Зонально-климатические типы карста. Основные особенности тропического карста

Карстовый процесс—прежде всего денудационный процесс, поэтому он протекает по-разному в разных климатических зонах. Большая часть приведенного выше материала относится к голому карсту, который наиболее типичен для областей со средиземно­морским субтропическим климатом. Карстовым процессам наряду с благоприятным геологическим строением здесь способствует климат. Ливневый характер атмосферных осадков и наличие засушливого сезона способствуют интенсивному воздействию дожде­вых вод на поверхность известняковых пород, сравнительно мед­ленному накоплению элювия.

В странах с умеренным климатом карстовые процессы также развиваются довольно интенсивно, но карстующиеся породы почти всегда прикрыты слоем наносов и хорошо развитым почвенно-рас­тительным покровом. Поэтому поверхностные карстовые образова­ния типа долин и провалов не имеют столь резкой выраженности, как в средиземноморских странах. Это области преимущественно покрытого карста, карстовые образования связаны исключительно с подземным выщелачиванием, а поверхностные формы обусловле­ны провалами и проседанием рыхлого покрова над подземными карстовыми полостями (воронки просасывания).

До недавнего времени изучение карстовых явлений происходи­ло, главным образом, в странах с умеренным и средиземноморским климатом. Сравнительно недавно начавшееся изучение карста тро­пических областей показало, что здесь развитие карста характери­зуется рядом особенностей, которые в основе имеют климатическую обусловленность.

Большинство исследователей основное внимание уделяют поло­жительным формам рельефа, образующимся в ходе карстовых про­цессов в условиях тропического гумидного климата. Как отметил И. С. Щукин, «если сопоставить зрело развитый типичный карст тропиков с таковым же умеренных широт, то они будут представ­лять морфологически как бы негативные оттиски друг друга. Если для карста умеренных областей характерен ландшафт более или менее одновысотных плато, усеянных многочисленными отри­цательными формами рельефа, то для тропического карста харак­терно развитие положительных форм рельефа в виде башен или конусов, воздымающихся над некоторым средним уровнем — базальной поверхностью.

В тропическом карсте в процессе его развития возникают пони­жения, разделяющие весь карстовый массив на отдельные возвы­шенности. Понижения углубляются до уровня базальной поверх­ности, и дальнейшее развитие тропического карста сводится к рас­ширению этой поверхности за счет сокращения площадей, заня­тых возвышенностями, до их полного уничтожения. В конечном счете, это приводит к образованию выровненных карстово-денудационных поверхностей. Обычно процесс выравнивания распростра­няется в определенном направлении, и там, где он начался раньше, перед карстовой областью формируется равнина, получившая наименование окраинной равнины карста.

Абсолютная высота окраинных равнин различна. В приморских областях она может определяться уровнем моря, в других — уровнем некарстующихся пород, лежащих под известняками, в треть­их—уровнем грунтовых вод. Обычно такая равнина подвержена периодическому затоплению, причем застаивание атмосферных вод способствует накоплению терра-росса. Как будет показано ниже, именно действию этих вод и обязан тропический карст своими особенностями.

Крутой уступ карстовой области, обращенный к окраинной рав­нине карста, свидетельствует о том, что при затоплении равнины во время тропических ливней основание уступа подвергается ин­тенсивной коррозии, отступает, а равнина как бы наступает на карстовую область, постепенно все больше и больше сокращает площадь, занятую положительными формами карстового рельефа.

Формирование окраинной равнины происходит обычно на уров­не основных речных долин, дренирующих карстовую область. По­скольку окраинная равнина карста и вырабатываемая как ее про­должение поверхность карстово-денудационного выравнивания привязаны к уровням днищ долин, становится ясным, что образо­вание и той и другой поверхностей возможно лишь при условии тектонического покоя территории. Поднятие территории неизбеж­но вызовет врезание речных потоков, и процесс выработки карсто­вой равнины будет прерван.

Из сказанного следует, что окраинная равнина по своему суще­ству является педиментом карстового происхождения.

По морфологии положительных элементов рельефа тропический карст подразделяют на куполовидный, башенный, конический и котловинный. Как указывает П. С. Щукин, эти типы генетически связаны и, скорее всего, представляют собой лишь разные стадии в формировании карстового ландшафта или же могут быть обуслов­лены некоторыми местными геологическими условиями.

