري ، أدركت أنه من المستحيل أن تنمو مقرنصات حقيقية في المنزل.

من أجل نمو الهوابط ، هناك حاجة إلى العديد من الشروط الأساسية للغاية. وهي كهف به ارتياح معين ومناخ محلي ، وتدفق مستمر للمياه ، ووجود ثاني أكسيد الكربون ، والأهم من ذلك ، عدة مئات وحتى آلاف السنين. لا تكفي حياة الإنسان لتكرار ظاهرة غير عادية وجميلة مثل الهوابط أو الصواعد. لا يزال هناك شيء واحد - لنعجب ونعتز به.

بناءً على نتائج بحثي ، يمكنني استخلاص الاستنتاج الرئيسي - هناك مثل هذا ظاهرة طبيعيةيجب على الإنسان أن يدرسها ويعتني بها ، ولكن ليس من الضروري على الإطلاق تكراره أو استخدامها في حياته. ربما سيخترع الناس في يوم من الأيام آلة الزمن أو مسرع الوقت وبعد ذلك سيكونون قادرين على تسريع العملية الطبيعية لنمو الهوابط بشكل مصطنع ، ولكن السؤال التالي الذي يطرح نفسه ، هل هذا ضروري؟

لماذا أحتاج هذه المعرفة؟ هل يمكن أن تكون مفيدة لي في حياتي؟ اعتقد نعم. وبشكل رئيسي من أجل فهم أفضل العالم، لرؤية وتقدير الجمال الذي تعرف الطبيعة كيف تخلقه. ومع ذلك - فجأة سيتغير المناخ على الكوكب بشكل كبير مرة أخرى وسيتعين على الناس العودة إلى الكهوف مرة أخرى. بهذه المعرفة ، سيكون من الأسهل بالنسبة لي التعود عليها ومساعدة الآخرين.

كهوف كارست- هي تجاويف تحت الأرض ، تكونت وأثخن من قشرة الأرض ، في مناطق توزيع صخور الهالوجين والكربونات القابلة للذوبان بسهولة ، والتي تخضع للضغط الميكانيكي والرشح ، يتم تدمير هذه الصخور تدريجياً ، مما يؤدي إلى تكوين أشكال كارستية مختلفة. من بينها ، أكثرها إثارة للاهتمام هي الأشكال الكارستية تحت الأرض - الكهوف والمناجم والآبار ، والتي تتميز أحيانًا بهيكل معقد للغاية. أحد الشروط الرئيسية تشكيلات الكهوف الكارستيةهو وجود الصخور الكارستية مع تنوع كبير في الصخر. من بينها صخور الكربونات (الحجر الجيري والدولوميت والطباشير والكتابة والرخام) والكبريتات (الجبس والأنهيدريت) والهاليد (الصخور وأملاح البوتاسيوم). تنتشر الصخور الكارستية على نطاق واسع. في العديد من الأماكن ، يتم تغطيتها بغطاء رقيق من الرواسب الرملية الحجرية أو تظهر مباشرة على السطح ، مما يعزز التطور النشط للعمليات الكارستية وتشكيل أشكال كارستية مختلفة. تتأثر شدة تكوين الكارست أيضًا بشكل كبير بسماكة الصخور وتكوينها الكيميائي وخصائص الفراش.

