Karstiluolat Venäjällä. Maailman karstiluolat

Luola - luonnollinen onkalo maankuoren yläpaksuudessa, joka on yhteydessä maan pintaan yhden tai useamman ihmisille sopivan ulostulon kautta. Suurimmat luolat ovat monimutkaisia käytävien ja hallien järjestelmiä, joiden kokonaispituus on usein jopa useita kymmeniä kilometrejä. Luolat ovat speleologian tutkimuksen kohde.

Luolat voidaan jakaa alkuperänsä mukaan viiteen ryhmään. Näitä ovat tektoniset luolat, eroosioluolat, jääluolat, vulkaaniset luolat ja lopuksi suurin ryhmä, karstiluolat. Muinaiset ihmiset käyttivät mukavia asuntoja sisäänkäynnin osassa olevia luolia, joilla oli sopiva morfologia (vaakasuora tilava sisäänkäynti) ja sijainti (lähellä vettä).

Jos katsot luolia geologian näkökulmasta, ne ovat vain onteloita maankuoressa, mutta luolat pelasivat tärkeä rooli Ihmiskunnan kehityksessä ja ihmisen tuntemattoman pelon ansiosta monia planeetan luolia ei ole vielä tutkittu perusteellisesti. Monissa luolissa on säilytetty ensimmäisten ihmisten niin kutsuttuja "kalliopiirroksia", joiden avulla on mahdollista ymmärtää maan muinaisten asukkaiden elämää ja kulttuuria. Monet luolat ovat kiinnostavia speleofaunansa ja monipuolisen speleo-sisustusnsa vuoksi. Kivi, johon luolat syntyvät, on kalkkikiveä. Tämä on pehmeä kivi, jonka voi liuottaa heikko happo. Kalkkikiveä hajottava happo tulee sadevedestä. Putoavat sadepisarat ottavat hiilidioksidia ilmasta ja maaperästä. Tämä hiilidioksidi muuttaa veden hiilidioksidiksi.

Vuoristoluolat eivät ole ainoita luolia. Rannikolla on myös esimerkiksi meriluolia, jotka ovat syntyneet roiskuvien aaltojen vaikutuksesta rannikon kivikallioille. Aallot rikkoivat kiviä. Ne tuhoutuivat ja heikensivät vuosi vuodelta myös kiviä ja hienoa hiekkaa. Luolien tyypit

Karstiluolat

Suurin osa näistä luolista. Juuri karstiluolilla on suurin pituus ja syvyys. Luolia muodostuu kivien liukenemisesta veteen. Siksi karstiluolia löytyy vain siellä, missä esiintyy liukoisia kiviä: kalkkikiveä, marmoria, dolomiittia, liitua sekä kipsiä ja suolaa.

Kalkkikivi ja vielä enemmän marmori liukenee erittäin huonosti puhtaaseen tislattuun veteen. Liukoisuus kasvaa useita kertoja, jos veteen on liuennutta hiilidioksidia (ja se liukenee aina veteen, luonnossa), mutta kalkkikivi liukenee silti hieman verrattuna esimerkiksi kipsiin tai sitä paitsi suolaan. Mutta käy ilmi, että tällä on positiivinen vaikutus laajennettujen luolien muodostumiseen, koska kipsi- ja suolaluolat eivät vain muodostu nopeasti, vaan myös nopeasti romahtavat.

Tektonisilla halkeamilla ja vaurioilla on valtava rooli luolien muodostumisessa. Tutkittujen luolien karttojen perusteella voidaan hyvin usein nähdä, että käytävät rajoittuvat pinnalla näkyviin tektonisiin vaurioihin. Tietysti myös luolan muodostumista varten tarvitaan riittävä määrä vesisateita, onnistunut helpotusmuoto: suurelta alueelta sadetta pitäisi pudota luolaan, luolan sisäänkäynnin tulee sijaita huomattavasti korkeammalla kuin paikka, johon pohjavesi lasketaan jne.

Karstprosessien kemia on sellainen, että usein vesi, liuotettuaan kiven, laskee sen hetken kuluttua takaisin muodostaen ns. sintrausmuodostelmat: stalaktiitit, stalagmiitit, heliktiitit, verhot jne.

Maailman pisin Mammoth-luola Yhdysvalloissa on upotettu kalkkikiveen. Sen reittien kokonaispituus on yli 500 km. Pisin kipsin luola on Optimistic, Ukrainassa, ja sen pituus on yli 200 km. Tällaisten pitkien luolien muodostuminen kipsissä liittyy erityiseen kivijärjestelyyn: luolaa ympäröivät kipsikerrokset peitetään ylhäältä kalkkikivellä, minkä vuoksi holvit eivät romahda. Venäjän pisin luola - Botovskajan luola, yli 60 km pitkä, on laskettu kalkkikiveen, joka sijaitsee Irkutskin alueella, Lena-joen valuma-alueella. Hieman sitä huonompi on Bolshaya Oreshnaya - karstiluola ryhmittymissä Krasnojarskin alueella. Planeetan syvimmät luolat ovat myös karsteja: Krubera-Voronya (-2191 m), Snezhnaya (-1753 m) Abhasiassa. Venäjällä syvin luola on Throat Barloga (-900 m) Karatšai-Tšerkessiassa. Kaikki nämä ennätykset muuttuvat jatkuvasti, vain yksi asia on muuttumaton: karstiluolat ovat johtoasemassa.

Eräänä kesänä löysin itseni luolasta ensimmäistä kertaa ja kuuluisassa Petralonan luolassa, joka sijaitsee Pohjois-Kreikassa. Tällä luolalla on suuri merkitys antropologian ja paleontologian alalla - kreikkalaisten tutkijoiden mukaan täältä löydettiin Euroopan vanhimman neandertalilaisen ihmisen luuranko, joka asui Euroopassa yli 700 tuhatta vuotta sitten. Ja siitä lähtien kysymys ihmiskunnan kehdosta, josta ihmiskunta kuitenkin sai alkunsa, on ollut kiistanalainen lukuisista tutkimuksista ja kerätyistä todisteista huolimatta.

Mutta ennen kaikkea tämä kreikkalainen luola iski minuun koolla ja kauneudellaan. Täällä näin ensimmäistä kertaa luolajärven, tippukivikivipylväitä, stalagmiitteja ja stalagnaatteja. Kulkiessani tämän luolan hallista saliin, ajattelin, kuinka niin tapahtuu, että "jääpuikot" - tippukivikivi - roikkuvat ylhäältä. Miksi niillä on niin outoja muotoja, eivätkä ne sula? Ja alla, kuten puut, kasvavat muut "jääpuikot" - stalagmiitit. Mistä ne kasvavat, jos ympärillä on kiviä? Mikseivät pudota? Miksi ne ovat samanaikaisesti kovia ja hauraita, mutta kosketettaessa märkiä? Mitä jos kasvatat stalagmiittia tai tippukiviä kotona ja sisustat huoneesi? Vai voiko sellaisesta uteliaisuudesta olla hyötyä jokapäiväisessä elämässä?

Kotiin palattuani päätin tutkia asiaa. Ja minun oli aloitettava näiden hämmästyttävien luolamuodostelmien "elinympäristön" tutkiminen - itse luolista. Täällä oli myös paljon mielenkiintoista ja jännittävää. Minulla oli vielä alkuperäinen idea ja tieto kreikkalaisessa luolassa käynnin jälkeen. Oppaamme oli erittäin mielenkiintoinen ja kertoi yksityiskohtaisesti luolasta, jossa olin. Mutta miten itse luolat syntyvät? Ja miksi juuri niissä, eikä missään muualla, ilmestyy tippukivikiviä ja stalagmiitteja? Mistä nämä stalaktiitit on tehty?

Tutkimukseni aikana jouduin tutkimaan asetettujen tehtävien ratkaisemiseksi tieteellisiä artikkeleita ja speleologisen tutkimuksen tuloksia. Speleologia on tiede, joka käsittelee luolien tutkimusta. Lisäksi päätin tehdä kokeen stalaktiitin kasvattamiseksi kotona.

Ja ymmärtääkseni stalaktiittien ja stalagmiittien luonteen minun piti ensin oppia kaikki luolista - mitä ne ovat ja miten ne muodostuvat? Löysin tarvittavat teoreettiset tiedot tietosanakirjoista ja Internet-sivuilta.

Luolat. Heidän koulutuksensa.

Luola on maankuoren yläpaksuudessa oleva luonnollinen onkalo, joka on yhteydessä maan pintaan yhden tai useamman henkilön kulkureitin kautta. Suurimmat luolat ovat monimutkaisia käytävien ja hallien järjestelmiä, joiden kokonaispituus on usein useita kymmeniä kilometrejä. Luolat ovat speleologian tutkimuksen kohde.

Luolat on pitkään liitetty ihmisen kehityksen historiaan. Jo kivikaudella luolat pelastivat ihmisiä talven kylmiltä. Mutta jopa sen jälkeen, kun muinaiset ihmiset lakkasivat käyttämästä luolia asuina, luolia ympäröi epätavallisen ja omituisen aura. Kreikkalaiset uskoivat, että luolat olivat heidän jumaliensa - Zeuksen, Panin, Dionysioksen ja Pluton - temppeleitä. SISÄÄN antiikin Rooma Uskottiin, että luolissa asui nymfit ja noidat. Muinaiset persialaiset ja muut kansat uskoivat, että kaikkien maallisten henkien kuningas Mithras asuu luolissa. Nykyään suuret ja kauniit luolat houkuttelevat turisteja.

Luonnossa ei ole kahta identtistä luolaa. Luolia muodostuu eri tavoin. Kaikki maailman suurimmat luolat on kuitenkin muodostettu samalla tavalla. Joitakin suuria luolia alettiin luoda 60 miljoonaa vuotta sitten. Vettä satoi, joet tulvivat yli ja monoliittiset vuoret romahtivat hitaasti, ja kukkuloiden, vuorten ja kallioiden sisälle ilmestyi suuria tyhjiöitä (Liite 1).

Kivi, johon luolat syntyvät, on kalkkikiveä. Tämä on pehmeä kivi, jonka voi liuottaa heikko happo. Kalkkikiveä hajottava happo tulee sadevedestä. Putoavat sadepisarat ottavat hiilidioksidia ilmasta ja maaperästä. Tämä hiilidioksidi muuttaa veden hiilidioksidiksi.

Siksi happosateet kastelivat kalkkikiveä miljoonia vuosia. Ne tippui jatkuvasti vuorille, ja niihin alkoi ilmestyä halkeamia. Ja sateet jatkoivat kaatamista. Vesi virtasi laajentaen halkeamia. Hän löysi uusia halkeamia monoliitista. Halkeamat laajenivat tunneleiksi. Tunnelit ylittyivät, markkinarakoja ilmestyi. Miljoonien vuosien jälkeen luolat ottivat muotonsa. Ja vesi teki luolista yhä suurempia.

Joidenkin luolien katossa on reikiä (Liite 2). Ne muodostuivat paikkaan, jossa vesi kerran kertyi, joka sitten murtautui luolaan. Luolissa on rivejä gallerioita, jotka kulkevat päällekkäin. Vesivirrat virtaavat joidenkin luolien läpi, toisissa - niiden muodostumisen jälkeen vesi laskee ja luola kuivuu.

Luolia on piilotettu kaikkialla: vuoristossa, vain kivisessä maaperässä, joka koostuu pehmeistä kivistä. Luolia ei rakentaa vain vesi, vaan myös tuuli, ja merisurffaa ja tulivuoren laava. Luolia jää jäljelle kivisuolan louhinnan jälkeen. Siellä on myös jääluolia, mutta ne ovat lyhytikäisiä.

Luolien tyypit.

Luolat voidaan jakaa alkuperänsä mukaan viiteen ryhmään. Nämä ovat tektonisia, merellisiä, jäätiköitä, vulkaanisia ja lopuksi suurin ja yleisin ryhmä, karstiluola.

Tektonisia luolia voi esiintyä missä tahansa kivissä tektonisten vaurioiden muodostumisen seurauksena. Yleensä tällaisia luolia löytyy syvälle tasangolle leikattujen jokilaaksojen sivuilta, kun valtavia kivimassoja irtoaa sivuilta muodostaen halkeamia (sherlops), jotka puolestaan yleensä yhtyvät syvyyden kanssa kiilaksi. Joskus ne muodostavat melko syviä, jopa 100 metrin syvyisiä pystyluolia. Tämäntyyppiset luolat ovat yleisiä Itä-Siperiassa.

