Карстовые провалы и воронки в России широко распространены в Нижегородской области, также встречаются на Среднем Урале, в Кабардино-Балкарии, на территории горного Крыма, Адыгеи и Татарстана.
Что такое карст?
Карстом называют процесс естественного растворения и механического размыва горных пород грунтовыми или наземными водами. В результате такого воздействия образуются различные формы рельефа в виде провалов, карстовых воронок, шахт, каналов и прочих природных форм.
Карстовые процессы могут значительно усложнять строительство зданий, их последующую эксплуатацию и наносить непоправимый ущерб землям сельскохозяйственного назначения. Основные формы проявления: оседания и провалы поверхности земли, которые приводят к деформации сооружений, вплоть до их разрушения; прорывы карстовых вод в горные выработки и тоннели.
Помимо этого, с карстовыми процессами связано полное или частичное поглощение поверхностного стока рек, а карстовая воронка, появившаяся на дне водоема, становится причиной его осушения. Карстовые процессы накладывают определенный отпечаток на условия местности: резко меняют рельеф, а также движение подземных и наземных вод.
Карстующиеся породы могут иметь различный литологический состав. Это может быть известняк, мрамор, солевой и сульфатный карст, доломиты.
Где наиболее распространены карстовые процессы?
В России выделяются Волго-Уральская, Предуральская, Западно-Уральская, Центрально-Уральская и Магнитогорская карстовые провинции. Карстующиеся породы могут находиться на поверхности и на любой глубине, они занимают примерно половину всей территории РФ. В таких местах затруднены все виды строительства, а также разработка месторождений с полезными ископаемыми.
Однако за долгие годы люди научились грамотно использовать такое соседство. Благодаря повышенной водоотдаче и водопроницаемости таких пород, в них часто размещают дренажи. После осушения местности занимаются добычей полезных ископаемых.
Более глубокие и труднодоступные карстующиеся полости используют в качестве подземных хранилищ. Стоит отметить, что многие палеокарстовые полости богаты на различные полезные ископаемые и являются ценными месторождениями.
Что такое карстовый провал и как он образуется?
Карстовый провал представляет собой воронку с обрывистыми вертикальными стенками, имеющими обратный уклон. Бывают цилиндрические, конические, чашевидные и воронки сложного строения.
Такие образования в грунте часто становятся причиной серьезных обвалов и приводят к катастрофическим ситуациям, а также гибели людей, деформации зданий и сооружений и их полному разрушению. Непосредственное влияние на масштабность провала оказывают грунтовые воды, которые находятся на данной местности.
Карстовые провалы изучают специалисты не один десяток лет. Однако, досконально исследовать механизмы провалообразования в природе очень сложно, а объем натурных исследований зон провалов невелик. Как правило, для этих целей используется лабораторное физическое моделирование, которое позволяет понять особенности деформации земной толщи, определить условия для образования карстового провала и факторы, влияющие на этот процесс.
Российский геолог О. Нещеткин занимается изучением карстовых провалов с 1982 года. В своих работах выделяет два основных этапа формирования воронки. На первом этапе происходит обычное прогибание и проседание почвы, которое сопровождается образованием кольцовых трещин. На второй стадии разрушается свод промежуточной полости в результате обрушения блоков пород. В зависимости от плотности грунта, образованная воронка может быть сводовой, цилиндрической, чашеобразной или конической формы.