الماء هو باني الكهوف الكارستية

كما ذكرنا سابقًا ، فإن باني الكهوف الكارستية هو ماء... ومع ذلك ، لكي يذوب الماء الصخور ، يجب أن تكون قابلة للاختراق ، أي مكسورة. تكسير الصخورهي أحد الشروط الرئيسية لتطوير الكارستية. إذا كانت كتلة كتلة الكربونات أو الكبريتات متجانسة وتتكون من أنواع صخرية صلبة بدون تكسر ، فإنها لا تتأثر بعمليات الكارست. ومع ذلك ، فإن هذه الظاهرة نادرة ، حيث يتكسر الحجر الجيري والدولوميت والجبس في الطبيعة. الشقوق التي تقطع كتل الحجر الجيري لها أصول مختلفة. تخصيص الشقوق التفريغ الصخري والتكتوني والميكانيكي والتجوية... الأكثر شيوعًا هي الشقوق التكتونية ، والتي عادةً ما تقطع طبقات مختلفة من الصخور الرسوبية دون انكسار عند المرور من طبقة إلى أخرى ودون تغيير عرضها. يتميز التكسير التكتوني بتطور كسور عمودية معقدة بعرض 1-2 مم. تتميز أكبر تكسير وتكسر للصخور في مناطق الصدوع التكتونية. عند سقوطه على سطح الكتلة الكارستية ، يخترق هطول الأمطار في الغلاف الجوي من خلال شقوق من أصول مختلفة إلى أعماق هذه الكتلة الصخرية. تتدفق المياه عبر القنوات الجوفية ، وتتسرب من الصخور ، وتوسع تدريجيًا الممرات الجوفية ، وتشكل أحيانًا كهوفًا ضخمة. نقل المياه هو الشرط الثالث لتطوير العمليات الكارستية. بدون إذابة المياه وتدمير الصخور ، لن تكون هناك كهوف كارستية. هذا هو السبب في أن ميزات الشبكة الهيدروغرافية وأصالة النظام الهيدروجيولوجي تحدد إلى حد كبير درجة الكهوف في الطبقات الكارستية ، وشدة وظروف تطور التجاويف الجوفية.

أمطار ومياه ثلجية ذائبة

يتم لعب الدور الرئيسي في تكوين العديد من التجاويف الكارستية عن طريق التسلل والمطر المتضخم ومياه الثلج الذائبة. هذه الكهوف - أصل التآكل والتآكل، لأن تدمير الصخرة يحدث على حد سواء بسبب لها ترشيح كيميائيوعن طريق التآكل الميكانيكي. ومع ذلك ، لا ينبغي للمرء أن يعتقد أن هذه العمليات تحدث بشكل متزامن ومستمر. في مراحل مختلفة من تطور الكهوف وفي أجزاء مختلفة منها ، عادة ما تسود إحدى هذه العمليات. يرتبط تكوين بعض الكهوف كليًا بعمليات تآكل أو تآكل. هناك أيضًا كهوف مسببة للتآكل ، والتي تدين بأصلها إلى نشاط المياه الجليدية الذائبة في منطقة التلامس بين الكتلة الثلجية والصخور الكارستية. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، التجاويف العمودية الضحلة نسبيًا (حتى 70 مترًا) في شبه جزيرة القرم والقوقاز. نشأت العديد من الكهوف نتيجة انهيار السقف فوق تجاويف التعرية الجوفية المسببة للتآكل. تشكلت بعض التجاويف الطبيعية عن طريق رشح الصخور بواسطة المياه الارتوازية والمعدنية والحرارية التي تصعد على طول الشقوق. وبالتالي ، يمكن أن تكون الكهوف الكارستية ذات أصل تآكل ، تآكل ، تآكل ، تآكل ، تآكل ، جاذبية تآكل (فشل) ، أصل حراري مائي وغير متجانس.

ماء التكثيف

بالإضافة إلى التسرب والتضخم ومياه الضغط ، تلعب مياه التكثيف أيضًا دورًا معينًا في تكوين الكهوف ، والتي تتسبب في تآكلها على جدران وسقف الكهوف ، مما يخلق أنماطًا غريبة. على عكس التيارات الجوفية ، تؤثر مياه التكثيف على سطح التجويف بالكامل ، وبالتالي تؤثر على ذلك أعظم تأثيرعلى مورفولوجيا الكهوف. تتميز الظروف المواتية بشكل خاص لتكثيف الرطوبة بتجاويف صغيرة تقع على عمق كبير من السطح ، نظرًا لأن كمية رطوبة التكثيف تتناسب بشكل مباشر مع كثافة تبادل الهواء وعكسًا لحجم التجويف. أظهرت الملاحظات التي أجريت في

الكهوف هي تجاويف تكونت في القشرة العلوية للأرض نتيجة العمليات الطبيعية. هذه هي الطريقة التي تصف بها اللغة العلمية هذه الأشياء الغامضة بطريقة عرضية. ومع ذلك ، فإن خبراء الكهوف الحقيقيين سيكون لديهم دائمًا كلمات حية لهم.