Meriluolat syntyivät roiskuvien aaltojen vaikutuksesta rannikon kivikallioille (Liite 3). Meren aallot, jotka sisälsivät kiinteän materiaalin rakeita (kiviä, hienoa hiekkaa), liuottivat kallioita. Ne tuhoutuivat ja surffasivat vuosi vuodelta. Erilliset luolat sijaitsevat veden alla. Ne ovat yleensä seurausta pohjaveden toiminnasta, huuhtelemalla pois pehmeitä kiviä, esimerkiksi samaa kalkkikiveä.

Jääluolia löytyy monista jäätiköistä, ja ne muodostuvat jäätiköiden sisälle sulamisveden vaikutuksesta (Liite 4). Jäätikkö imee sulamisvettä suuria halkeamia pitkin tai halkeamien risteyskohdassa. Samaan aikaan muodostuu käytäviä, joita pitkin ihminen voi joskus kulkea. Tällaiset luolat ovat hyvin muotoiltuja ja ulottuvat 100 metrin syvyyteen tai enemmän. Vuonna 1993 löydettiin ja tutkittiin jättiläinen jäätikkökaivo "Izotrog", jonka syvyys oli 173 metriä.

Erityinen jäätikoluolatyyppi on luolia, jotka on muodostettu jäätikössä siihen kohtaan, josta maanalaiset lämpövedet tulevat ulos. Koska vesi on kuumaa, se pystyy tekemään suuria gallerioita. Tällaiset luolat eivät sijaitse itse jäätikössä, vaan sen alla, koska jää sulaa alhaalta. Lämpöjääluolia löytyy Islannista ja Grönlannista, ja ne saavuttavat huomattavia kokoja.

Tulivuorenpurkauksissa esiintyy tulivuorenpurkauksia tai laavaluolia (Liite 5). Jäähtyvä laavavirtaus peittyy kiinteällä kuorella muodostaen laavaputken, jonka sisällä vielä virtaa sulaa kiviä. Kun purkaus on itse asiassa jo päättynyt, laava virtaa ulos putkesta alapäästä ja putken sisään jää ontelo. On selvää, että laavaluolat sijaitsevat aivan pinnalla, ja usein katto romahtaa.

Laavaluolat voivat kuitenkin olla erittäin suuria. Esimerkiksi Kazumuran luola Havaijilla - 65,6 km pitkä ja 1100 metriä syvä. Ja maailman suurin vulkaaninen luola Cueva de Loe Verdes sijaitsee yhdellä Kanariansaarista.

Karstiluolat ovat suurin osa tällaisista luolista (Liite 6). Juuri karstiluolilla on suurin pituus ja syvyys.

Luolia muodostuu kivien liukenemisesta veteen. Siksi karstiluolia löytyy vain siellä, missä esiintyy liukoisia kiviä: kalkkikiveä, marmoria, liitua, kipsiä ja suolaa. Kalkkikivi ja vielä enemmän marmori liukenee erittäin huonosti puhtaaseen tislattuun veteen. Liukoisuus kasvaa useita kertoja, jos veteen on liuennutta hiilidioksidia, ja luonnossa se on aina liuennut veteen. Kuitenkin kalkkikivi liukenee huonosti verrattuna esimerkiksi kipsiin tai lisäksi suolaan. Mutta käy ilmi, että tällä on positiivinen vaikutus laajennettujen luolien muodostumiseen, koska kipsi- ja suolaluolat eivät vain muodostu nopeasti, vaan myös nopeasti romahtavat.

Luolat ovat erityinen maailma, jonka pinnalla ei ole analogeja. Luolissa ei ole talvea eikä kesää. Lämpötila on aina sama. Kylmissä luolissa se vaihtelee +2 - +8 astetta ja lämpimässä ja kuumassa - +15 - +28.

Osoittautuu, että luolien ilma on steriiliä. Siinä on tuhat kertaa vähemmän bakteereita kuin pinnalla. Osoittautuu, että hiilen radioaktiiviset isotoopit tunkeutuvat luoliin pohjavesien mukana. Ne aiheuttavat stalaktiittien hehkua, ionisoivat ilmaa, tappavat mikrobeja.

Maailman pisin luola - Flint Mammoth - sijaitsee Yhdysvalloissa, Kentuckyn osavaltiossa. Kaikkien sen käytävien pituus on yli 550 kilometriä. Ja syvin luola sijaitsee Abhasiassa - Krubera-Voronyan luola. Ihminen voi laskeutua 2 kilometrin syvyyteen.

Huolimatta siitä, että luolista tiedetään jo niin paljon, tutkijoilla on edessään lisää löytöjä. Jokaisessa luolassa on käytäviä, rakoja ja käytäviä, joista luolamatkailijat - speleologit - eivät vielä tiedä. He luulevat tutkineensa jo kaiken, mutta yhtäkkiä he huomaavat eräänä päivänä raon kivitukoksen takana, ja sen takana on käytävä, jonka takana on vielä useita metrejä luolan kauneutta.

Näiden tutkimusten tuloksena voidaan päätellä, että luolia on useita, mutta yleisimmät ovat karsti. Luolan muodostumiseen tarvitaan riittävä määrä vesisateita ja onnistunut helpotusmuoto, eli suurelta alueelta sadetta tulee pudota luolaan ja luolan sisäänkäynnin on sijaittava selvästi paikkaa korkeammalla. missä pohjavettä johdetaan.

Stalaktiitit, stalagmiitit ja stalagnaatit

Vesi on suuri voima. Hän jauhaa kiveä, kun hän tekee tiensä, hän rakentaa gallerioita, ja sitten hän jättää ne, horjuttaa kiviä, ja ne uppoavat, sortuvat, liikkuvat. Näin itse luolat syntyvät. Vesi ei kuitenkaan ole vain rakentaja, vaan myös taiteilija, kuvanveistäjä!

Luolat ovat eri kivissä, ja vesi tuo niihin erilaisia hiukkasia, rakentuu eri materiaaleista: kalsiitista, kipsistä, vuorisuolasta. Sedimenttikivien liukenemista ja tuhoamista veden vaikutuksesta kutsutaan karstiksi - karstiprosessiksi.

Karstiprosessi on kaksipuolinen: vesi liuottaa kiven yhdestä paikasta, siirtää sen toiseen, ja siellä se muodostaa samasta kalliosta kauniita sintrausmuodostelmia - tippukivikiviä ja stalagmiitteja.

Stalaktiitit (kreikan sanasta stalaktós - virtaa pisara pisaralta) ovat tippa-pisara-muodostelmia, jotka roikkuvat kartiomaisten jääpuikkojen, verhojen, kaarevien hapsujen tai onttojen putkien muodossa karstiluollien tai muiden maanalaisten tyhjien holveista ja seinien yläosista ( Liite 7).

Stalagmiitit (kreikan kielestä stálagma - pisara), pylväsmäisiä, kartiomaisia ja muita muotoja, jotka nousevat luolien pohjasta ja muista maanalaisista karstonteloista (Liite 8).

Stalagnaatit ovat pylväsmuodostelmia, jotka muodostuvat luolissa tippukivikivikivien ja stalagmiittien yhdistyessä (Liite 9).

Miten ne muodostuvat? Kiven halkeaman läpi tihkuva sadepisara liuottaa kivenpalan. Siten jokainen tällainen pisara sisältää kalkkikiven tai muiden mineraalien hiukkasia. Liuottamalla kalkkikiveä vesi poistaa siitä mineraalikalsiittia. Kalsiitilla kyllästetty pisara pienimpien halkeamien kautta saavuttaa jo luodun luolan kattoon ja roikkuu siinä (Liite 10).

Vähitellen, hyvin hitaasti, pisara haihtuu ja sen tuoma kalsiitti- tai muu mineraalipala ohuimmalla kalvolla asettuu kattoon. Jonkin ajan kuluttua seuraava pisara tulee tähän paikkaan ja laskee jälleen kalsiittia. Kasvaessaan kalsiitin rakeet muuttuvat ensin ohueksi läpinäkyväksi ja tyhjäksi putkeksi. Miksi tyhjä? Kyllä, koska itse pisara on sisältä tyhjä.

Mutta sitten hiekanjyvä joutuu pisaran sisään ja tukkii putken. Sitten muita pisaroita alkaa virrata tämän putken ympärillä joka puolelta, ja kivijääpuikko kasvaa, sama kuin jää - tippukivi.

Mutta pisarat tulevat epätasaisesti yhdeltä tai toiselta puolelta, eikä tippukivi ole aivan pyöreä. Ja sitten sataa pinnalle, vesi likaista, tippukivi tummuu. Sade on lakannut, vesi on taas kirkasta ja seuraava tippukivikerros on muuttunut eriväriseksi. Jos leikkaat sen, leikkauksessa on samat renkaat kuin puussa, mutta ei vuosittaisia. On vain niin, että keväällä ja syksyllä vettä on enemmän ja tippukivi kasvaa nopeammin. Vesi on tummempaa ja rengas tummempi, vettä on vähemmän ja kasvu on pysähtynyt (Liite 11).

Löysin jopa kemiallisen kaavan stalaktiitin muodostumiselle. Tässä se on: CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2 HCO3

Mutta kaikki kalsiitti ei laskeudu kattoon ja lisää tippukiviä. Osa pisaroista putoaa oman painonsa alaisena lattialle ja stalagmiitti kasvaa alhaalta kohti tippukiviä. Kun tippukivi ja stalagmiitti yhdistyvät ja kasvavat yhteen, muodostuu kalsiittipylväs - stalagnaatti. Ja tippukivipylväät ja stalagmiitit ja pylväät ovat erittäin suuria - kymmeniä metrejä korkeita ja useita metrejä halkaisijaltaan.

Niihin putoavat vesipisarat muodostavat virtoja, jotka virtaavat pylväiden ympärille joka puolelta, ja sitten on raitoja kylkiluiden muodossa. Jos pisarat virtaavat alas luolan seinää pitkin, siihen ilmestyy yhtä hämmästyttäviä raitoja kivivesiputousten, lippujen ja muiden fantastisten muodostelmien muodossa.

Joskus luolissa esiintyy täysin odottamattomien muotojen raitoja. Stalaktiitit alkavat yhtäkkiä kasvaa satunnaisesti luoden outoja kivikudoksia. Lattialle ja seinille ilmestyy yllättävän kauniita kivi- ja kipsipistekukkia - korallitteja, kristallikiitteja ja heliktiittejä (Liite 12).

Jos liuoksen virtauksessa on epätasapainoa - esimerkiksi se tippuu ylhäältä, mutta niin vähän, että pisarat leviävät välittömästi kalvona - syntyy hybridimuotoja, stalagmiitti kukkii pensaan kanssa. Tässä tapauksessa syntyy laaja valikoima siirtymämuotoja, polymineraalisia muotoja ja paljon muuta. Löydät esimerkiksi muodostelmia, jotka jäljittelevät tarkasti ampiaispesien arkkitehtuuria. Ja kipsiraina, joka on hiusta ohuempi, murenee pölyksi pienimmässäkin ilman vaihtelussa.

Miljardit pisarat miljoonien vuosien aikana ovat luoneet luolaan kokonaisen metsän tippukivikiviä, stalagmiitteja, upeita sisustus pylväistä ja harjakattoisista kiviverhoista, lipuista ja vesiputouksista (Liite 13).

Luolan pohjalle virtaava vesi laskee myös kalsiittia ja muodostaa "kylpyjä", jotka vaihtelevat muodoltaan ja väriltään. Erilaisten mineraalien ja metallien suolojen pienimmät hiukkaset - kupari, koboltti, rauta - tekevät tahroista vaaleanpunaisia, keltaisia, sinisiä, punaisia, porkkanaa, mustia. Hyvin harvoin "kylvyistä" löytyy niin sanottuja luolahelmiä. Se muodostuu samalla tavalla kuin meri, mutta ei kuoressa. Joskus luolahelmet saavuttavat halkaisijaltaan kolmesta viiteen senttimetriä - melkein kuin pingispallo - mutta tämä on hyvin harvinaista.