Куполовидный карст характеризуется тесным скоплением купо­лообразных возвышенностей, разделенных узкими вогнутыми сед­ловинами то более высокими, то более низкими. Относительная высота куполовидных холмов колеблется от 25 до 150 м при попе­речнике основания до 80 м. Седловины не достигают уровня пред­горной равнины. Нередко, особенно во внутренней части массива, купола отделены друг от друга узкими крутостенными ущельями - «карстовыми переулками», которые иногда даже пересекаются. На местах пересечения образуются расширения, причем можно наблюдать последовательные стадии постепенного превращения расширений в более крупные впадины, вплоть до польев. Не вызы­вает сомнений, что «переулки» представляют собой разработанные выщелачивающей деятельностью воды тектонические трещины. Интересно, что куполовидный карст нередко бывает представлен в центральной части карстового массива, а по периферии развиты другие формы — конический и т. д. Это, очевидно, свидетельствует о том, что куполовидный карст—всего лишь одна из самых ран­них стадий развития карста в тропических областях.

Башенный карст— тип тропического карста, чаще всего наблю­дается по периферии области распространения куполовидного кар­ста. Для него характерно наличие крутостенных, изолированных друг от друга возвышенностей, напоминающих башни или столбы, относительная высота которых может достигать 300 и более мет­ров (рис. 75). Возвышенности-башни расположены на значительном расстоянии друг от друга (в отличие от куполовидного карста) и отделены плоскими понижениями, являющимися как бы ответвле­нном окраинной равнины. Во время ливней понижения затопляются водой, которая некоторое время застаивается здесь вследствие развития достаточно мощного покрова элювия тина терра-росса на дне понижений. В результате вода агрессивно воздействует па подножья склонов башен. Обычно башни пронизаны пещерами и естественными шахтами, их вершинные поверхности изъедены каррами и карстовыми воронками. Здесь можно встретить и до­статочно обширные плоскодонные понижения типа польев, окру­женные башнями и образовавшиеся на месте уже полностью уни­чтоженных карстовых башен.

Морфология башенного карста свидетельствует о том, что в данном типе тропического карста углубление понижений уже закончилось. Развитие карстово-денудационной поверхности вы­равнивания здесь идет исключительно в ширину за счет съедания склонов возвышенностей и их полного уничтожения. Уничтожению башен способствует и подземный карст—дальнейшее развитие си­стемы ходов и пещер, пронизывающих массивы.

Конический карст отличается от башенного морфологией возвы­шенностей, которые имеют вид более или менее правильных кону­сов, т. е. склоны их уже значительно выположены (рис. 76). Есть мнение, что формы конического карста образуются в том случае, если развитие башенного карста прерывается тектоническим под­нятием. Тогда наступает новый цикл врезания, уровень денудации понижается, и подножья возвышенностей уже не подвергаются воздействию застаивающихся дождевых вод. Склоны их выполаживаются за счет склоновых процессов.

Процессы поднятия и тектонической стабильности могут в пре­делах одной и той же карстовой области чередоваться. В результа­те такого чередования образуется отчетливо выраженная ярусность вершинных поверхностей карстовых положительных форм.

Необходимо упомянуть также о котловинном карсте, который; в наиболее полном виде представлен на Ямайке. Он отличается развитием вогнутых карстовых котловин, отделенных друг от друга островерхими известняковыми гребнями. Формирование котловин­ного карста определяется здесь глубоким залеганием уровня грун­товых вод и сильной раздробленностью известняков.

Следует заметить, что для тропического карста развитие обыч­ных для карстовых областей форм рельефа типа воронок, колод­цев, польев и т.д. не менее характерно, чем положительных форм

В целом все исследователи отмечают чрезвычайно интенсивный ход карстообразования в тропиках (по сравнению с районами уме­ренных широт и средиземноморского климата). Это явление как будто бы противоречит тому факту, что при высоких температурах насыщение воды углекислым кальцием происходит быстрее и по­этому в условиях теплого климата вода должна быть менее аг­рессивна, чем в умеренной и холодной зонах. Однако пышная растительность тропических стран является мощнейшим источником поступления углекислого газа в воду, и этот источник с избытком компенсирует неблагоприятные в термическом отношении условие растворимости известняков в тропических странах. Кроме того, и органические, и азотнокислые соединения также усиливают хи­мическую агрессивность воды в тропических странах. За счет этих факторов, а также большого количества осадков интенсивность карстовых процессов и их эффективность в гумидных тропиках, по-видимому, в несколько раз выше, чем в умеренной зоне. Только благодаря этим обстоятельствам карстовые процессы в тропиках приводят к выработке выровненных поверхностей карстовой денудации, которые в умеренных и средиземноморских странах форми­руются только в исключительных случаях.