لذلك ، على سبيل المثال ، تحدث عنهم ألفريد بيجلي ، مستكشف الكهوف السويسري: "يوجد تحت سطح الأرض في ظلام دامس عالم ضخم يمكننا الحديث عن قارة جديدة".

الكائن الجغرافي. معنى الكهوف

لا يمكن المبالغة في تقدير أهمية الكهوف للبشر. بعد كل شيء ، كانت الكهوف هي أول منازل البدائيين ، لذلك فإن الكشف عن الأسرار التي تحتفظ بها الكهوف يساعد على إضافة الألغاز المفقودة إلى صورة تاريخ الإنسان وتطوره.

تتجلى القيمة المعرفية العظيمة للكهوف من خلال الزيادة العقود الاخيرةالاهتمام بعلم الكهوف من الباحثين والسياح والمغامرين. في جميع أنحاء العالم ، يتزايد عدد الكهوف المعدة للزيارات السياحية.

قيمة كبيرة ل الزراعةلها تجاويف كهفية كارستية ، حيث يؤدي وجودها إلى خروج المياه الجوفية إلى عمق كبير ، وتجفيف الطبقات العليا من التربة ، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند التخطيط للعمل الزراعي. وبعض الكهوف ذات المناخ المحلي الذي يتميز بدرجات حرارة منخفضة للغاية تستخدم "ثلاجات" كبيرة لتخزين المواد الغذائية والمواد المختلفة.

الكهوف ذات أهمية كبيرة لاستخراج والبحث عن المعادن المختلفة وبعض خامات الحديد.

خصائص الكهوف

الكهوف محمية من العالم الخارجي ، وتتمتع بمناخ داخلي ثابت وتتطور ببطء شديد. هذه الخصائص تجعلها لا تقدر بثمن بالنسبة لعلم الآثار: فقد حافظت الكهوف لنا على بقايا القدماء وعظام الحيوانات المنقرضة وحبوب اللقاح النباتية.

Speleofauna ليست شديدة التنوع ، ومع ذلك هناك حيوانات ونباتات تستقر بشكل رئيسي في الكهوف أو فيها فقط. هذه خفافيش ، تتنقل بشكل مثالي حتى في أطول الممرات تحت الأرض وأكثرها تعقيدًا ، وبعض الحشرات والروبيان والقشريات الأخرى والعناكب والأسماك والسمندل. غالبًا ما يكون سكان الكهوف ، المتكيفين مع الظلام الدامس ، أعمى تمامًا وخالٍ من الصبغة.

تنقسم رواسب الكهوف إلى ميكانيكية وكيميائية. الرواسب الميكانيكية هي الطين والحطام والرمل والحصى. كيميائي - الهوابط والصواعد التي تزين صالات الكهوف القديمة.

أنواع الكهوف

موجود مصطنع(من صنع الإنسان) و طبيعي >> صفة(تشكلت بواسطة عمليات طبيعية) الكهوف. تصنف الكهوف الطبيعية حسب المنشأ (عملية رائدة) إلى الأنواع الخمسة التالية.

كارست.أكبر مجموعة. هم أجمل وأعمق وأطول. عملية تكوينها هي نتيجة لانحلال الصخور المختلفة في الماء (الجبس ، الحجر الجيري ، الطباشير ، الملح ، الرخام ، إلخ). في الكهوف الكارستية تتشكل الهوابط والصواعد ، وكذلك المروحيات والعقيق الكهفي المذهل.

تآكل... تتشابه في عملية التكوين مع تلك الكارستية ، ومع ذلك ، تتشكل كهوف التعرية نتيجة للتآكل الميكانيكي ، أي مغسول بالماء الذي يحتوي على حبيبات صلبة (رمل ، شظايا حجرية ، إلخ). غالبا ما تتشكل بواسطة الساحل.

التكتونية... تشكلت في مواقع الصدوع التكتونية. الأكثر شيوعًا على جوانب وديان الأنهار التي تنحدر بعمق في الهضبة.