Karstiluolista löytyy laaja valikoima tippukiviä. Esimerkiksi putkimaiset stalaktiitit ovat pastaa. Koko pituudeltaan kulkeva kanava on vuosisatojen ajan automaattisesti ehdottanut tutkijoille, että tippukivi syötetään tämän kanavan kautta. Mutta kävi ilmi, ettei näin ollut ollenkaan. Kävi ilmi, että kanava on vain seuraus kiteytymisestä irronneen pisaran kehällä. Siksi rikkoutuneiden tilalle kasvavat uudet tippukivipylväät eivät jatka alkuperäistä putkea, vaan kasvavat hieman sivuun, missä vettä on helpompi tippua.

Näkyvimmät tippukivikivistä ovat verhot (Liite 14), jotka ilmestyvät kaltevalle seinälle. Silloin kasvava tippukivi alkaa vaikuttaa pisaran erotuskohtaan ja muuttuu liikkuvaksi, liikkuen vesivirran pienintäkin mielijohteesta pitkin ja kiinnittyy räjähdysmäiseen pyörteeseensä näiden suihkujen suuntaan, minne niiden pitäisi virrata.

Kun mineraali muuttuu esimerkiksi kalsiittiksi kipsiksi, muuttuu myös luola, ja aivan huomaamatta (Liite 15). Kipsillä on erilainen kiteytyskemia. Siksi tällaisessa luolassa "kasvaa" kipsimuodostelmia - "kidekruunut" (liite 16) ja kipsi "lumiset kuuset".

Ne muodostuvat erittäin merkittävällä tavalla. Luolassa on myös kuivaa ja kosteaa vuodenaikaa, ja kipsi on erittäin liukeneva mineraali. Kun kosteus laskeutuu pinnalle, kipsi liukenee. Kun kosteus haihtuu, kipsi kiteytyy. Vesi "tykkää" asettua syvennyksiin ja haihtua reunuksista on alkeellista fysiikkaa. Ja sitten käy ilmi, että stalagmiitin sisäontelo jatkaa liukenemista ja ulkopinta kasvaa lisäksi haarautuneita kiteiden pensaita. Samat "lumiset kuuset" ilmestyvät. Kun seinä ohenee niin, että stalagmiitti ei enää pidä omaa painoaan, se "kuolemalla" putoaa itseensä ja tarjoaa omat kipsin "varastot" muiden muodostumien kasvua varten.

Kaiken tämän poikkeuksellisen maanalaisen kauneuden luominen vie paljon aikaa. Tiedemiehet ovat laskeneet, että tippukivi kasvaa keskimäärin neljä millimetrin kymmenesosaa vuodessa ja kasvaa vain neljä senttimetriä sadassa vuodessa. Ja 100 vuoden kuluttua tähän paikkaan ilmestyy kivijääpuikko - 4 senttimetriä pitkä tippukivi. Ja joka 100. vuosi, tippukivi kasvaa saman verran. Ja alapuolelle, missä pisara putosi, kasvaa kivitorni - stalagmiitti. Miljoonien vuosien kuluttua tippukivi ja stalagmiitti yhdistyvät ja muuttuvat kimaltelevaksi pylvääksi. Tämä tarkoittaa, että mies, joka rikkoi metrin pituisen kivijääpuikon, tuhosi sen, mitä luonto oli luonut noin kaksi ja puoli tuhatta vuotta!

Siten opinnäytetyön aikana sain tietää, että stalaktiitit, stalagmiitit ja stalagnaatit ovat vuotomuodostelmia luolissa. Stalaktiittien ja stalagmiittien muodostumisprosessi on monimutkainen kemiallinen prosessi, joka koostuu siitä, että vesi liuottaa kiven, siirtää sen toiseen paikkaan ja laskee sen hetken kuluttua takaisin luoden sintrausmuodostelmia. Tämä prosessi kestää satoja, tuhansia vuosia.

Muita luolien mysteereitä

Paleontologia on tiede, joka tutkii fossiilisia kasveja ja eläimiä. Fossiilit ovat miljoonia vuosia sitten eläneiden eläinten jäännöksiä, jotka ovat säilyneet tähän päivään asti. Pääasiassa fossiileja tutkimalla tiedämme, mitä eläinten maailma satoja miljoonia vuosia sitten.

Työni alussa sanoin jo, että luolien tutkimuksella on suuri tieteellinen merkitys paleontologiassa, mineralogiassa, antropologiassa ja arkeologiassa. Tämän vahvistaa 1900-luvun äänekkäin ja mielenkiintoisin löytö - Petralonan luolan löytö Pohjois-Kreikasta. Olin itse tässä luolassa, ja siitä tuli minulle lähtökohta luolien ja tippukivikivipylväiden muodostumismekanismin tutkimisessa. Siksi haluan puhua siitä lyhyesti (Liitteet 17-24).

Vuonna 1959 Halkidikin niemimaalla, Pohjois-Kreikassa, 250 metrin korkeudessa merenpinnan yläpuolella Katsika-vuoren juurelta löydettiin sisäänkäynti luolaan. Kaikki tapahtui aivan vahingossa, paimen nimeltä Petralona hoiti lampaita alueella. Kerran kuultuani hiljaisen veden huminaa päätin tutkia huolellisesti vuoren jalkaa ja törmäsin luolan sisäänkäynnille. Lisätutkimuksia suorittivat asiantuntijat, erityisesti kuuluisa kreikkalainen antropologi Aris Poulianos, joka myöhemmin rakensi luolan viereen paleontologisen museon ja jopa joskus tekee itse retkiä. Olin onnekas, näin hänet myös, kun olin kiertueella.

Luolan pinta-ala 10 tuhatta neliömetriä, käytävien (käytävien) kokonaispituus - 1500 metriä. Yleisölle avoin turistireitti on edelleen vain 600 metriä pitkä. Tämän luolan sisältä löydetyt löydöt tekivät todellisen vallankumouksen antropologiassa. Vuonna 1960, vuosi itse luolan löytämisen jälkeen, sen sisältä löydettiin muinaisen eurooppalaisen, neandertalilaisen miehen kallo ja luuranko, nimeltään archanthropus. Ensimmäisen kallotutkimuksen tulokset esiteltiin kansainvälisessä antropologien kongressissa Moskovassa vuonna 1964, ja ne tekivät suuren vaikutuksen asiantuntijoihin.

Lisäksi luolasta löydettiin kivettyneitä luita, kivityökaluja, eläinten jäänteitä - karhuja, hyeenejä, kilpikonnia, sarvikuonoja, leijonia ja jopa kirahvi. Ja toinen epätavallinen löytö Petralonan luolasta on tulipalojen ja tuhkan jälkiä, joka on miljoona vuotta vanha. Tiedemiesten mukaan nämä ovat vanhimmat jäljet ihmisen tulen käytöstä.

Viime aikoihin asti uskottiin, että ihmiskunnan ikä on 3,5-4 miljoonaa vuotta ja Afrikka on kotimaa. Petralonen luolasta saadut löydöt ja niiden ajoitus antavat kuitenkin oikeuden olettaa, että ihmiskunnan kehto on Kaakkois-Eurooppa ja ihminen ilmestyi 11-12 miljoonaa vuotta sitten Kreikkaan. Kaikki Petralonan luolan löydöt ovat esillä luolan viereen rakennetussa antropologisessa museossa.

Itse asiassa luolissa on paljon mysteereitä ja mysteereitä. Kuten selvitykseni aikana huomasin, vankityrmien eläinmaailma on epätavallinen ja mielenkiintoinen. Lisää primitiivinen tunsi ja maalasi luolissa elävien eläinten - luolaleijonan, hyeenan, luolakarhun - seinille. Muuten, kalliomaalaukset sisältävät myös paljon mielenkiintoista tietoa tutkijoille (Liite 25).

Muinaiset eläimet kuolivat sukupuuttoon kauan sitten, ihmiset lähtivät luolista, mutta itse luolat eivät olleet tyhjiä. Vakava biologinen tutkimus alamaailmasta alkoi vasta vuonna 1831, jolloin löydettiin ensimmäinen luolakuoriainen. Sen jälkeen on löydetty monia erilaisia luola-olentoja - sekä vedessä että maassa. Nämä ovat troglobionteja, mikä tarkoittaa "elämistä luolissa" - äyriäisiä, kaloja, puutäitä, tuhatjalkaisia, hämähäkkejä, vääriä skorpioneja ja muita hyönteisiä.

Elävien organismien sopeutuminen luolaelämään on hyvin monimutkaista ja monipuolista. Maanpäällisiin sukulaisiinsa verrattuna niillä on pidempi ja ohuempi runko, pitkänomaisemmat jalat ja antennit, ne ovat läpinäkyviä ja värittömiä. Koska luolissa ei ole valoa, he eivät tarvitse näköä, joten heillä ei ole silmiä. Luolissa on sokeita kovakuoriaisia, kaloja, sammakkoeläimiä, rapuja ja jopa sokeita ja siivettömiä kärpäsiä. Luolien ilma on kyllästetty kosteudella, ja siksi troglobiontit voivat elää sekä vedessä että maalla.

Tutkijoiden mukaan eläimet ja hyönteiset joutuivat luoliin maapallon ilmastonmuutoksen vuoksi, nimittäin pakkasen aikana. Suurin osa nykyajan luola-asukkaista on siis menneiden aikakausien edustajia, eläviä fossiileja, joita ei enää löydy pinnasta, mutta jotka ovat säilyttäneet menneiden vuosituhansien ulkonäön ja tavat.

Useimmat pimeyden rakastajat viettävät kuitenkin vain osan elämästään maan alla. Esimerkiksi perhoset nukkuvat talvehtimassa vain luolissa. Ja jotkut heinäsirkkalajit, jotka elävät yöelämää, ovat siellä koko päivän. Myös luolakarhu kuului heille, koska luola oli hänelle vain lepopaikka. Hyeena ja leijona viettivät vielä vähemmän aikaa luolissa. Toisin kuin luolakarhu, he eivät koskaan menneet kauas luolan syvyyksiin, vaan pysyivät sisäänkäynnillä.

Luolien aarteet - toinen luolien mysteeri ja mysteeri. Useiden vuosituhansien ajan legendat ja tarinat ovat puhuneet luoliin kätketyistä aarteista. Maan alta löydettiin useammin kuin kerran kadonneiden aarteenmetsästäjien luita, jotka eivät koskaan onnistuneet löytämään aarteita. Yhtä Tšekin Tatran luolista kutsutaan Aarteenetsijien luolaksi. Ja kuinka monta legendaa siitä merirosvojen aarre piilossa, myös luolissa. Mutta jokaisessa legendassa on totuutta.

PÄÄTELMÄ

Tutkimukseni kohteena olivat luolat ja niiden mysteerit, joista tärkeimpiä ovat tippukivipylväät, stalagmiitit ja stalagnaatit, niiden muodostumismekanismi ja mahdollisuus luoda kotioloissa eli kotona. Työn alussa ajattelin tehdä tällaisen viljelyn kokeen. Ajattelin, että tutkimalla tippukivikivimuodostuksen luonnetta ja mekanismia voisin tehdä saman itsekin. Mutta jopa teoreettisen tutkimuksen aikana ymmärsin, että todellista tippukiviä on mahdotonta kasvattaa kotona.

Stalaktiitin kasvattaminen edellyttää useita erittäin tärkeitä edellytyksiä. Nimittäin luola, jossa on tietty helpotus ja mikroilmasto, jatkuva veden virtaus, läsnäolo hiilidioksidi ja mikä tärkeintä - useita satoja ja jopa tuhansia vuosia. ihmiselämä ei riitä toistamaan niin epätavallista ja kaunista ilmiötä kuin tippukivi tai stalagmiitti. On vain yksi asia jäljellä - ihailla ja vaalia.

Tutkimukseni perusteella voin tärkein johtopäätös- on luonnolliset ilmiöt joita ihmisen tulisi tutkia, vaalia, mutta niitä ei ole ollenkaan tarpeen toistaa tai käyttää elämässään. Ehkä jonain päivänä ihmiset keksivät aikakoneen tai aikakiihdytin ja pystyvät sitten keinotekoisesti kiihdyttämään luonnollista tippukivikasvuprosessia, mutta seuraava kysymys herää, onko se tarpeellista?

Miksi tarvitsen tätä tietoa? Voivatko niistä olla minulle hyötyä elämässä? Mielestäni kyllä. Ja ennen kaikkea ymmärtääksemme paremmin maailma nähdä ja arvostaa kauneutta, jonka luonto voi luoda. Ja silti - yhtäkkiä ilmasto planeetalla muuttuu jälleen dramaattisesti ja ihmisten on jälleen palattava luoliin. Tämän tiedon avulla minun on helpompi tottua siihen itse ja auttaa muita.

Karstiluolat ovat maanalaisia onteloita, jotka muodostuvat maankuoren paksuudelta alueille, joissa on helposti liukenevia karbonaatti- ja halogeenikiviä. Altistuessaan huuhtoutumiseen ja mekaaniselle vaikutukselle nämä kivet tuhoutuvat vähitellen, mikä johtaa erilaisten karstimuotojen muodostumiseen. Niistä mielenkiintoisimpia ovat maanalaiset karstimuodot - luolat, kaivokset ja kaivot, joille on joskus ominaista erittäin monimutkainen rakenne.

Yksi karstiluoloiden kehittämisen tärkeimmistä edellytyksistä on karstikivien läsnäolo, joille on ominaista merkittävä litologinen monimuotoisuus. Niitä ovat karbonaattikivet (kalkkikivet, dolomiitit, kirjoitusliitu, marmorit), sulfaatti (kipsi, anhydriitti) ja halogenidi (kivi-, kaliumsuolat). Karstikivet ovat hyvin yleisiä. Monissa paikoissa ne peittyvät ohuella hiekka-argillakerrostumalla tai ne tulevat suoraan pintaan, mikä edistää karstiprosessien aktiivista kehittymistä ja erilaisten karstimuotojen muodostumista. Karstin muodostumisen voimakkuuteen vaikuttavat merkittävästi myös kivien paksuus, niiden kemiallinen koostumus ja esiintymisominaisuudet.

Kuten jo mainittiin, karstiluollien rakentaja on vesi. Jotta vesi voisi liuottaa kivet, niiden on kuitenkin oltava läpäiseviä eli murtuneita. Kiven murtuminen on yksi karstin kehittymisen tärkeimmistä edellytyksistä. Jos karbonaatti- tai sulfaattimassiivi on monoliittinen ja koostuu kiinteistä kivilajikkeista, joissa ei ole murtumista, karstiprosessit eivät vaikuta siihen. Tämä ilmiö on kuitenkin harvinainen, koska kalkkikivet, dolomiitit ja kipsit ovat luonnossa halkeamia. Kalkkikivimassiivien halkeamilla on eri alkuperä. Kohdista halkeamat litogeneettisesti, tektonisesti, mekaanisesti purkautuvat ja säänkestävät. Yleisimmät ovat tektoniset halkeamat, jotka yleensä leikkaavat sedimenttikivikerrosten läpi taittumatta siirtyessään kerroksesta toiseen ja muuttamatta niiden leveyttä. Tektoniselle murtumiselle on ominaista monimutkaisten, keskenään kohtisuorassa olevien, 1-2 mm leveiden halkeamien kehittyminen. Kiville on ominaista suurin sirpaloituminen ja murtuminen tektonisten häiriöiden alueilla.

Karstimassiivin pinnalle putoavat ilmakehän sateet tunkeutuvat syvälle tähän vuoristoon eri alkuperää olevien halkeamien kautta. Maanalaisten kanavien kautta kiertävä vesi huuhtoutuu kallioon, laajentaa vähitellen maanalaisia käytäviä ja joskus muodostaa valtavia luolia. Veden liikkuminen on kolmas edellytys karstiprosessien kehittymiselle. Ilman vettä, joka liuottaa ja tuhoaa kiviä, ei olisi karstiluolia. Siksi hydrografisen verkon ominaisuudet ja hydrogeologisen järjestelmän erityispiirteet määräävät suurelta osin karstikerrosten kavernousasteen, huuhtoutumisprosessien intensiteetin ja olosuhteet maanalaisten onteloiden kehittymiselle.

Päärooli monien karstonteloiden muodostumisessa on tunkeutumis- ja inflaatiosade- ja lumensulamisvesillä. Tällaiset luolat ovat korroosioeroosio-alkuperää, koska kiven tuhoutuminen tapahtuu sekä sen kemiallisen huuhtoutumisen että mekaanisen eroosion vuoksi. Ei kuitenkaan pidä ajatella, että nämä prosessit etenevät samanaikaisesti ja jatkuvasti. Luolien eri kehitysvaiheissa ja niiden eri osissa jokin näistä prosesseista yleensä hallitsee. Joidenkin luolien muodostuminen liittyy kokonaan joko korroosioon tai eroosioprosesseihin. Siellä on myös nival-korroosioluolia, jotka johtuvat sulaneiden lumivesien aktiivisuudesta lumimassan ja karstikiven kosketusvyöhykkeellä. Näitä ovat esimerkiksi suhteellisen matalat (jopa 70 m) pystysuorat ontelot Krimillä ja Kaukasuksella. Monet luolat syntyivät katon romahtamisen seurauksena maanalaisten korroosio-eroosiotaukkojen päälle. Jotkut luonnolliset ontelot muodostuivat halkeamia pitkin nousevien arteesisten, kivennäis- ja lämpövesien huuhtoutuessa kallioihin. Siten karstiluolat voivat olla korroosiota, korroosio-eroosiota, eroosiota, nival-korroosiota, korroosio-gravitaatiota (vika), hydrotermistä ja heterogeenista alkuperää.

Infiltraatio-, inflaatio- ja painevesien lisäksi luolien muodostumisessa on myös lauhdevedet, jotka kerääntyessään luolien seinille ja kattoon syövyttävät niitä luoden omituisia kuvioita. Toisin kuin maanalaiset purot, lauhdevedet vaikuttavat ontelon koko pintaan ja siksi niillä on suurin vaikutus luolien morfologiaan. Erityisen suotuisat olosuhteet kosteuden tiivistymiselle ovat ominaisia pienet ontelot, jotka sijaitsevat huomattavalla syvyydellä pinnasta, koska kondensoituvan kosteuden määrä on suoraan riippuvainen ilmanvaihdon intensiteetistä ja käänteisesti ontelon tilavuudesta. Krimin vuoristossa tehdyt havainnot osoittivat, että tutkituissa karstiluolissa tiivistyy vuoden aikana 3201,6 m 3 vettä (Dublyansky, Ilyukhin, 1971) ja koko pääharjanteen maanalaisiin onteloihin 2500 kertaa enemmän (eli 0, 008004 km). 3). Nämä vedet ovat erittäin aggressiivisia. Niiden jäykkyys ylittää 6 meq (300 mg/l). Siten tunkeutumisvesien vuoksi Krimin vuoriston luolat kasvavat yksinkertaisten laskelmien mukaan noin 5,3 % kokonaistilavuuteen verrattuna. Lauhdevesien keskimääräinen mineralisaatio on noin 300 mg/l, joten ne kuljettavat vuoden aikana 2401,2 tonnia (8004 10 6 l X 300 mg/l) kalsiumkarbonaattia. Krimin vuoriston karstilähteiden kalsiumkarbonaatin kokonaispoisto on noin 45 000 tonnia vuodessa (Rodionov, 1958). Näin ollen lauhdevesien rooli maanalaisten onteloiden muodostumisessa on suhteellisen pieni ja niiden vaikutus kallioon denudaatioaineena rajoittuu pääasiassa lämpimään aikaan.

Miten karstikivien huuhtoutuminen etenee? Tarkastellaan tätä asiaa yleisellä tasolla käyttämällä esimerkkinä karbonaattimuodostelmia. Luonnonvedet sisältävät aina hiilidioksidia sekä erilaisia orgaanisia happoja, joilla ne rikastuvat joutuessaan kosketuksiin kasvillisuuden kanssa ja tihkuessaan maapeiton läpi. Hiilidioksidin vaikutuksesta kalsiumkarbonaatti muuttuu bikarbonaatiksi, joka liukenee paljon helpommin veteen kuin karbonaatti.

Tämä reaktio on palautuva. Hiilidioksidipitoisuuden lisääntyminen vedessä aiheuttaa kalsiitin siirtymisen liuokseksi, ja sen vähentyessä tapahtuu kalsiumbikarbonaatin (kalkkisedimentin) saostumista vesiliuoksesta, joka kerääntyy paikoin huomattavan määrän. Hiilidioksidipitoisuuden ja veden lämpötilan välillä on käänteinen suhde.

Kalkkikivien liukoisuus kasvaa voimakkaasti, kun pohjavettä rikastetaan hapoilla ja suoloilla. Joten kun pohjavettä rikastetaan rikkihapolla, reaktio etenee yhtälön mukaisesti

Tämän reaktion seurauksena vapautuva hiilidioksidi on lisälähde hiilikarbonaattien muodostukselle.

Kipsin ja anhydriitin liukoisuusaste riippuu myös tiettyjen happojen ja suolojen läsnäolosta. Esimerkiksi CaCl2:n läsnäolo vedessä vähentää merkittävästi kipsin liukoisuutta, päinvastoin, NCl:n ja MgCl2:n läsnäolo vedessä lisää kalsiumsulfaatin liukoisuutta. Kipsin liukeneminen voi periaatteessa tapahtua myös kemiallisesti puhtaassa vedessä.

Vaikka kutsumme karbonaatti- ja sulfaattikiviä helposti liukeneviksi, ne liukenevat erittäin hitaasti. Kestää monia, monia tuhansia vuosia muodostaa maanalaisia tyhjiöitä. Samaan aikaan karstikivet liukenevat ja sortuvat vain halkeamia pitkin, halkeamien ulkopuolella ne pysyvät hyvin vahvoina ja kovina entiseen tapaan.

Ilmakehän vesille, jotka tunkeutuvat halkeamia ja tektonisia häiriöitä pitkin karstimassoille, on aluksi ominaista pääasiassa pystysuora liike. Kun ne ovat saavuttaneet vesistön tai paikallisen eroosion pohjan, ne liikkuvat vaakatasossa ja virtaavat yleensä kivikerrosten putoamista pitkin. Osa vedestä imeytyy syvälle horisonttiin ja muodostaa alueellisen valuman. Tässä suhteessa karstimassiivissa erotetaan useita hydrodynaamisia vyöhykkeitä, nimittäin karstivesien pinta-, pysty-, kausi-, vaaka-, sifoni- ja syväkiertovyöhyke (kuva 1). Jokaiselle näistä hydrodynaamisista vyöhykkeistä on ominaista tietty joukko karstimuotoja. Siten pystysuorat maanalaiset ontelot - karstikaivot ja kaivokset - rajoittuvat pystysuoran vedenkierron vyöhykkeelle tai ilmastusvyöhykkeelle. Ne kehittyvät pystysuorassa tai loivasti kaltevassa halkeamassa sulaneen lumen ja sadevesien aiheuttaman kivien säännöllisen huuhtoutumisen seurauksena. Vaakasuuntaiset luolat muodostuvat horisontaalisen kierron vyöhykkeelle, jossa paineettomat vedet virtaavat vapaasti jokilaaksoihin tai karstimassiivin reuna-alueille. Kaltevia ja vaakasuuntaisia onteloita havaitaan sifonin kiertovyöhykkeellä, joille on ominaista painevedet, jotka liikkuvat alivirtauskanavissa, usein paikallisen eroosiopohjan alapuolella.

Luolien kehitykseen vaikuttavat morforakenteisten ja hydrogeologisten ominaisuuksien lisäksi merkittävästi myös ilmasto, maaperä, kasvillisuus, villieläimet sekä Taloudellinen aktiivisuus henkilö. Valitettavasti näiden tekijöiden roolia luolan muodostumisessa ei ole tällä hetkellä tutkittu riittävästi. On toivottavaa, että tämä aukko umpeutuu lähitulevaisuudessa.