بركاني... يتكون على النحو التالي: أثناء ثوران بركاني ، يتدفق تدفق الحمم البركانية ، ويبرد ، ويصبح مغطى بقشرة ، مكونًا أنبوب الحمم البركانية. داخل الأنبوب ، تستمر الحمم في التدفق لفترة من الوقت ، مما يؤدي إلى تكوين تجويف. كما تشكل الكهوف البركانية فتحات البراكين.

الجليدية... تشكلت في جسم الأنهار الجليدية. بين الكهوف الجليدية ، توجد كهوف تشكلت من ذوبان المياه ، وكهوف تشكلت في أنهار جليدية في المكان الذي تظهر فيه المياه تحت الجليدية وداخلها ، وكذلك الكهوف التي تشكلت في الأنهار الجليدية في الأماكن التي تظهر فيها الينابيع الحرارية تحت الجليدية.

أكبر الكهوف

(كهف سيونغ دونغ)

أكبر كهف في العالم هو كهف افتتح في عام 2009 شوندونغالخامس وسط فيتنام(مقاطعة كوانغ بينه). معروف أفضل ولكنه أصغر كهف الماموث، وتقع في ولاية كنتاكي ، الولايات المتحدة الأمريكية. إنه نظام من الكهوف الكارستية تكونت في طبقة من الحجر الجيري.

في روسيا ، الأطول هو بوتوفسكاياالتي يصل طولها إلى 60 كم. رومانيا لديها كهف متحرك- أحد الكهوف الثلاثة في العالم ، تشكلت نتيجة تأثير حامض الكبريتيك على الصخور. الكهف فريد من نوعه لأنه نظام بيئي مغلق ، معزول عن النظام البيئي للأرض.

أعمق كهف

(كهف كروبيرا)

أعمق كهف في العالم - كهف كروبيراأو كرو- تقع في أبخازيا (غاغرا ريدج). يتفرع الكهف إلى فرعين: عمق أحدهما 2،196 م وعمق الآخر 1،300 م تم اكتشافه عام 1960.

أطول كهف

الأطول في العالم هو الذي سبق ذكره أعلاه نظام الكهف الماموث(كنتاكي ، الولايات المتحدة الأمريكية). يبلغ طوله 627644 م ، ويقع الكهف الضخم في سفوح جبال الأبلاش الغربية وفي الجزء الذي تم فحصه يوجد 20 قاعة كبيرة ، نفس العدد من المناجم العميقة وحوالي 225 ممرًا تحت الأرض.

قبل الإجابة على السؤال "كيف تتشكل الكهوف؟" ، عليك أن تفهم ما هي الكهوف وما هي.

الكهوف هي مساحات فارغة في تشكيلات صخرية تحت الأرض أو تحت الماء ، وكذلك فوق الأرض. توجد كهوف من خلال عدة ثقوب أو بها ثقب واحد. وهي مقسمة إلى أفقي ورأسي ومائل ومستوى واحد أو متعدد المستويات. حجم الكهف يختلف أيضا. يحدث أن الكهف يمتد لعدة كيلومترات ، يرتفع أو ينخفض ​​حتى تحت مياه نهر تحت الأرض. لكن الاختلاف الرئيسي بين كهف وآخر هو المادة التي صنعوا منها والطريقة التي تشكلوا بها.

أكبر مجموعة من الكهوف هي كارست. وهي مقسمة إلى كهوف من الرخام ، والملح ، والكهوف البلورية ، والجبس ، والحجر الجيري ، وغيرها. تتشكل هذه الكهوف بسبب انحلال الصخور المختلفة في الماء ، والعديد منها له مقرنصات وصواعد خاصة به.

يجادل أنصار التطور أن العامل الرئيسي وراء هذه الكهوف هو المياه الجوفية الكربونية التي تتسرب من خلال الشقوق على طول طبقات الحجر الجيري. هذه العملية ، في رأيهم ، تستغرق ملايين السنين. لكن في الآونة الأخيرة ، أصبح معروفًا عاملاً آخر يغسل الكهوف بشكل أسرع - وهو حمض الكبريتيك.

هناك أيضًا كهوف تآكل بالمياه (على طول الساحل) ، والتي تغسلها المياه ميكانيكيًا بحبيبات كبيرة من الرمل ، وشظايا من الحجارة ، وما إلى ذلك. تتشكل الكهوف التكتونية على جوانب الأنهار في أماكن الصدوع التكتونية.