W. M. Davis (1930) kehitti teorian vaakapohjaisissa kivissä kehittyvien kalkkikivikarstluolien alkuperästä. Kalkkikivimassion kaksinkertaisen kohoamisen aikana muodostuneiden niin kutsuttujen kaksijaksoisten luolien evoluutiossa hän erotti viisi päävaihetta: a) alkeelliset kanavat, jotka muodostuivat paineen alaisena hitaasti liikkuvien phreatic vesien täydellisen kyllästymisen vyöhykkeelle; b) kypsät galleriat, kun mekaaninen eroosio (korroosio) alkaa vallita vapaasti virtaavien vadose-virtojen leviämisen olosuhteissa; c) kuivat galleriat, jotka johtuvat veden poistumisesta vuoriston syvyyksiin alueen paikallisen kohoamisen vuoksi; d) sintterikertyvä, jolle on tunnusomaista, että käytävät täyttyvät sintraus- ja muilla luolakertymillä; e) maanalaisten gallerioiden tuhoaminen (peneplanisaatio).

Davisin näkemysten kehityksen pohjalta syntyi ajatus luolan kehityksen phreaattisista (luolagallerioista syntyy pohjavesi paineen alaisena) ja vadose (pohjavesi vapaasti, ei paineen alla, liikkuu gallerioita pitkin kohti salaojitusjärjestelmiä) ( Bretz, 1942).

Täydellisimmät kysymykset maanalaisten onteloiden kehityksestä kehittivät Neuvostoliiton tutkijat G. A. Maksimovich (1963, 1969) ja L. I. Maruashvili (1969), jotka tunnistivat useita vaiheita vaakasuuntaisten karstiluolien muodostumisessa. Ensimmäinen vaihe on halkeama, sitten rako. Halkeamien ja rakojen leveyden kasvaessa niihin tunkeutuu yhä enemmän vettä. Tämä aktivoi karstiprosesseja erityisesti alueilla, joilla on puhdasta kiviainesta. Luola siirtyy kanavavaiheeseen. Kanavien laajenemisen myötä maanalaiset virtaukset saavat turbulenttia liikettä, mikä suosii korroosio- ja eroosioprosessien entistä suurempaa lisääntymistä. Tämä on maanalaisen joen tai vokluzovajan vaihe. Sille on ominaista maanalaisen väylän merkittävä täyttyminen vesivirralla ja sen ulostulo avoimen lähteen muodossa päivän pinnalle sekä urkupillien muodostuminen, holvien romahtaminen ja luolien kasvu.

Maanalaisen kanavan pohjan eroosion seurauksena vesi tihkuu halkeamien kautta karbonaatti- ja halogeenikerrosten syvyyksiin, joissa se kehittää alemmalle tasolle uusia onteloita, jotka muodostavat luolan alemman kerroksen (kuva 2). Vähitellen maanalaiset kanavat laajenevat. Vesivirtaus menee osittain ja sitten kokonaan vuoriston alempaan horisonttiin, ja luola kuivuu. Vain imeytysvesi tunkeutuu siihen katon halkeamien kautta. Tämä on käytävä-luola-taso-taso (vesi-galleria, L.I. Maruashvilin mukaan) luolan kehitysvaihe. Se erottuu kemiallisen ja mekaanisen kertymisen laajasta jakautumisesta (kipsiluolissa sintrauskertymävaihe puuttuu). Luolan katto ja seinät on peitetty erilaisilla kalsiittiesiintymillä. Muodostuvat kivi- ja savi "talus", jälkimmäiset sijaitsevat pääasiassa urkupillien alla. Myös jokien ja järvien sedimentit kerääntyvät. Vesistön poistuessa maanalaisen ontelon lisääntyminen edelleen hidastuu jyrkästi, vaikka syövyttävyys jatkuu tunkeutumis- ja lauhdevesien vuoksi.

Kun luola kehittyy, se siirtyy käytävä-luola-maanvyörymä-sementointivaiheeseen (L.I. Maruashvilin mukaan kuiva-galleria). Tässä vaiheessa on mahdollista avata joitain luolan osia maanalaisten onteloiden päälle katon romahtamisen seurauksena. Luolan katon asteittainen romahtaminen johtaa sen täydelliseen tuhoutumiseen, mikä on erityisen tyypillistä yläosille, joissa katto on pieni. Eloonjääneillä alueilla on jäljellä vain karstsiltoja ja kapeita kaaria. Luolan täydellisen tuhoutumisen myötä muodostuu karstilaakso.

Jos katon paksuus ylittää 100-200 m, siihen ei pääsääntöisesti muodostu kuoppia ja maanalaiset ontelot täytetään katosta pudonneilla kivipaloilla, jotka ovat tuoneet mukanaan hiekka-akkumaisia kerrostumia, jotka rikkovat luola erillisiin eristettyihin onteloihin. Tässä tapauksessa luolan kehitys päättyy käytävä-luola-maanvyöry-sementointivaiheeseen (L. I. Maruashvilin mukaan luola-kammiovaihe).

Luolan muodostumiskierron yksittäisten vaiheiden kestoa, jotka eroavat toisistaan hydrodynaamisten ja morfologisten ominaisuuksiensa, fysikaalis-kemiallisten prosessien erityispiirteensä ja bioilmasto-olosuhteiden erityispiirteensä suhteen, mitataan kymmenissä ja sadoissa vuosituhanneissa. Siten Kaukasuksen Kudaron luolan kuiva-galleriavaihe on jatkunut 200-300 tuhatta vuotta (Maruashvili, 1969). Mitä tulee luolan kehityksen alkuvaiheisiin (halkeama, rako, kanava ja holvi), niiden kesto on paljon lyhyempi. Luolat "voivat saavuttaa kypsän vesigallerian tilan useita vuosituhansia niiden kehityksen alkuhetkestä lähtien." Tässä suhteessa E. M. Abashidzen (1967) kokeelliset tutkimukset halkeamien seinämien liukenemisesta Shaorin säiliön (Kaukasus) glaukoniittisissa kalkkikivissä ovat kiinnostavia. Kokeet ovat osoittaneet, että 25 vuoden jatkuvalla suodatuksella, virtausnopeudesta riippuen, 0,1-0,25 mm:n hiushalkeamat voivat kasvaa 5-23 mm:iin.

Näin ollen karstiluolille on ominaista monimutkainen evoluutio, jonka ominaisuudet riippuvat useiden tekijöiden yhdistelmästä, jotka usein määräävät merkittäviä poikkeamia tarkastelusta kaaviosta. Luolien kehitys voi syystä tai toisesta pysähtyä tai alkaa uudelleen missä tahansa morfologisessa ja hydrologisessa vaiheessa. Monimutkaiset luolajärjestelmät koostuvat yleensä eri kehitysvaiheissa olevista paikoista. Joten Ischeevskayan luolassa Etelä-Uralissa on nyt osia kanavavaiheesta karstilaaksoon.

Monien luolien ominaisuus on niiden monikerroksisuus, ja ylemmät tasot ovat aina paljon vanhempia kuin alla olevat. Kerrosten lukumäärä eri luolissa vaihtelee 2:sta 11:een.

Kahden vierekkäisen monikerroksisen luolan tason välinen etäisyys vaihtelee useista metreistä useisiin kymmeniin. Luolan kerroksia erottavien kaarien romahtaminen johtaa jättimäisten luolien muodostumiseen, joskus jopa 50-60 metrin korkeuteen (Krasnaja- ja Anakopiya-luola).

G. A. Maksimovich yhdistää uuden kerroksen ilmaantumisen luolan sijaintialueen tektoniseen nousuun. N. A. Gvozdetsky antaa pääroolin monikerroksisten luolien kehittämisessä karstikivien paksuuden olosuhteissa nouseville liikkeille, joita hän ei pidä häiritsevänä tekijänä, vaan yleisenä karstin evoluution taustana. L. I. Maruashvilin mukaan monikerroksiset luolat voidaan määrittää paitsi karstimassion tektonisen nousun, myös valtameren tason yleisen alenemisen (eustasia), mikä aiheuttaa jokilaaksojen intensiivisen syvenemisen ja nopean laskun. karstivesien horisontaalisen kierron tasolla.

Kerrostumista ilmaistaan parhaiten tasangon ja juurella sijaitsevissa luolissa, joille on ominaista suhteellisen hitaat tektoniset nousut. Luolien muodostumisen aikana luolakäyrien akselissa tapahtuu joskus siirtymä alkuperäisestä pystytasosta. Tsutskhvatskajan luola on mielenkiintoinen tässä suhteessa. Tämän luolan jokainen nuorempi (neljästä alemmasta) tasosta on siirretty itään verrattuna edelliseen, ja siksi Shapatagele-joen maanalainen osa sijaitsee tällä hetkellä paljon itään kuin luolan ylempien tasojen muodostumisen aikana. . Luolakeritysten akselin siirtyminen liittyy tektonisten halkeamien kaltevuuksiin, joihin maanalaiset ontelot rajoittuvat.

Minkä ikäisiä karstiluolat ovat ja millä merkeillä voidaan arvioida luolan muodostumisen alkamista? L. I. Maruashvilin mukaan luolan muodostumisen alkamisajankohtana tulisi ottaa sen siirtymävaihe scree (vesigalleria) -vaiheeseen, koska sen kehityksen aikaisemmissa vaiheissa luola ei ole vielä tavanomaisen luola. tunne: se on heikosti kehittynyt, täysin täynnä vettä ja täysin läpäisemätön.

Luolien iän määrittämiseen käytetään erilaisia tutkimusmenetelmiä, mukaan lukien paleotsoologinen, arkeologinen, radiohiili- ja geomorfologinen tutkimus. Jälkimmäisessä tapauksessa luolien hypsometristä tasoa verrataan pintamuotojen tasoihin. Valitettavasti monet näistä menetelmistä tarjoavat vain ylärajan luolan ikään. Suorat ja epäsuorat todisteet osoittavat karstiluolien erittäin pitkän olemassaolon, joskus useiden miljoonien vuosien määräytymisen. Luonnollisesti luolien ikä riippuu suurelta osin niiden muodostuneiden kivien litologisesta koostumuksesta sekä yleisestä fyysisestä ja maantieteellisestä sijainnista. Kuitenkin jopa helposti liukenevissa sulfaattimuodostelmissa (kipsi, anhydriitti) luolat säilyvät hyvin pitkä aika. Mielenkiintoisia tässä suhteessa ovat Podolian kipsiluolat, joiden muodostumisen alku juontaa juurensa ylämioseeniin. I. M. Gunevsky erottaa alueen geologisen rakenteen ominaisuuksien, kiven murtumisasteen, kohokuvion luonteen, maanalaisten onteloiden morfologian ja sintrausmuodostelmien rakenteen perusteella seuraavat Podolskin luolien muodostumisvaiheet: Ylä-sarmatia (intensiivisen syvän eroosion alku), varhainen plioseeni (jolle on ominaista pystysuuntaisten prosessien voimistuminen), myöhäinen plioseeni (vaakasuuntaiset pohjaveden kiertoprosessit hallitsevat pystysuorat), varhainen pleistoseeni (luolan muodostumisprosessit saavuttavat maksimivoimakkuutensa) , Keskipleistoseeni (maanalaiset karstin muodostumisprosessit alkavat hiipua), Myöhäinen pleistoseeni (mineraalien ja kemogeenisten muodostumien kerääntyminen), Holoseeni (lohkokerrostumien kerääntyminen). Siten Podolian maailman suurimpien kipsiluolien Optimistic, Ozernaya ja Kryvchenskaya ikä on ilmeisesti yli 10 miljoonaa vuotta. Kalkkikiviluolien ikä voi olla vieläkin merkittävämpi. Joten jotkut muinaiset Alai-alueen (Keski-Aasia) karstiluolat, jotka ovat Z. S. Sultanovin mukaan peräisin hydrotermisestä, muodostuivat ylemmän paleotsoisen aikana, eli yli 200 miljoonaa vuotta sitten.

Muinaisia luolia löytyy kuitenkin suhteellisen harvoin, pysyen pitkään vain suotuisimmissa luonnonoloissa. Suurin osa karstiluolista, erityisesti voimakkaasti kastetuissa sulfaattikivissä, ovat nuoria, pääosin kvaternaarista tai jopa holoseeniaikaista. Tietenkin erillisiä gallerioita monimutkaisista monikerroksisista luolista muodostui eri aikoina ja niiden ikä voi vaihdella huomattavasti.