تظهر الكهوف البركانية أثناء الانفجارات البركانية ، عندما تتصلب الحمم البركانية ، مما يخلق نوعًا من الأنابيب التي تتدفق عبرها أكثر ، وتشكل الفراغات. الكهوف البركانية هي أيضا بركانية. أثناء الطوفان العالمي ، المسمى بطوف نوح في الكتاب المقدس ، حدث نشاط بركاني في جميع أنحاء العالم ، ونتيجة لذلك تشكلت العديد من الكهوف من هذا النوع بسرعة كبيرة.

معهد موسكو الحكومي للصلب والسبائك

فرع فيكسا

(جامعة التكنولوجيا)

ملخص الموضوع

فيزياء الكريستال

حول موضوع: "تشكيل الكهوف والكارستيات"

الطالب: Pichugin A.A.

المجموعات: MO-07 (MCHM)

المحاضر: Lopatin D.V.

موسكو 2008

أنا. معلومات عامةحول الكهوف والكارست

ثانيًا. فرضية حول أصل المناطق الكارستية

ثالثا. شروط تكوين الكهوف

رابعا. أنواع الكهوف:

1. كهوف كارست

2. الكهوف التكتونية

3. كهوف التعرية

4. الكهوف الجليدية

5. كهف الحمم البركانية

خامسا الكهوف في إقليم بايكال

السادس. كهف Kyzilyarovskaya سميت باسم ج. ماكسيموفيتش.

معلومات عامة عن الكهوف والكارستية

كارست(من الألمانية كارست ، نسبة إلى اسم هضبة جبال الألب من الحجر الجيري كراس في سلوفينيا) ، هي مجموعة من العمليات والظواهر المرتبطة بنشاط المياه ويتم التعبير عنها في انحلال الصخور وتشكيل الفراغات فيها ، وكذلك أشكال غريبة من التضاريس التي تنشأ في المناطق المكونة من الصخور القابلة للذوبان في الماء بسهولة نسبيًا (الجبس والحجر الجيري والرخام والدولوميت والملح الصخري).

تعتبر التضاريس السلبية هي الأكثر شيوعًا في الكارست. حسب الأصل ، يتم تقسيمها إلى أشكال تتشكل عن طريق الانحلال (السطحي والجوفي) ، والتآكل والمختلط. حسب التشكل ، تتميز التشكيلات التالية: كار ، آبار ، مناجم ، مجاري ، حفر ، وديان كارستية عمياء ، وديان ، بوليا ، كهوف كارستية ، قنوات كارستية تحت الأرض. لتطوير العملية الكارستية ، فإن الشروط التالية ضرورية: أ) وجود سطح مستوٍ أو مائل قليلاً بحيث يمكن للماء أن يركد ويتسرب إلى الداخل من خلال الشقوق ؛ ب) يجب أن يكون لطبقة الصخور الكارستية سماكة كبيرة ؛ ج) يجب أن يكون مستوى المياه الجوفية منخفضًا بحيث يكون هناك مساحة كافية للحركة الرأسية للمياه الجوفية.

من خلال عمق مستوى المياه الجوفية ، تتميز الكارستية العميقة والضحلة. هناك أيضًا كارست "جرداء" أو كارست متوسطي ، حيث تكون التضاريس الكارستية خالية من التربة والغطاء النباتي (على سبيل المثال ، جبل القرم) ، وكارست أوروبا "المغطاة" أو الكارستية في أوروبا الوسطى ، حيث يتم الحفاظ على قشرة التجوية والتربة. تم تطوير الغطاء النباتي.

يتميز Karst بمجموعة من أشكال التضاريس السطحية (الحفر ، والكار ، والأحواض ، والمجوف ، والكهوف ، وما إلى ذلك) وتحت الأرض (الكهوف الكارستية ، والمعارض ، والتجاويف ، والممرات). انتقالية بين الأشكال السطحية والجوفية - الآبار الكارستية الضحلة (حتى 20 م) والأنفاق الطبيعية والمناجم أو المجاري. تسمى المجاري الكارستية أو عناصر أخرى من الكارست السطحية ، والتي من خلالها تتدفق المياه السطحية إلى النظام الكارستي ، بسمات ponors.