Karstonteloiden kvantitatiiviseen arviointiin G. A. Maksimovich (1963) tarjoaa kaksi indikaattoria: karstiluoloiden tiheyden ja tiheyden. Tiheydellä tarkoitetaan luolien määrää suhteessa 1000 km 2:n pinta-alaan, ja tiheydellä tarkoitetaan kaikkien samalla tavanomaisella alueella olevien onkaloiden kokonaispituutta.

J. Korbel ehdotti karstiluollien koon karakterisoimista tyhjyyden indikaattorilla, joka lasketaan kaavan mukaan

Missä V - liukenevan kiven tilavuus, jossa luola on kehittynyt, 0,1 km 3; L- etäisyys (suunnitelmassa) ääripisteiden välillä ontelojärjestelmän pääakselilla - 0,1 km; J- kahden kaukaisimman pisteen välinen etäisyys kohtisuorassa pääakseliin nähden - 0,1 km; H - luolajärjestelmän korkeimman ja alimman pisteen ero on 0,1 km.

Luolien koon määrittämiseksi on myös toinen menetelmä, joka liittyy onteloiden tilavuuden laskemiseen. Jos onkalolla on monimutkainen muoto, se tulee esittää joukkona erilaisia geometrisiä muotoja (prisma, sylinteri, täysi ja katkaistu kartio, täysi ja katkaistu pyramidi minkä tahansa muotoisella pohjalla, pallo jne.), joka lasketaan Simpsonin kaavalla

Missä v - geometrisen kuvion tilavuus, m 3; h - hahmon korkeus, m; s1, s2, s3 - kuvan ala-, keski- ja yläosien pinta-alat, m 2. Krimin speleologin suorittama tämän menetelmän tarkastus osoitti, että virheet onteloiden tilavuuden laskennassa Simpsonin kaavalla eivät ylitä 5-6%.

Moskova valtion instituutti Teräkset ja metalliseokset

Vyksan haara

(Teknillinen korkeakoulu)

Aihe abstrakti

kristallifysiikka

Aiheesta: "Luolten ja karstien muodostuminen"

Opiskelija: Pichugin A.A.

Ryhmät: MO-07 (MChM)

Luennoitsija: Lopatin D.V.

Moskova 2008

minä Yleistä tietoa luolista ja karsteista

II. Hypoteesi karstialueiden alkuperästä

III. Edellytykset luolien muodostumiselle

IV. Luolatyypit:

1. Karstiluolat

2. Tektoniset luolat

3. Eroosioluolat

4. Jäätikköluolat

5. Laavaluola

V. Luolat Baikalin alueella

VI. Cave Kyzylyarovskaya niitä. G.A. Maksimovich.

Yleistä tietoa luolista ja karsteista

Karst(Saksan Karstista, Sloveniassa sijaitsevan kalkkikiven alppitasangon Krasin nimen mukaan), - joukko prosesseja ja ilmiöitä, jotka liittyvät veden toimintaan ja ilmaantuvat kivien liukenemiseen ja tyhjien muodostumiseen niissä, sekä omituisia pintamuodot, jotka syntyvät alueilla, jotka koostuvat suhteellisen helposti vesiliukoisista kiviaineksista (kipsi, kalkkikivi, marmori, dolomiitti ja vuorisuola).

Karstille tyypillisin negatiivisia muotoja helpotus. Alkuperän mukaan ne on jaettu liukenemisen kautta muodostuviin muotoihin (pinta- ja maanalainen), erosiivisiin ja sekoitettuihin muotoihin. Morfologian mukaan erotetaan seuraavat muodostumat: karrit, kaivot, kaivokset, upot, suppilot, sokeat karstrotot, laaksot, pellot, karstiluolat, maanalaiset karstikanavat. Karstprosessin kehittymiselle ovat välttämättömät seuraavat olosuhteet: a) tasainen tai hieman kalteva pinta, jotta vesi voi pysähtyä ja tunkeutua halkeamien läpi; b) Karstkivien paksuuden on oltava merkittävä; c) pohjaveden pinnan tulee olla matala, jotta tilaa jää riittävästi pystysuora liike pohjavesi.

Pohjaveden tason syvyyden mukaan erotetaan syvä ja matala karsti. On myös "alastonta" eli Välimeren karstaa, jossa karstin pinnanmuodot ovat vailla maaperää ja kasvillisuutta (esim. Vuoristoinen Krim), ja "peitettyä" eli Keski-Euroopan karstaa, jonka pinnalla on säilynyt säänkuorta ja maaperän ja kasvillisuuden peitto kehittyy.

Karstille on ominaista pinnan (kraatterit, karrit, kourut, altaat, luolat jne.) ja maanalaisten (karstiluolat, galleriat, ontelot, käytävät) kohokuvioiden kompleksi. Siirtymämuotoja pinta- ja maanalaisten muotojen välillä ovat matalat (enintään 20 m) karstikaivot, luonnolliset tunnelit, kaivokset tai vauriot. Nieltoja tai muita pintakarstin elementtejä, joiden kautta pintavedet saapuvat karstijärjestelmään, kutsutaan ponoreiksi.

Karsti, kalkkikivitasangot - epäsäännöllisyyksien kompleksi, kuperat kallion paljastumat, syvennykset, luolat, kadonneet purot ja maanalaiset viemärit. Esiintyy vesiliukoisissa ja rapautuneissa kivissä. Prosessi on tyypillinen kalkkikivelle, samoin kuin niille paikoille, joissa kivet huuhtoutuvat pois. Monet joet ovat maan alla, on myös monia luolia ja suuria luolia. Suurimmat luolat voivat sortua ja muodostaa rotkon tai rotkon. Vähitellen kaikki kalkkikivi voidaan pestä pois. Ilmiö on nimetty entisen Jugoslavian Karstin tasangon mukaan. Karstijärjestelmät ovat laajalti edustettuina Krimin vuoristossa ja Uralilla.

Karstia voidaan havaita Länsi-Alpeilla, Appalakkien alueella (USA) ja Etelä-Kiinassa, koska kalkkikivikerrokset, jotka alun perin koostuivat jopa 200 m paksuisesta kalsiittikerroksesta (kalsiumkarbonaatti), jota vesi syövytti osittain. Ilmakehän hiilidioksidi liukeni sateeseen ja vaikutti heikon hiilihapon muodostumiseen, mikä puolestaan vaikutti kivien eroosioon erityisesti halkeamislinjoilla ja kerroksilla, mikä lisäsi niitä karstiluolien, laaksojen muodostumiseen. seurausta luolan seinämien romahtamisesta, jotka jatkokehityksen myötä voivat muuttua rotkoiksi, ja lopulta jäljelle jää karstimaisemalle ominaisia kalkkikivijäänteitä, joita ei ole kulunut.

Luola- luonnollinen onkalo maankuoren yläpaksuudessa, joka on yhteydessä maan pintaan yhden tai useamman henkilön kulkureitin kautta. Suurimmat luolat ovat monimutkaisia käytävien ja hallien järjestelmiä, joiden kokonaispituus on usein jopa useita kymmeniä kilometrejä. Luolat ovat speleologian tutkimuksen kohde.

HYPOTEESI KARST-ALUEIDEN ALKUPERÄSTÄ

Nimittäin on olemassa hypoteesi, että:

Muinaisina aikoina, 300-400 miljoonaa vuotta sitten, merivedessä tapahtui elävien organismien kasvu- ja kuolemaprosessi, jossa käytettiin intensiivisesti kalsiumia kuorien rakentamiseen. Vesi oli kyllästetty kalsiumkarbonaattiliuos. Kuolleet kuoret upposivat pohjaan ja kerääntyivät yhdessä sedimenteiden kanssa, jotka saostuivat liuoksesta ilmastonmuutosten seurauksena;

Miljoonien vuosien aikana kalkkikiveä kertyi pohjalle kerroksittain;

Paineen alaisena kalkkikivisedimentti muutti rakennettaan muuttuen vaakasuorissa kerroksissa makaavaksi kiveksi;

Maankuoren liikkeiden aikana meri vetäytyi ja entinen pohja kuivui;

Kaksi skenaariota tapahtumien kehittymiselle oli mahdollista: 1) kerrokset pysyivät lähes vaakasuorina ja repeytymättöminä (kuten Moskovan lähellä); 2) pohja työntyi esiin muodostaen vuoria, kun taas kalkkikivikerrosten eheys rikottiin, niihin muodostui lukuisia poikittaisia halkeamia ja vaurioita. Näin muodostui tuleva karstialue.

Tämän hypoteesin vahvistavat muinaisten simpukankuorten ja muiden entisten elävien organismien jäännökset kalkkikiven paksuudesta. Oli miten oli, on selvää, että luolat ja kalliot, joihin ne muodostuvat, liittyvät läheisesti muinaiseen elämään maan päällä.

LUOLIEN MUODOSTAMINEN

Karstiluolien muodostumiselle on kolme pääehtoa:

1. Karstkivien esiintyminen.

2. Vuorenrakennusprosessien esiintyminen, maankuoren liikkeet karstikivien levinneisyysalueella, seurauksena - halkeamien esiintyminen massiivin paksuudessa.

3. Aggressiivisten kiertovesien läsnäolo.

Ilman mitään näistä olosuhteista luolan muodostuminen ei tapahdu. Nämä välttämättömät olosuhteet voivat kuitenkin olla päällekkäisiä ilmaston paikallisten ominaisuuksien, kohokuvion rakenteen ja muiden kivien läsnäolon vuoksi. Kaikki tämä johtaa erityyppisten luolien ilmestymiseen. Jopa yhdessä luolassa on erilaisia "komposiittielementtejä", jotka on muodostettu eri tavoin. Karst-luolien tärkeimmät morfologiset elementit ja niiden alkuperä.

Karst-luolien morfologiset elementit:

Pystysuorat kuilut, kuilut ja kaivot,

Vaakasuuntaiset luolat ja mutkit,

Labyrintit.

Nämä elementit syntyvät sen mukaan, minkä tyyppiset häiriöt karstimassiivin paksuudessa ovat.

Rikkomustyypit:

Viat ja viat, halkeamat:

vuodevaatteet,

Karstin ja ei-karstikiven rajalla,

Tektoninen (yleensä poikittainen),

Ns. lateraalivastuksen halkeamia.

Kaavio luolien (kaivot, kaivokset, syvyydet) pystysuorien elementtien muodostamiseksi: Liuotus.

Kaivoja muodostuu tektonisten halkeamien leikkauskohdassa - massiivin mekaanisesti heikoimmassa kohdassa. Täällä sadevesi imeytyy. Ja liuottaa hitaasti kalkkikiveä; miljoonien vuosien aikana vesi laajentaa halkeamia ja muuttaa ne kaivoiksi. Tämä on pohjaveden pystysuoran kierron vyöhyke

Nival-kaivot (massiivin pinnalta):

Talvella halkeamat tukkeutuvat lumella, sitten se sulaa hitaasti, tämä on aggressiivista vettä, se kuluttaa ja laajentaa intensiivisesti halkeamia muodostaen kaivoja maan pinnalta.

Vaakasuoraan kaltevien liikkeiden muodostuminen:

Vesi, joka tunkeutuu karstikivikerroksen (kerroksen) läpi, saavuttaa pohjan halkeaman ja alkaa levitä sitä pitkin kerrosten "putoamisen" tasoa pitkin. On olemassa liuotusprosessi, muodostuu alihorisontaalinen kurssi. Sitten vesi saavuttaa seuraavan tektonisten halkeamien risteyksen ja taas muodostuu pystysuora kaivo tai reunus. Lopulta vesi saavuttaa karstoituneiden ja karsoitumattomien kivien rajan ja leviää sitten vain tätä rajaa pitkin. Yleensä täällä virtaa jo maanalainen joki, siellä on sifonit. Tämä on pohjaveden vaakasuuntaisen kierron vyöhyke.

Hallin muodostuminen.

Hallit löytyvät vikavyöhykkeistä - massiivissa suuria mekaanisia häiriöitä. Hallit ovat vuorottelevien vuorirakentamisen, huuhtoutumisen ja jälleen vuoren rakentamisen (maanjäristykset, maanvyörymät) tulosta.

Sattuu, että mukana on lisämekanismeja:

Kiven sirpaleiden mekaaninen poisto vesivirroilla,

Painelämpövesien toiminta (uusi Athos-luola).

Vaakasuuntaisten labyrintien muodostuminen.

Liuotusprosessi tapahtuu tektonisten halkeamien "verkkoa" pitkin. Tyypillinen esimerkki ovat Länsi-Ukrainan kipsiluolat. Nimetyt luolien rakenneelementtien muodostumismekanismit (morfologia) ovat yleisiä kaikentyyppisille karstkiviloille.

Yleisesti voidaan sanoa, että karstimassiivi on "seula", joka seuloa sateen ja virtaavan veden läpi. Kaikki karstiluolat - sekä pysty- että vaakasuorat - ovat kanavia veden luonnolliseen poistoon karstimassiivissa. Tämän kierron tulos on pohjaveden välttämätön vapautuminen pintaan - ilmeisten tai piilotettujen lähteiden muodossa, mukaan lukien sukellusveneet.

Luolien tyypit

Karstiluolat

Järvi karstiluolassa Krizna Yama, Slovenia.

Vuotomuodostelmia Katerlochin luolassa, Itävallassa. Suurin osa näistä luolista. Juuri karstiluolilla on suurin pituus ja syvyys. Luolia muodostuu kivien liukenemisesta veteen. Siksi karstiluolia löytyy vain siellä, missä esiintyy liukoisia kiviä: kalkkikiveä, marmoria, dolomiittia, liitua sekä kipsiä ja suolaa.

Karstprosessien kemia on sellainen, että usein vesi, liuotettuaan kiven, laskee sen hetken kuluttua takaisin muodostaen ns. sintrausmuodostelmat: stalaktiitit, stalagmiitit, heliktiitit, verhot jne.

Tektoniset luolat

Tällaisia luolia voi syntyä missä tahansa kivissä tektonisten vaurioiden muodostumisen seurauksena. Yleensä tällaisia luolia löytyy syvälle tasangolle leikattujen jokilaaksojen sivuilta, kun valtavat kivimassat irtoavat sivuilta muodostaen painuvia halkeamia (sherlops). Kohtaushalkeamat kiilaavat yleensä yhteen syvyyden kanssa. Useimmiten ne peitetään irtonaisilla kerrostumilla massiivin pinnasta, mutta joskus ne muodostavat melko syviä pystysuoraa luolia, jopa 100 m syviä. Kamarat ovat yleisiä Itä-Siperiassa. Niitä on tutkittu suhteellisen vähän, ja niitä esiintyy todennäköisesti melko usein.

eroosioluolat

Luolat, jotka muodostuvat liukenemattomiin kiviin mekaanisen eroosion seurauksena, toisin sanoen kiinteän materiaalin rakeita sisältävän veden muodostamia luolia. Usein tällaiset luolat muodostuvat merenrantaan surffauksen vaikutuksesta, mutta ne ovat pieniä. Kuitenkin myös luolien muodostuminen, joita maan alle menevien purojen muodostavat primääristen tektonisten halkeamien varrella, on myös mahdollista. Tunnetaan melko suuria (satoja metrejä) eroosioluolia, jotka muodostuvat hiekkakivistä ja jopa graniiteista.

Jäätikköluolat

Jäätiköiden runkoon sulamisveden vaikutuksesta muodostuneet luolat. Tällaisia luolia löytyy monilta jäätiköiltä. Sulaneet jäätiköt imeytyvät jäätikön runkoon suuria halkeamia pitkin tai halkeamien risteyskohdassa muodostaen kulkuväyliä, jotka joskus kulkevat ihmisille. Tyypilliset pituudet ovat muutama sata metriä, syvyys jopa 100 metriä tai enemmän. Vuonna 1993 Grönlannista löydettiin ja tutkittiin jättiläismäinen 173 m syvä Izortogin jääkaivo, johon virtasi kesällä vettä 30 m³/s tai enemmän.

Jäätikköluola Fallbreeen-jäätikön reunalla, Huippuvuorilla. Toinen jäätikköluolatyyppi on jäätikköon muodostuneita luolia jäätiköiden sisäisten ja subglasiaalisten vesien ulostulon kohdalle jäätiköiden reunalle. Sulavesi tällaisissa luolissa voi virrata sekä jäätikköpohjaa pitkin että jäätikköjään yli.

Erityinen jäätikoluolatyyppi on luolia, jotka on muodostettu jäätikössä siihen kohtaan, josta maanalaiset lämpövedet tulevat ulos. Koska vesi on kuumaa, se pystyy tekemään suuria gallerioita, mutta tällaiset luolat eivät sijaitse itse jäätikössä, vaan sen alla, koska jää sulaa alhaalta. Lämpöjääluolia löytyy Islannista ja Grönlannista, ja ne saavuttavat huomattavia kokoja.

laava luola, Havaiji. Vulkaaniset luolat

Nämä luolat muodostuvat tulivuorenpurkausten aikana. Jäähtyvä laavavirtaus peittyy kiinteällä kuorella muodostaen laavaputken, jonka sisällä vielä virtaa sulaa kiviä. Kun purkaus on itse asiassa jo päättynyt, laava virtaa ulos putkesta alapäästä ja putken sisään jää ontelo. On selvää, että laavaluolat sijaitsevat aivan pinnalla, ja usein katto romahtaa. Kuitenkin, kuten kävi ilmi, laavaluolat voivat olla erittäin suuria, jopa 65,6 km pitkiä ja 1100 m syviä (Kazamura Cave, Havaiji).

Luolat Baikalin alueella

Baikalin alueen alueella on luolia erilaisia rotuja ja niiden alkuperä on hyvin monipuolinen.

Jotkut luolat ovat seurausta kalkkikiven, kipsin, dolomiitin, kivisuolan ja muiden helposti liukenevien kivien hyvin pitkittyneestä liukenemisesta sateen tai lumen sulamisveden vaikutuksesta, joka tihkuu pieninä virroina kivikerrosten halkeamien kautta.

Muita luolia löytyy graniiteista, hiekkakivistä, ansoista, konglomeraateista ja muista kovista kivistä, ja ne muodostuivat sääprosessien, voimakkaiden lämpötilanvaihteluiden ja muiden syiden seurauksena.

Baikalin alueen alueella ensimmäisen tyypin luolat ovat yleisimpiä.

Kivien vedessä liukenemisesta syntyviä ilmiöitä kutsutaan maantieteellisessä ja geologisessa kirjallisuudessa yleensä karstiksi. Sana "karsti" tulee Karstin kalkkikivitasangon nimestä, joka sijaitsee Itä-Alpeilla lähellä Adrianmeri, Triesten kaupungin itäpuolella, jossa karsti-ilmiöt ovat voimakkaimpia ja joita tutkittiin ensimmäisenä.

Karstin pääominaisuus on kivien läpäisevyys, joka liittyy niiden kykyyn liueta veteen.

Kipsi liukenee veteen melko nopeasti. Kalkkikivi liukenee hitaammin ja vain hiilidioksidipitoiseen veteen. Kalkkikiven halkeamien läpi tihkuva sadevesi ja lumisula sisältävät hiilidioksidin lisäksi orgaanisia happoja, jotka muodostuvat maaperään lehtien ja varsien lahoamisen aikana. Vesi syövyttää kalkkikiveä hitaasti ja laajentaa ja syventää sen halkeamia.

Niinpä monien vuosituhansien ajan maanalaiset ja pintavedet syövyttävällä ja hajottavalla vaikutuksellaan edistävät suppilonmuotoisten syvennysten, kaivojen, uppojen ja maanalaisten luolien muodostumista, joissa on monia halleja ja käytäviä.

Syvällä maan alla sijaitsevat karstiluolat koostuvat usein useista kerroksista eri tasoilla päällekkäin. Tällaisten luolien käytävät, joita yhdistävät kapeita porsaanreikiä, ulottuvat joskus pitkiä matkoja muodostaen monimutkaisia labyrintteja. Joissakin luolissa ilmeisesti aikoinaan virtasi maanalaisia jokia, joilla oli yhteys pintavesistöihin.

Karstiilmiöt aiheuttavat usein suuria vahinkoja kansantaloudelle. Karstiilmiöiden perusteellisen tutkimuksen tuloksena on todettu, että suurin vaara ei ole niinkään kalkkikiven liukeneminen, joka tapahtuu äärimmäisen hitaasti, vaan aikaisemmilla geologisilla jaksoilla syntyneet karstihuokoset, joihin vesi laskeutuu pinta. Tämä aiheuttaa veden puutetta alueella tai jyrkkiä vaihteluita pohjaveden pinnassa, vaikeuttaa mineraalien talteenottoa ja on vakava este erilaisten vesirakenteiden rakentamisessa, rautateiden rakentamisessa, valtateiden reittien etsimisessä ja liassa. teillä, metsänkäytön aikana jne.

Joissakin karstiluolissa voi joskus nähdä kalkkipitoisia sintrausmuodostelmia. Luolan katosta roikkuu kapeat ja pitkät jääpuikot - tippukivipylväät, joita kohti lattiasta kasvaa pylväsmäiset stalagmiitit.

F. D. Bubleinikov selittää tippukivipylväiden ja stalagmiittien alkuperän näin: ”Luolan katossa roikkuvan pisaran pinnalle vapautuu kiinteää kalkkisedimenttiä. Ratkaisu virtaa edelleen ja lopulta. omalla painollaan oleva pisara katkeaa ja putoaa jättäen luolan kattoon renkaan muotoisen kiinteän aineen kerrostuman. Tämä muodostaa vähitellen ohuen kalkkipitoisen putken, jonka sisällä valuva vesi jatkaa virtaamista. Putki täyttyy yleensä pian sedimentillä ja sisään virtaava liuos laskeutuu sen pintaa pitkin. Kalkkikerros kerrostuu, ja aivan kuten jääpuikkoja muodostuu keväällä kattojen reunoille, laskeutuu luolan katosta hitaasti kasvava tippukivi. Vesi, joka ei ehtinyt haihtua tippukivipinnalta, putoaa luolan pohjalle, ja tähän paikkaan muodostuu vähitellen kalkkikivipylväs, "stalagmiitti".

Vuosi vuodelta tippukivipylväistä ja stalagmiiteista tulee paksumpia ja pidempiä. Usein voidaan havaita omituinen tippukivipylväiden ja stalagmiittien fuusio toistensa kanssa korkeiden, hoikkien pylväiden, verhojen, seulojen, sienten, patsaiden jne., sintrausmuodostelmien muodossa, jotka sisustavat luolaa tehokkaasti.

Suurissa kylmissä luolissa vierailija hämmästyttää läpäisemätön pimeys, syvä hiljaisuus ja epätavallisen omituiset holvien ja seinien muodot, joita peittävät kauniisti roikkuvat jääkiteiden ja kuuraseppeleet, jotka kimaltelevat timanteista. Vain toisinaan luolan hiljaisuuden rikkoo katosta putoavien vesipisaroiden melodiset äänet, jostain putoavan kiven ääni tai kaukaa puhaltava pieni tuulenpuuska.

Graniiteista, hiekkakivistä, konglomeraateista (kivi, joka koostuu sementoiduista pyöristetyistä lohkareista ja eri kokoisista kivistä), ansoista (muinainen magmakivi) ja muista kivistä löydetyt luolat näyttävät pieniltä avoimista raoista, katosista, kaareista, rakoista, jotka joskus ulottuvat kauas syviin kiviin. Tällaiset luolat ja markkinaraot ovat yleensä valoisia, kuivia ja mukavia suojapaikkoja sateelta ja tuulelta. Luolien ja syvennysten ulompia aukkoja löytyy yleensä vuorten rinteiltä, rannikon kallioilta tai jokien terasseilta ja joskus huomattavalla korkeudella joen tai järven yläpuolella.