كارست ، هضاب الحجر الجيري - مجموعة من المخالفات ، نتوءات صخرية محدبة ، المنخفضات ، الكهوف ، الجداول المختفية والمصارف الجوفية. يحدث في الصخور القابلة للذوبان في الماء والمتجوية. هذه العملية نموذجية بالنسبة للحجر الجيري وكذلك في المناطق التي يتم فيها غسل الصخور. توجد العديد من الأنهار تحت الأرض ، وهناك أيضًا العديد من الكهوف والكهوف الكبيرة. يمكن أن تنهار أكبر الكهوف وتشكل ممرًا أو مضيقًا. تدريجيا يمكن غسل كل الحجر الجيري. سميت هذه الظاهرة على اسم هضبة كارست في يوغوسلافيا السابقة. يتم تمثيل أنظمة الكارست النموذجية على نطاق واسع في جبال القرموفي جبال الأورال.

يمكن رؤية الكارست في جبال الألب الغربية ، في جبال الأبلاش (الولايات المتحدة الأمريكية) وفي جنوب الصين لأن طبقات الصخور الجيرية ، التي تتكون في البداية من طبقة من الكالسيت (كربونات الكالسيوم) ، يصل سمكها إلى 200 متر ، والتي تم غسلها جزئيًا بعيدا عن طريق الماء. ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي المذاب في المطر وساهم في تكوين حمض الكربونيك الضعيف ، والذي بدوره ساهم في تآكل الصخور ، خاصة على طول خطوط وطبقات الانقسام ، مما زادها إلى تكوين الكهوف الكارستية والوديان الناتجة عن الانهيار. من جدران الكهوف ، والتي ، مع مزيد من التطوير للعملية ، يمكن أن تتحول إلى وديان ، وأخيراً ، تبقى بقايا الحجر الجيري التي لم تتعرض للتآكل ، وهي سمة من سمات المناظر الطبيعية الكارستية.

كهف- تجويف طبيعي في الطبقة العليا من قشرة الأرض ، يتصل بسطح الأرض عن طريق واحد أو أكثر من فتحات المخارج ، ويمكن المرور منه للبشر. أكبر الكهوف عبارة عن أنظمة معقدة من الممرات والقاعات ، ويبلغ طولها الإجمالي في الغالب عدة عشرات من الكيلومترات. الكهوف هي موضوع دراسة علم الكهوف.

يمكن تقسيم الكهوف إلى خمس مجموعات حسب أصلها. هذه هي الكهوف التكتونية ، وكهوف التعرية ، والكهوف الجليدية ، والكهوف البركانية ، وأخيرًا أكبر مجموعة ، الكهوف الكارستية. الكهوف ، في الجزء المدخل ، ذات الشكل المناسب (المدخل الأفقي الواسع) والموقع (بالقرب من الماء) استخدمها القدامى كمساكن مريحة.

فرضية حول أصل مناطق كارست

على وجه التحديد ، هناك فرضية أن:

في العصور القديمة ، منذ 300-400 مليون سنة ، حدثت عملية نمو وموت الكائنات الحية في مياه البحر ، باستخدام الكالسيوم بشكل مكثف لبناء أصدافها. في هذه الحالة ، كان الماء عبارة عن محلول مشبع من كربونات الكالسيوم. غرقت القذائف الميتة في القاع وتراكمت مع الرواسب التي ترسبت من المحلول نتيجة التغيرات المناخية ؛

على مدى مليون عام ، تراكمت كتلة من الحجر الجيري في الطبقات السفلية ؛

تحت الضغط ، غيرت رواسب الحجر الجيري هيكلها ، وتحولت إلى حجر يرقد في طبقات أفقية ؛

في وقت تحرك القشرة الأرضية ، انحسر البحر ، وأصبح القاع السابق أرضًا جافة ؛

كان هناك سيناريوهان محتملان لتطور الأحداث: 1) ظلت الطبقات أفقية تقريبًا وغير مضطربة (بالقرب من موسكو) ؛ 2) انتفاخ القاع لتشكيل الجبال ، بينما تم انتهاك سلامة طبقات الحجر الجيري ، وتشكلت العديد من الشقوق والصدوع المستعرضة. هذه هي الطريقة التي تم بها تشكيل المنطقة الكارستية المستقبلية.

تدعم هذه الفرضية اكتشافات بقايا أصداف قديمة وكائنات حية سابقة أخرى في كتلة الحجر الجيري. مهما كان الأمر ، فمن الواضح أن الكهوف والصخور التي تتشكل فيها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالحياة القديمة على الأرض.

شروط تكوين الكهوف

هناك ثلاثة شروط رئيسية لتشكيل الكهوف الكارستية:

1. وجود الصخور الكارستية.

2. وجود عمليات بناء الجبال ، حركات القشرة الأرضية في منطقة توزيع الصخور الكارستية ، نتيجة لذلك - وجود تشققات في الكتلة الصخرية.

3. وجود مياه متداولة عدوانية.

بدون أي من هذه الشروط ، لن يحدث تكوين الكهوف. ومع ذلك ، يمكن فرض هذه الشروط الضرورية على السمات المحلية للمناخ ، وهيكل التضاريس ، ووجود الصخور الأخرى. كل هذا يؤدي إلى ظهور الكهوف بمختلف أنواعها... حتى في نفس الكهف ، هناك عناصر "مكونة" مختلفة تتشكل بطرق مختلفة. العناصر المورفولوجية الرئيسية للكهوف الكارستية وأصلها.

العناصر المورفولوجية للكهوف الكارستية:

الهاوية العمودية والأعمدة والآبار ،

الكهوف الأفقية المنحدرة ، والتعرجات ،

متاهات.

تنشأ هذه العناصر اعتمادًا على نوع الاضطراب في سمك الكتلة الكارستية.

أنواع الانتهاكات:

العيوب والعيوب والشقوق:

التصفيف

على حدود الصخور الكارستية وغير الكارستية ،

التكتونية (عادة عرضية) ،

شقوق الارتداد الجانبي المزعومة.

رسم تخطيطي لتكوين العناصر الرأسية للكهوف (آبار ، مناجم ، هاوية): ترشيح.

تتشكل الآبار عند تقاطع الشقوق التكتونية - في أضعف نقطة ميكانيكيًا في الكتلة الصخرية. يتم امتصاص الماء من هطول الأمطار في الغلاف الجوي هناك. ويذوب ببطء الحجر الجيري. على مدى ملايين السنين ، توسع المياه من الشقوق وتحولها إلى آبار. هذه منطقة دوران المياه الجوفية العمودية

الآبار Nival (من على سطح الصفيف):

في فصل الشتاء ، تسد الشقوق بالثلج ، ثم تذوب ببطء ، هذه مياه عدوانية ، تتآكل بشكل مكثف وتوسع الشقوق ، وتشكل آبارًا من سطح الأرض.

تشكيل ممرات مائلة أفقيًا:

الماء ، بعد أن اخترق طبقة الصخور الكارستية ، يصل إلى صدع الفراش ويبدأ بالانتشار على طول مستوى "سقوط" الطبقات. تتم عملية النض ، ويتم تشكيل مسار شبه أفقي. ثم سيصل الماء إلى التقاطع التالي للشقوق التكتونية وسوف يتشكل بئر أو حافة رأسية مرة أخرى. أخيرًا ، ستصل المياه إلى حدود الصخور الكارستية وغير الكارستية ثم تنتشر فقط على طول هذه الحدود. عادة ما يكون هناك نهر تحت الأرض يتدفق بالفعل هنا ، وهناك شفاطات. هذه منطقة دوران أفقي للمياه الجوفية.

تشكيل القاعة.

تم العثور على القاعات في مناطق الصدع - الاضطرابات الميكانيكية الكبيرة للكتلة الصخرية. القاعات هي نتيجة عمليات بناء الجبال المتناوبة ، والرشح ، وبناء الجبال مرة أخرى (الزلازل ، والانهيارات الأرضية).

يحدث أن يتم تضمين آليات إضافية:

الإزالة الميكانيكية لحطام الصخور عن طريق تدفقات المياه ،

تأثير المياه الحرارية المضغوطة (كهف آثوس الجديد).