Lukuisissa Baikal-järven rannikon kallioissa luolia ja luolia syntyi suolasurffauksen vaikutuksesta, mikä valtavalla tuhovoimallaan myötävaikutti halkeamien ja tyhjien laajenemiseen kallioissa. Surffauksen tuhoisaa vaikutusta lisäävät toistuvat aaltojen heittämät ja rannikon reunuksia vasten iskevät kallionpalaset. Myös sääprosesseilla oli tietty rooli luolien luomisessa. Paikoin Baikal-järven rannikolle muodostui korkeita kaaria ja portteja aaltojen surffauksesta. Kuvaukselliset luolat Peschanayan, Babushkan, Sennayan lahdissa, Olkhoyn saaren kallioissa, Pienenmeren saarilla, kallioissa lähellä Kotyn kylää, 18 kilometriä joen lähteestä pohjoiseen, ovat hyvin kuuluisa. Hangaarit. Nämä luolat ovat poikkeuksellisen maalauksellisia myöhään syksyllä, jolloin luolien seinistä ja katosta roikkuu jäisiä jääraitoja kauniina seppeleinä.

Cave Kyzylyarovskaya niitä. G.A. Maksimovich.

Yksi Etelä-Uralin suurimmista luolista on klassinen esimerkki ristikkotyyppisistä labyrinttiluolista, Uralin suurin luola esikambrian kerrostumissa, pisin ylivuotoluola Bashkortostanissa. Se on osa Etelä-Uralin suojelualuetta. Sijaitsee Beloretskyn alueella, 1,2 km entisestä koilliseen. d. Kyzylyarovo.

Pieni (0,8 x 0,4 m) soikea sisäänkäynti luolaan sijaitsee jokilaakson oikean rinteen keskiosassa. Bol. Inzer absoluuttisessa merkissä 362 m, ylitys 13 m joen uoman yläpuolella. Se on laskettu joen U-muotoisen mutkan muodostamaan karstimassiiviseen. Ylä-Rifean Minyar-muodostelman kalkkikivet osallistuvat sen geologiseen rakenteeseen.

Sisäänkäyntikäytävä asetettiin tektonista halkeamaa pitkin ja suuntautuu az-suuntaan. 320 astetta. 285-310 astetta Ne leikkaavat koillissuunnan kulkuväylät. Labyrintin muodostuminen liittyy jokikäyrän sisäosaan muodostuneen sivupaineen leikkaavien halkeamien järjestelmään. Samanaikaisesti luolan labyrinttiosan pisimmät käytävät ovat yhdensuuntaisia mutkan vedenjakajalinjan kanssa, ja lyhyet käytävät on suunnattu kohtisuoraan sitä vastaan. Luolan muodostuminen joen juuren mutkaan risteävien halkeamien järjestelmään määritti sen merkittävän koon, koska Etelä-Uralilla suuret (pituudeltaan) luolat eivät ole tyypillisiä ylemmän proterotsoisen karbonaattikiville.

Luolassa on runsaasti erilaisia sintrausmuodostelmia. Se sisältää heliktiittejä ja kalsiittikiteitä, jotka ovat suhteellisen harvinaisia Etelä-Uralin luolissa.

Luolan alimmilla osilla on järviä, joilla on hydraulinen yhteys jokivesiin. Karstimassion ja luolan läpi jokivesi virtaa ja jokivirtaus vähenee osittain mutkan sisäänkäynnissä.

Luola perustettiin ilmeisesti alemmalla pleistoseenilla, ja sen aktiivisin muodostuminen tapahtui keskikvaternaarissa (300-400 tuhatta vuotta sitten).

Luolan kokonaispituus on 2217 m, lattiapinta-ala 6,8 tuhatta neliömetriä. m, tilavuus - 30,6 tuhatta kuutiometriä. m, syvyys - 13 m, amplitudi - 25 m.

Karstiluolat

Tiettyjen kivien liukeneminen (uuttuminen) aiheuttaa joukon ilmiöitä, joita kutsutaan karstiksi tai sanalla sanoen karstiksi. Näitä ilmiöitä tutkittiin ensimmäisen kerran Karstin kalkkitasangolla Jugoslaviassa. Niitä löytyy paikoista, joissa liukoiset kivet ovat yleisiä: vuorisuola, kipsi, liitu, kalkkikivi, dolomiitti. Pinta- ja maanalaiset vedet huuhtoutuvat niihin suuria ja pieniä onteloita, jotka ovat usein omituisia ja muodostavat luolia, kuoppia, luolia.

Kun katto kaatuu karstaukkojen päälle tai pinnasta makaavat kivet huuhtoutuvat, ilmaantuu omituisia kohokuvioita - karstia. Näistä yleisimmät erikokoiset ja -muotoiset suppilot, kolot ja upot; car-ry - syvennykset, ojat, halkeamat, uurteet, jotka leikkaavat maan pinnan.

Karstin vaikutuksen alaisena tapahtuu monia hämmästyttäviä ilmiöitä: joet, purot, järvet katoavat (kirjaimellisesti putoavat maahan); jotkut joet yhtäkkiä "nousevat" pintaan; merenpohjassa makeaa vettä virtaa karstin onteloista. Uskotaan, että jotkut legendat äkillisesti katoavista kaupungeista (esimerkiksi näkymättömästä Kitezin kaupungista) syntyivät karstivaurioiden vaikutuksesta, joihin rakennukset romahtivat. Tällaiset ilmiöt eivät ole harvinaisia alueilla, joilla karstia kehittyy.

Karstin tutkiminen liittyy ensisijaisesti käytännön tarpeisiin: kaupunkien ja yksittäisten rakenteiden rakentamiseen, rautateiden toimintaan jne. Karstivaurioita on esiintynyt toistuvasti esimerkiksi Moskovan ja Gorki välisen radan lähellä. Yhden suppilon halkaisija oli 50 m. Sen täyttämiseen tarvittiin 15 vaunua maata. Vielä enemmän ongelmia aiheuttavat karstivauriot kaupungeissa. On tapauksia, joissa talot putosivat karstin onteloihin ja kokonaisia kaupunginosia tuhoutui. Joten Johannesburgissa (Etelä-Afrikka) vuoden 1962 lopulla koko tehdas katosi maan alle, epäonnistuessa, ja myöhemmin - asuinrakennus. Ilmeisesti nämä notkahdukset syntyivät pohjaveden suuren pumppauksen seurauksena. Vakaus murtui karstonteloissa, dolomiiteissa ja kaupungin alla olevissa kalkkikivissä.

Vesirakennusrakentaminen karstialueilla on erittäin vaikeaa.

Tästä huolimatta karstialueilla rakennustyöt ovat käynnissä. Siten Pavlovskajan vesivoimala Ufa-joella, Kakhovskaya Dneprillä ja monet muut padot sijaitsevat paikoissa, joissa karstia kehitetään. Mutta täällä, jo ennen rakentamisen aloittamista, maantieteilijät ja geologit työskentelivät karstin tutkimiseksi ja ehdottivat toimenpiteitä sen torjumiseksi. Loppujen lopuksi kaikesta karstin "oveluudesta" huolimatta sitä voidaan käsitellä onnistuneesti. Esimerkiksi sementin ruiskuttamiseen kaivojen kautta maanalaisiin tyhjiin tai "parantaa" suppiloita maaperällä.

Karsti vaikeuttaa suuresti maanalaista työtä: miinojen, uurteiden, tunneleiden ajamista. Usein maanalaiset purot ja joet virtaavat karstin tyhjiöissä, siellä on maanalaisia järviä. Mutta maan alla olevasta karstista voi tulla myös ihmisen auttaja: speleologit (luolatutkijat) onnistuvat tunkeutumaan karstiluolista satojen metrien syvyyksiin vuorten syvyyksiin.

Karstiluolat ovat upeita luonnon luomuksia. Mielenkiintoisia labyrintit, galleriat; majesteettiset luolat ja "pohjattomat" syvyydet; kivi"jääpuikot" tippukivipylväistä ja stalagmiittipylväistä; myrskyisiä puroja, vesiputouksia ja hiljaisimpia järviä; erityinen eläimistö ja hauraat kiteiset muodostelmat - kaikki tämä löytyy karstiluolista. Jotkut niistä ovat erittäin suuria. Keski-Dnistrian järviluolan pituus on 21,6 km ja Main (Crystal) -luola on 18,8 km. Kuuluisa Kungur-luola Cis-Uralissa on 4,6 km pitkä; siinä on yli 30 järveä. Suurin luola on Mammoth (USA, Kentucky); sen kaikkien oksien kokonaispituus on 240 km. Kaukasuksella, Krimillä on monia luolia. Kesällä 1979 Kaukasian Snezhnaya-luolaa tutkineet Neuvostoliiton speleologit laskeutuivat 1190 metrin syvyyteen. Maailman syvin karstivaurio on Pierre-Saint-Martinin luola Ranskassa (1332 m).

Karsti on vanha ja moderni. Volgan laaksossa Samarskaja Lukalla voi nähdä yli 150 miljoonaa vuotta sitten muodostuneita karstimuotoja. Tämä on ikivanha karsti. Nykyaikaiset karstiprosessit ovat eri intensiteettejä. Ja silti niiden nopeus ei yleensä ole kovin korkea. Vuosien ja vuosikymmenten aikana suuri karstontelo eli karra ei voi muodostua. Joten useimpien nykyaikaisten karstimuotojen ikä on tuhansia tai jopa miljoonia vuosia.

Karstin muodostumiseen liukoisten kivien läsnäolo ei vieläkään riitä. Erittäin tärkeitä ovat pohjaveden syvyys (mitä matalampi niiden taso, sitä syvemmät karstimuodot), pinta- ja pohjaveden kemiallinen koostumus, reliefi, ilmasto sekä ihmisen toiminta (kaivostoiminta, rakentaminen, hydrauliset rakenteet jne.). Siksi on erittäin vaikeaa tutkia karstia, sen syitä, ominaisuuksia ja menetelmiä sen käsittelemiseksi.

Karstia esiintyy maamme monilla laajoilla alueilla: Keski-Venäjän ja Volgan ylängöillä, Okan altaalla, Kljazmassa, Dneprin ja Donin yläjuoksulla, Volynin ylänköllä, Baltian maissa, O-joen varrella. -Dvinan vedenjakaja, Valko-Venäjän pohjoisosassa, Karpaateissa ja TransKarpatiassa, Krimillä ja Kaukasuksella, Kaspianmeren alamaalla, Uralilla ja Cis-Uralilla. Karsti on myös laajalle levinnyt Itä-Siperiassa, Länsi-Baikalin alueella, Primoryessa ja Amurin alueella, Kazakstanissa ja Keski-Aasiassa. Sitä on tutkittu yksityiskohtaisimmin maan eurooppalaisessa osassa. Sitä ei kuitenkaan ole vielä tutkittu tarpeeksi hyvin monilla alueilla täälläkään.

Nuori paikallishistorioitsija voi oppia karstin olemassaolosta tietyllä alueella paikallisten asukkaiden ja asiantuntijoiden tarinoista sekä pinnanmuodoista, luolista jne.

Karsti voidaan havaita ominaisten maamuotojen (karr, vajoamat) perusteella; katoavien purojen ja jokien varrella; alueilla, joilla joen veden määrä vähenee tai kasvaa jyrkästi; tärkeimmät pohjaveden lähteet. Suurissa karstipaaluissa ja karstirotoissa ei ole harvinaista, että voimakkaasti umpeenkasvuisia pieniä vajoja ei ole helppo havaita. On kuitenkin muistettava, että juuri tällaiset tiheän kasvillisuuden taskut osoittavat vajoajien olemassaolon täällä.

Karstin pinnanmuotoja on tutkittava erittäin huolellisesti, pitäen mielessä mahdolliset kohtaamiset syvien karstikaivojen, uppojen kanssa; ei voi toimia yksin ilman kokeneiden vanhempien tovereiden, opettajien osallistumista. Sen tulisi rajoittua karstin pinnanmuotojen tarkastamiseen ja mittaamiseen pinnasta (laskumatta uppoihin, luoliin). Tee silmätutkimus niiden levinneisyysalueista, piirrä nämä alueet pienimuotoisiin karttoihin ja kaavioihin. Erityistä huomiota tulee kiinnittää teiden ja yksittäisten rakenteiden vaurioihin karstin ilmentymien vuoksi. Karstiluolat ovat erittäin vaarallisia: niihin on helppo eksyä; lisäksi niistä löytyy usein syviä karstikaivoja ja syvyyksiä.

Lähde: yunc.org

Karstiluolat

Asiaan liittyvä sisältö: