Կարստային քարանձավների ձևավորում. Քարանձավների ձևավորում և զարգացում Քարանձավների ձևավորում

Կարստային քարանձավները ստորգետնյա խոռոչներ են, որոնք ձևավորվել են երկրակեղևի հաստության վրա, այն վայրերում, որտեղ հեշտությամբ լուծվող կարբոնատ և հալոգեն ապարները տարածված են: Ենթարկվելով տարրալվացման և մեխանիկական սթրեսի` այս ապարներն աստիճանաբար ոչնչացվում են, ինչը հանգեցնում է տարբեր կարստային ձևերի առաջացման: Դրանցից ամենամեծ հետաքրքրությունը առաջացնում են ստորգետնյա կարստային ձևերը՝ քարանձավները, հանքերը և հորերը, որոնք երբեմն բնութագրվում են շատ բարդ կառուցվածքով։

Կարստային քարանձավների զարգացման հիմնական պայմաններից է կարստային ապարների առկայությունը, որոնք բնութագրվում են զգալի լիթոլոգիական բազմազանությամբ։ Դրանցից են կարբոնատային ապարները (կրաքարեր, դոլոմիտներ, կավիճ, մարմարներ), սուլֆատային ապարները (գիպս, անհիդրիտներ) և հալոգենային ապարները (ապարների աղեր, կալիումի աղեր)։ Շատ տարածված են կարստային ապարները։ Շատ տեղերում դրանք ծածկված են ավազակավային հանքավայրերի բարակ ծածկով կամ ուղղակիորեն դուրս են գալիս մակերես, ինչը նպաստում է կարստային գործընթացների ակտիվ զարգացմանը և տարբեր կարստային ձևերի ձևավորմանը։ Կարստային գոյացման ինտենսիվության վրա էապես ազդում են նաև ապարների հաստությունը, դրանց քիմիական կազմը և առաջացման առանձնահատկությունները։

Ինչպես արդեն նշվեց, շինարար կարստային քարանձավներջուր է։ Սակայն, որպեսզի ջուրը լուծի ապարները, դրանք պետք է լինեն թափանցելի, այսինքն՝ ճեղքված։ Ժայռերի ճեղքվածքը կարստի զարգացման հիմնական պայմաններից է։ Եթե ​​կարբոնատային կամ սուլֆատային զանգվածը միաձույլ է և բաղկացած է պինդ ապարների սորտերից՝ առանց ճեղքվելու, ապա դրա վրա չեն ազդում կարստային գործընթացները։ Սակայն այս երևույթը հազվադեպ է, քանի որ կրաքարերը, դոլոմիտները և գիպսը բնության կողմից ճեղքված են: Կրաքարային զանգվածները կտրող ճեղքերը տարբեր ծագում ունեն։ Կան լիտոգենետիկ, տեկտոնական, մեխանիկական բեռնաթափման և եղանակային ճեղքեր։ Ամենատարածվածը տեկտոնական ճեղքերն են, որոնք սովորաբար կտրում են նստվածքային ապարների տարբեր շերտերը, առանց բեկվելու մի շերտից մյուսին անցնելու ժամանակ և առանց դրանց լայնությունը փոխելու։ Տեկտոնական ճեղքվածքը բնութագրվում է 1-2 մմ լայնությամբ բարդ փոխադարձ ուղղահայաց ճեղքերով: Ժայռերը բնութագրվում են տեկտոնական անկարգությունների գոտիներում ամենամեծ մասնատվածությամբ և ճեղքվածքով:

Ընկնելով կարստային զանգվածի մակերեսին՝ մթնոլորտային տեղումները տարբեր ծագման ճեղքերով թափանցում են այս զանգվածի խորքերը։ Ստորգետնյա ալիքներով պտտվելով՝ ջուրը ցամաքեցնում է ժայռը, աստիճանաբար լայնացնում ստորգետնյա անցումները և երբեմն գոյացնում հսկայական խարույկներ։ Շարժվող ջուրը կարստային գործընթացների զարգացման երրորդ նախապայմանն է։ Առանց ջրի, որը լուծարում և քայքայում է ժայռերը, չէին լինի կարստային քարանձավներ։ Այդ իսկ պատճառով ջրագրական ցանցի առանձնահատկությունները և հիդրոերկրաբանական ռեժիմի յուրահատկությունը մեծապես որոշում են կարստային շերտերի քարանձավայինության աստիճանը, տարրալվացման գործընթացների ինտենսիվությունը և ստորգետնյա խոռոչների զարգացման պայմանները։

Բազմաթիվ կարստային խոռոչների առաջացման մեջ հիմնական դերը խաղում է անձրևի և ձյան հալած ջրի ներթափանցումն ու ուռճացումը։ Նման քարանձավները կոռոզիոն-էրոզիոն ծագում ունեն, քանի որ ապարների քայքայումը տեղի է ունենում ինչպես քիմիական տարրալվացման, այնպես էլ մեխանիկական էրոզիայի պատճառով: Սակայն պետք չէ մտածել, որ այդ գործընթացները տեղի են ունենում միաժամանակ և շարունակաբար։ Քարանձավի զարգացման տարբեր փուլերում և տարբեր տարածքներում այդ գործընթացներից մեկը սովորաբար գերակշռում է: Որոշ քարանձավների ձևավորումն ամբողջությամբ կապված է կամ կոռոզիայից կամ էրոզիայից: Կան նաև նիվալ-կոռոզիոն քարանձավներ, որոնց ծագումը պայմանավորված է կարստային ապարների հետ ձյան զանգվածի շփման գոտում հալված ձյան ջրերի ակտիվությամբ։ Դրանք ներառում են, օրինակ, Ղրիմի և Կովկասի համեմատաբար ծանծաղ (մինչև 70 մ) ուղղահայաց խոռոչները։ Բազմաթիվ քարանձավներ առաջացել են ստորգետնյա կոռոզիոն-էրոզիվ դատարկությունների վրայով տանիքի փլուզման հետևանքով։ Որոշ բնական խոռոչներ առաջացել են ճեղքերով բարձրացող արտեզյան, հանքային և ջերմային ջրերի ապարների տարրալվացման արդյունքում։ Այսպիսով, կարստային քարանձավները կարող են լինել կոռոզիոն, կոռոզիոն-էրոզիոն, էրոզիոն, նիվալ-կոռոզիոն, կոռոզիոն-գրավիտացիոն (խորտակիչ), հիդրոթերմալ և տարասեռ ծագման։

Բացի ներթափանցող, ինֆուզիոն և ճնշման ջրերից, քարանձավների ձևավորման գործում որոշակի դեր են խաղում նաև խտացման ջրերը, որոնք, հավաքվելով քարանձավների պատերին և առաստաղներին, քայքայում են դրանք՝ ստեղծելով տարօրինակ նախշեր։ Ի տարբերություն ստորգետնյա հոսքերի, կոնդենսացիոն ջրերը ազդում են խոռոչի ամբողջ մակերեսի վրա և, հետևաբար, ամենամեծ ազդեցությունն ունեն քարանձավների մորֆոլոգիայի վրա: Խոնավության խտացման համար հատկապես բարենպաստ պայմանները բնութագրվում են մակերեսից զգալի խորության վրա գտնվող փոքր խոռոչներով, քանի որ կոնդենսացիոն խոնավության քանակն ուղղակիորեն կախված է օդի փոխանակման ինտենսիվությունից և հակառակը` խոռոչի ծավալից: Ղրիմի լեռներում իրականացված դիտարկումները ցույց են տվել, որ ուսումնասիրված կարստային քարանձավներում տարվա ընթացքում խտանում է 3201,6 մ3 ջուր (Դուբլյանսկի, Իլյուխին, 1971), իսկ ամբողջ գլխավոր լեռնաշղթայի ստորգետնյա խոռոչներում՝ 2500 անգամ ավելի (այսինքն՝ 0.008004 կմ 3): ) Այս ջրերը խիստ ագրեսիվ են։ Նրանց կարծրությունը գերազանցում է 6 մԷկ (300 մգ/լ): Այսպիսով, ներթափանցող ջրերի պատճառով Ղրիմի լեռների քարանձավները, ինչպես ցույց են տալիս պարզ հաշվարկները, ընդհանուր ծավալի համեմատ ավելանում են մոտավորապես 5,3%-ով։ Կոնդենսացիոն ջրերի միջին հանքայնացումը կազմում է մոտ 300 մգ/լ, հետեւաբար տարվա ընթացքում իրականացնում են 2401,2 տոննա (8004 10 6 լ X 300 մգ/լ) կալցիումի կարբոնատ։ Ղրիմի լեռների կարստային աղբյուրներից կալցիումի կարբոնատի ընդհանուր հեռացումը կազմում է մոտ 45000 տոննա/տարի (Rodionov, 1958): Հետևաբար, կոնդենսացիոն ջրերի դերը ստորգետնյա խոռոչների ձևավորման գործում համեմատաբար փոքր է, և դրանց ազդեցությունը ապարների վրա՝ որպես մերկացման միջոց, սահմանափակվում է հիմնականում տաք շրջանով։

Ինչպե՞ս է ընթանում կարստային ապարների տարրալվացման գործընթացը: Դիտարկենք այս հարցը ընդհանուր առումներով՝ օգտագործելով կարբոնատային գոյացությունների օրինակը։ Բնական ջրերմիշտ պարունակում են ածխաթթու գազ, ինչպես նաև տարբեր օրգանական թթուներ, որոնցով հարստանում են բուսականության հետ շփվելիս և հողի ծածկույթով թափանցելիս: Ածխածնի երկօքսիդի ազդեցության տակ կալցիումի կարբոնատը վերածվում է բիկարբոնատի, որը շատ ավելի հեշտ է լուծվում ջրում, քան կարբոնատը։

Այս ռեակցիան շրջելի է։ Ջրում ածխաթթու գազի պարունակության ավելացումը առաջացնում է կալցիտի անցում լուծույթի, իսկ երբ այն նվազում է, ջրային լուծույթից նստում է կալցիումի բիկարբոնատը (կրաքարի նստվածք), որը որոշ տեղերում կուտակվում է զգալի քանակությամբ։ Ածխածնի երկօքսիդի պարունակության և ջրի ջերմաստիճանի միջև կա հակադարձ կապ:

Կրաքարի լուծելիությունը կտրուկ մեծանում է, երբ ստորերկրյա ջրերը հարստացվում են թթուներով և աղերով։ Այսպիսով, երբ ստորերկրյա ջրերը հարստանում են ծծմբաթթվով, ռեակցիան ընթանում է ըստ հավասարման

Այս ռեակցիայի արդյունքում արձակված ածխաթթու գազը, պարզվում է, բիկարբոնատների առաջացման լրացուցիչ աղբյուր է։

Գիպսի և անհիդրիտի լուծելիության աստիճանը կախված է նաև որոշակի թթուների և աղերի առկայությունից։ Օրինակ, ջրի մեջ CaCl 2-ի առկայությունը զգալիորեն նվազեցնում է գիպսի լուծելիությունը, ընդհակառակը, NCl-ի և MgCl 2-ի առկայությունը ջրի մեջ մեծացնում է կալցիումի սուլֆատի լուծելիությունը: Գիպսի լուծարումը, սկզբունքորեն, կարող է տեղի ունենալ նաև քիմիապես մաքուր ջրի մեջ:

Թեև մենք կարբոնատային և սուլֆատային ապարները անվանում ենք հեշտությամբ լուծվող, դրանք չափազանց դանդաղ են լուծվում: Ստորգետնյա դատարկությունների առաջացման համար պահանջվում են շատ ու շատ հազարավոր տարիներ: Այս դեպքում կարստային ապարները լուծվում և փլվում են միայն ճաքերի երկայնքով, ճեղքերից դուրս մնում են շատ ամուր և կարծր:

Մթնոլորտային ջրերը, որոնք ներթափանցում են կարստային զանգվածներ ճաքերի և տեկտոնական խանգարումների միջոցով, սկզբում բնութագրվում են հիմնականում ուղղահայաց շարժումներով: Հասնելով ակվիտարդի կամ տեղային էրոզիայի հիմքին, նրանք ձեռք են բերում հորիզոնական շարժում և սովորաբար հոսում ժայռերի թաղանթներով: Ջրի մի մասը թափանցում է խորը հորիզոններ և ձևավորում տարածաշրջանային արտահոսք: Այս առումով կարստային զանգվածում առանձնանում են հիդրոդինամիկական մի քանի գոտիներ՝ կարստային ջրերի մակերեսային, ուղղահայաց, սեզոնային, հորիզոնական, սիֆոնիկ և խորը շրջանառության գոտի (նկ. 1): Այս հիդրոդինամիկական գոտիներից յուրաքանչյուրը բնութագրվում է կարստային ձևերի որոշակի հավաքածուով։ Այսպիսով, հիմնականում ուղղահայաց ստորգետնյա խոռոչները՝ կարստային հորերը և հանքերը, սահմանափակվում են ջրի ուղղահայաց շրջանառության կամ օդափոխության գոտում: Նրանք զարգանում են ուղղահայաց կամ մեղմ թեքված ճաքերի երկայնքով՝ հալված ձյան և անձրևաջրերի միջոցով ապարների պարբերական տարրալվացման արդյունքում։ Հորիզոնական շրջանառության գոտում, որտեղ ազատ հոսող ջրերի ազատ հոսք կա դեպի գետահովիտներ կամ կարստային զանգվածի ծայրամաս, ձևավորվում են հորիզոնական քարանձավներ։ Սիֆոնի շրջանառության գոտում նկատվում են թեք և հորիզոնական խոռոչներ, որոնք բնութագրվում են ճնշումային ջրերով, որոնք շարժվում են ենթաալիքներով հաճախ լոկալ էրոզիայի հիմքից ցածր:

Քարանձավների զարգացման վրա, բացի մորֆոկառուցվածքային և հիդրոերկրաբանական առանձնահատկություններից, էականորեն ազդում են նաև կլիման, հողը, բուսականությունը, կենդանական աշխարհ, ինչպես նաև մարդու տնտեսական գործունեությունը։ Ցավոք սրտի, այս գործոնների դերը քարանձավների ձևավորման մեջ ներկայումս բավականաչափ ուսումնասիրված չէ։ Հույս կա, որ մոտ ապագայում այդ բացը կփակվի։

Հորիզոնական շերտերով ժայռերի մեջ զարգացող կրաքարային կարստային քարանձավների ծագման տեսությունը մշակել է W. M. Davis-ը (1930 թ.): Կրաքարային զանգվածի կրկնակի վերելքի ժամանակ ձևավորված այսպես կոչված երկշրջան քարանձավների էվոլյուցիայում նա առանձնացրել է հինգ հիմնական փուլեր. բ) հասուն պատկերասրահներ, երբ ազատ հոսքի վադոզային հոսքերի տարածման պայմաններում սկսում է գերակշռել մեխանիկական էրոզիան (կոռոզիան). գ) չոր պատկերասրահներ, որոնք առաջացել են տարածքի լոկալ վերելքի հետևանքով ջրի ավելի խորը շարժման արդյունքում. դ) սինտեր-կուտակային, որը բնութագրվում է պատկերասրահների լցակույտ-կաթիլային և այլ քարանձավային հանքավայրերով. ե) ստորգետնյա պատկերասրահների ոչնչացում (peneplanation).

Դևիսի հայացքների զարգացման հիման վրա ստեղծվել է պատկերացում քարանձավի զարգացման ֆրեատիկ (քարանձավային պատկերասրահները մշակվում են ստորերկրյա ջրերի ճնշման տակ) և վադոզային (ստորերկրյա ջրերն ազատ, ոչ ճնշման տակ, պատկերասրահներով շարժվում են դեպի դրենաժային համակարգեր) փուլերի մասին (Bretz, 1942):

Ստորգետնյա խոռոչների էվոլյուցիայի հարցերն առավելագույնս մշակել են խորհրդային հետազոտողներ Գ. Առաջին փուլը ճեղքվածք է, ապա ճեղքվածք: Ճեղքերի և ճեղքերի լայնությունը մեծանալով, ավելի ու ավելի շատ ջուր է թափանցում դրանց մեջ: Սա ակտիվացնում է կարստային գործընթացները հատկապես մաքուր ժայռերի տարբերություններով տարածքներում: Քարանձավը մտնում է կապուղու փուլ։ Երբ ալիքներն ընդարձակվում են, ստորգետնյա հոսքերը ձեռք են բերում բուռն շարժում, ինչը նպաստում է կոռոզիայի և էրոզիայի գործընթացների էլ ավելի ուժեղացմանը: Սա ստորգետնյա գետի կամ Վաուկլուզյան փուլն է։ Բնութագրվում է ստորգետնյա ջրանցքի զգալի լցվածությամբ ջրի հոսքով և դրա արտահոսքով ներհոսքի աղբյուրի տեսքով ցերեկային մակերևույթի վրա, ինչպես նաև օրգանների խողովակների ձևավորմամբ, պահոցների փլուզմամբ և խարույկի աճով:

Ստորգետնյա ջրանցքի հատակի էրոզիայի պատճառով ջուրը ճեղքերով ներթափանցում է կարբոնատային և հալոգեն շերտերի խորքը, որտեղ ավելի ցածր մակարդակում առաջանում է նոր խոռոչներ՝ ձևավորելով քարանձավի ստորին հատակը (նկ. 2): Աստիճանաբար ընդարձակվում են ստորգետնյա ալիքները։ ջրի հոսքըմասամբ, այնուհետև ամբողջությամբ մտնում է լեռնազանգվածի ստորին հորիզոնները, և քարանձավը դառնում է չոր: Տանիքի ճեղքերով թափանցում է միայն ներթափանցող ջուրը: Սա քարանձավի զարգացման միջանցք-գրոտո սինտեր-տալուս (ջուր-պատկերասրահ, ըստ Լ.Ի. Մարուաշվիլիի) փուլն է։ Բնութագրվում է քիմիական և մեխանիկական կուտակումների լայն տարածումով (գիպսե քարանձավներում սինտերի կուտակման փուլ չկա)։ Քարանձավի առաստաղն ու պատերը ծածկված են կալցիտի տարբեր նստվածքներով։ Ձևավորվում են քարե և հողե սալիկներ, վերջիններս գտնվում են հիմնականում օրգան խողովակների տակ։ Կուտակվում են նաև գետերի և լճերի նստվածքները։ Ջրահոսքի հեռանալով ստորգետնյա խոռոչի հետագա ընդլայնումը կտրուկ դանդաղում է, թեև կոռոզիոն ակտիվությունը շարունակվում է ներթափանցման և խտացման ջրերի պատճառով:

Քարանձավը զարգանալով անցնում է միջանցք-գրոտո սողանք-ցեմենտացման (չոր պատկերասրահ, ըստ Լ.Ի. Մարուաշվիլիի) փուլ։ Այս փուլում ստորգետնյա խոռոչներից վեր տանիքի փլուզման արդյունքում հնարավոր է քարանձավի որոշ հատվածների բացում։ Քարանձավի տանիքի աստիճանական փլուզումը հանգեցնում է դրա ամբողջական ոչնչացման, ինչը հատկապես բնորոշ է տանիքի փոքր հաստությամբ վերին հատվածներին։ Պահպանված տարածքներում մնացել են միայն կարստային կամուրջներ և նեղ կամարներ։ Երբ քարանձավն ամբողջությամբ ավերվում է, ձևավորվում է կարստային հովիտ։

Եթե ​​տանիքի հաստությունը գերազանցում է 100-200 մ-ը, ապա, որպես կանոն, դրա մեջ բացեր չկան, և ստորգետնյա խոռոչները լցվում են առաստաղից ցած թափված և ավազակավային նստվածքներ բերած ժայռաբեկորներով, որոնք կոտրվում են։ քարանձավը առանձին մեկուսացված խոռոչների մեջ: Այս դեպքում քարանձավի զարգացումն ավարտվում է միջանցք-գրոտո սողանքային-ցեմենտացման փուլով (գրոտո-խցիկ փուլ, ըստ Լ. Ի. Մարուաշվիլիի):

Քարանձավաստեղծ ցիկլի առանձին փուլերի տեւողությունը, որն առանձնանում է իրենց հիդրոդինամիկական և մորֆոլոգիական առանձնահատկություններով, ֆիզիկաքիմիական պրոցեսների յուրահատկությամբ և կենսակլիմայական պայմանների յուրահատկությամբ, չափվում է տասնյակ և հարյուրավոր հազարամյակներով։ Այսպիսով, Կովկասում Կուդարո քարանձավի չոր պատկերասրահային փուլը շարունակվում է 200-300 հազար տարի (Մարուաշվիլի, 1969 թ.): Ինչ վերաբերում է քարանձավների զարգացման վաղ փուլերին (ճեղք, ճեղք, ջրանցք և պահոց), ապա դրանց տևողությունը շատ ավելի կարճ է։ Քարանձավները «կարող են հասնել հասուն ջրային պատկերասրահի մի քանի հազար տարվա ընթացքում՝ սկսած իրենց զարգացման սկզբնական պահից»։ Այս առումով հետաքրքիր են Է.Մ.Աբաշիձեի (1967թ.) փորձարարական ուսումնասիրությունները Շաորիի ջրամբարի (Կովկաս) գլաուկոնիտային կրաքարերի ճաքերի պատերի տարրալուծման վերաբերյալ։ Փորձերը ցույց են տվել, որ 25 տարվա շարունակական ֆիլտրման ընթացքում, կախված հոսքի արագությունից, 0,1-0,25 մմ չափսերով մազի ճաքերը կարող են աճել մինչև 5-23 մմ:

Այսպիսով, կարստային քարանձավներին բնորոշ է բարդ էվոլյուցիան, որի առանձնահատկությունները կախված են մի շարք գործոնների համակցությունից, որոնք հաճախ որոշում են զգալի շեղումներ դիտարկված սխեմայից: Քարանձավների զարգացումը, այս կամ այն ​​պատճառով, կարող է դադարեցվել կամ նորից սկսել ցանկացած մորֆոլոգիական և հիդրոլոգիական փուլում: Բարդ քարանձավային համակարգերը սովորաբար բաղկացած են զարգացման տարբեր փուլերում գտնվող տարածքներից: Այսպիսով, Իշչևսկայա քարանձավում Հարավային Ուրալներկայումս կան տարածքներ ջրանցքի բեմից մինչև կարստային հովիտ:

Շատ քարանձավների առանձնահատկությունը նրանց բազմաշերտ բնույթն է, ընդ որում վերին շերտերը միշտ շատ ավելի հին են, քան հիմքում ընկածները: Տարբեր քարանձավներում հարկերի թիվը տատանվում է 2-ից մինչև 11:

Բազմահարկ քարանձավների երկու հարակից մակարդակների միջև հեռավորությունը տատանվում է մի քանի մետրից մինչև մի քանի տասնյակ: Քարանձավի հատակները բաժանող պահարանների փլուզումը հանգեցնում է հսկա քարանձավների առաջացմանը, որոնք երբեմն հասնում են 50-60 մ բարձրության (Կրասնայա և Անակոպիյսկայա քարանձավներ):

Գ.Ա.Մաքսիմովիչը նոր հատակի տեսքը կապում է այն տարածքի տեկտոնական վերելքի հետ, որտեղ գտնվում է քարանձավը: N.A. Ըստ Լ.Ի.Մարուաշվիլիի, քարանձավների բազմաշերտ բնույթը կարող է որոշվել ոչ միայն կարստային զանգվածի տեկտոնական վերելքով, այլև օվկիանոսի մակարդակի ընդհանուր նվազմամբ (էվստասիա), որն առաջացնում է գետերի հովիտների ինտենսիվ խորացում և արագ նվազում։ կարստային ջրերի հորիզոնական շրջանառության մակարդակում։

Շերտավորությունը լավագույնս արտահայտվում է հարթավայրային և նախալեռնային տարածքների քարանձավներում, որոնք բնութագրվում են համեմատաբար դանդաղ տեկտոնական վերելքներով: Քարանձավների ձևավորման ժամանակ երբեմն նկատվում է քարանձավային պատկերասրահների առանցքի տեղաշարժ սկզբնական ուղղահայաց հարթությունից։ Այս առումով հետաքրքիր է Ցուցկվացկայա քարանձավը։ Այս քարանձավի յուրաքանչյուր երիտասարդ (չորս ստորին) մակարդակները նախորդի համեմատ տեղափոխվում են դեպի արևելք, և, հետևաբար, Շապատագելե գետի ստորգետնյա հատվածը ներկայումս գտնվում է շատ ավելի արևելք, քան քարանձավի ավելի բարձր մակարդակների ձևավորման ժամանակ: Քարանձավային պատկերասրահների առանցքի տեղաշարժը կապված է տեկտոնական ճեղքերի թեքության հետ, որոնցով սահմանափակված են ստորգետնյա խոռոչները:

Որքա՞ն է կարստային քարանձավների տարիքը և ի՞նչ նշաններով կարելի է դատել քարանձավի ձևավորման սկիզբը։ Ըստ Լ.Ի.Մարուաշվիլիի, որպես քարանձավի ձևավորման սկիզբ պետք է ընդունել դրա անցման շրջանը սինտեր-տալուսի (ջուր-պատկերասրահ), քանի որ իր զարգացման վաղ փուլերում քարանձավը դեռևս քարանձավ չէ: սովորական իմաստով. այն թույլ է զարգացած, ամբողջությամբ լցված ջրով և ամբողջովին անանցանելի:

Քարանձավների տարիքը որոշելու համար օգտագործվում են հետազոտական ​​տարբեր մեթոդներ, այդ թվում՝ պալեոզոոլոգիական, հնագիտական, ռադիոածխածնային թվագրման և գեոմորֆոլոգիական: Վերջին դեպքում քարանձավների հիպսոմետրիկ մակարդակը համեմատվում է մակերեսային ձևերի մակարդակների հետ։ Ցավոք սրտի, այս մեթոդներից շատերը ապահովում են քարանձավի տարիքի միայն վերին սահմանը: Ուղղակի և անուղղակի տվյալները վկայում են կարստային քարանձավների շատ երկար գոյության մասին, որոնք երբեմն տևում են միլիոնավոր տարիներ: Անշուշտ, քարանձավների տարիքը մեծապես կախված է ապարների լիթոլոգիական բաղադրությունից, որոնցում դրանք առաջացել են և ընդհանուր ֆիզիկաաշխարհագրական իրավիճակից։ Այնուամենայնիվ, նույնիսկ հեշտությամբ լուծվող սուլֆատային (գիպս, անհիդրիտ) գոյացություններում քարանձավները պահպանվում են շատ երկար ժամանակ։ Այս առումով հետաքրքիր են Պոդոլիայի գիպսե քարանձավները, դրանց առաջացման սկիզբը վերին միոցենից է։ I. M. Gunevsky, հիմնվելով հատկանիշների վրա երկրաբանական կառուցվածքըտարածքը, ժայռերի ճեղքվածքի աստիճանը, ռելիեֆի բնույթը, ստորգետնյա խոռոչների մորֆոլոգիան և սինտեր կազմավորումների կառուցվածքը, բացահայտում են Պոդոլսկի քարանձավների ձևավորման հետևյալ փուլերը. Պլիոցեն (բնութագրվում է ուղղահայաց պրոցեսների ինտենսիվացմամբ), Ուշ Պլիոցեն (ստորերկրյա ջրերի հորիզոնական շրջանառության պրոցեսները գերակշռում են ուղղահայացին), վաղ պլեյստոցեն (քարանձավների ձևավորման գործընթացները հասնում են առավելագույն ինտենսիվության), միջին պլեյստոցեն (ստորգետնյա կարստի ձևավորման գործընթացները սկսում են մարել), ուշ պլեյստոցեն։ (հանքային և քիմիածին գոյացությունների կուտակում), հոլոցեն (բլոկային նստվածքների կուտակում)։ Այսպիսով, Պոդոլիայում գտնվող Օպտիմիստիչեսկայա, Օզերնայա և Կրիվչենսկայա աշխարհի ամենամեծ գիպսե քարանձավների տարիքը, ըստ երևույթին, գերազանցում է 10 միլիոն տարին։ Կրաքարային քարանձավների տարիքը կարող է ավելի նշանակալից լինել։ Այսպիսով, Ալայի լեռնաշղթայի (Կենտրոնական Ասիա) հնագույն կարստային քարանձավներ, որոնք ունեն հիդրոթերմալ ծագում, ըստ Զ. Ս. Սուլթանովի, ձևավորվել են վերին պալեոզոյական ժամանակաշրջանում, այսինքն ավելի քան 200 միլիոն տարի առաջ:

Հին քարանձավները, սակայն, համեմատաբար հազվադեպ են, երկար ժամանակ գոյատևում են միայն առավել բարենպաստ բնական պայմաններում։ Կարստային քարանձավների մեծ մասը, հատկապես շատ ջրով սուլֆատային ապարներում, երիտասարդ են, հիմնականում չորրորդական կամ նույնիսկ հոլոցենյան տարիքի: Անշուշտ, ձևավորվել են բարդ կառուցված բազմաշերտ քարանձավների առանձին պատկերասրահներ տարբեր ժամանակև նրանց տարիքը կարող է տարբեր լինել զգալի սահմաններում:

Կարստային խոռոչները քանակականացնելու համար Գ.Ա.Մաքսիմովիչը (1963) առաջարկում է երկու ցուցանիշ՝ կարստային քարանձավների խտություն և խտություն։ Խտությունը վերաբերում է քարանձավների քանակին 1000 կմ 2 տարածքի վրա, իսկ խտությունը վերաբերում է նույն պայմանական տարածքում գտնվող բոլոր խոռոչների ընդհանուր երկարությանը:

Ջ.Կորբելը առաջարկել է կարստային քարանձավների չափերը բնութագրել դատարկության ցուցիչով, որը հաշվարկվում է բանաձևով.

Որտեղ Վ - լուծելի ապարների ծավալը, որում մշակված է քարանձավը, 0,1 կմ 3 է. Լ- խոռոչի համակարգի հիմնական առանցքի երկայնքով ծայրահեղ կետերի միջև հեռավորությունը (պլանին) 0,1 կմ է. Ջ- հիմնական առանցքին ուղղահայաց երկու ամենահեռավոր կետերի միջև հեռավորությունը 0,1 կմ է. N -բարձրության տարբերությունը ամենաբարձր և ամենացածր կետերի միջև քարանձավային համակարգ- 0,1 կմ.

Քարանձավների չափերը որոշելու համար կա նաև մեկ այլ մեթոդ, որը ներառում է խոռոչների ծավալի հաշվարկը։ Եթե ​​խոռոչն ունի բարդ ձև, ապա այն պետք է ներկայացվի որպես տարբեր երկրաչափական ձևերի մի շարք (պրիզմա, գլան, լրիվ և կտրված կոն, ցանկացած ձևի հիմքով լրիվ և կտրված բուրգ և այլն), ծավալը: որը հաշվարկվում է Սիմփսոնի բանաձևով

Որտեղ v - երկրաչափական գործչի ծավալը, մ 3; հ - գործչի բարձրությունը, մ; s 1, s 2, s 3 - նկարի ստորին, միջին և վերին հատվածների տարածքները, մ 2: Ղրիմի քարանձավագետների կողմից այս մեթոդի փորձարկումը ցույց է տվել, որ Սիմփսոնի բանաձեւով խոռոչների ծավալը հաշվարկելիս սխալները չեն գերազանցում 5-6%-ը։

Կարստային քարանձավներ– սրանք ստորգետնյա խոռոչներ են, որոնք ձևավորվել են և ավելի հաստ, քան երկրի ընդերքը, այն տարածքներում, որտեղ տարածված են հեշտությամբ լուծվող կարբոնատ և հալոգեն ապարները, որոնք ենթարկվում են տարրալվացման և մեխանիկական սթրեսի, այդ ապարներն աստիճանաբար ոչնչացվում են, ինչը հանգեցնում է տարբեր կարստային ձևերի առաջացման: Դրանցից ամենամեծ հետաքրքրությունը առաջացնում են ստորգետնյա կարստային ձևերը՝ քարանձավները, հանքերը և հորերը, որոնք երբեմն բնութագրվում են շատ բարդ կառուցվածքով։ Հիմնական պայմաններից մեկը կարստային քարանձավների ձևավորումկարստային ապարների առկայությունն է, որը բնութագրվում է զգալի քարաբանական բազմազանությամբ։ Դրանցից են կարբոնատային ապարները (կրաքարեր, դոլոմիտներ, կավիճ, մարմարներ), սուլֆատային ապարները (գիպս, անհիդրիտներ) և հալոգենային ապարները (ապարների աղեր, կալիումի աղեր)։ Շատ տարածված են կարստային ապարները։ Շատ տեղերում դրանք ծածկված են ավազակավային հանքավայրերի բարակ ծածկով կամ ուղղակիորեն դուրս են գալիս մակերես, ինչը նպաստում է կարստային գործընթացների ակտիվ զարգացմանը և տարբեր կարստային ձևերի ձևավորմանը։ Կարստային գոյացման ինտենսիվության վրա էապես ազդում են նաև ապարների հաստությունը, դրանց քիմիական կազմը և առաջացման առանձնահատկությունները։

Ջուրը կարստային քարանձավների կառուցողն է

Ինչպես արդեն նշվեց, կարստային քարանձավների կառուցողն է ջուր. Սակայն, որպեսզի ջուրը լուծի ապարները, դրանք պետք է լինեն թափանցելի, այսինքն՝ ճեղքված։ Ժայռերի կոտրվածքկարստ–ի զարգացման հիմնական պայմաններից է։ Եթե ​​կարբոնատային կամ սուլֆատային զանգվածը միաձույլ է և բաղկացած է պինդ ապարների սորտերից՝ առանց ճեղքվելու, ապա դրա վրա չեն ազդում կարստային գործընթացները։ Սակայն այս երևույթը հազվադեպ է, քանի որ կրաքարերը, դոլոմիտները և գիպսը բնության կողմից ճեղքված են: Կրաքարային զանգվածները կտրող ճեղքերը տարբեր ծագում ունեն։ Ճեղքերն աչքի են ընկնում լիտոգենետիկ, տեկտոնական, մեխանիկական բեռնաթափում և եղանակային պայմաններ. Ամենատարածվածը տեկտոնական ճեղքերն են, որոնք սովորաբար կտրում են նստվածքային ապարների տարբեր շերտերը, առանց բեկվելու մի շերտից մյուսին անցնելու ժամանակ և առանց դրանց լայնությունը փոխելու։ Տեկտոնական ճեղքվածքը բնութագրվում է 1–2 մմ լայնությամբ բարդ փոխադարձ ուղղահայաց ճաքերի առաջացմամբ։ Ժայռերը բնութագրվում են տեկտոնական անկարգությունների գոտիներում ամենամեծ մասնատվածությամբ և ճեղքվածքով: Ընկնելով կարստային զանգվածի մակերեսին՝ մթնոլորտային տեղումները տարբեր ծագման ճեղքերով թափանցում են այս զանգվածի խորքերը։ Ստորգետնյա ալիքներով պտտվելով՝ ջուրը ցամաքեցնում է ժայռը, աստիճանաբար լայնացնում ստորգետնյա անցումները և երբեմն գոյացնում հսկայական խարույկներ։ Շարժվող ջուրը կարստային գործընթացների զարգացման երրորդ նախապայմանն է։ Առանց ջրի, որը լուծարում և քայքայում է ժայռերը, չէին լինի կարստային քարանձավներ։ Այդ իսկ պատճառով հիդրոգրաֆիական ցանցի առանձնահատկությունները և հիդրոերկրաբանական ռեժիմի յուրահատկությունը մեծապես որոշում են կարստային շերտերի խորամանկության աստիճանը, ստորգետնյա խոռոչների զարգացման ինտենսիվությունը և պայմանները։

Անձրև և ձյան հալված ջուր

Բազմաթիվ կարստային խոռոչների առաջացման մեջ հիմնական դերը խաղում է անձրևի և ձյան հալած ջրի ներթափանցումն ու ուռճացումը։ Նման քարանձավներ - կոռոզիոն-էրոզիոն ծագում, քանի որ ժայռի ոչնչացումը տեղի է ունենում երկուսն էլ դրա պատճառով քիմիական տարրալվացում, և մեխանիկական էրոզիայի միջոցով։ Սակայն պետք չէ մտածել, որ այդ գործընթացները տեղի են ունենում միաժամանակ և շարունակաբար։ Քարանձավի զարգացման տարբեր փուլերում և տարբեր տարածքներում այդ գործընթացներից մեկը սովորաբար գերակշռում է: Որոշ քարանձավների ձևավորումն ամբողջությամբ կապված է կամ կոռոզիայից կամ էրոզիայից: Կան նաև նիվալ-կոռոզիոն քարանձավներ, որոնց ծագումը պայմանավորված է կարստային ապարների հետ ձյան զանգվածի շփման գոտում հալված ձյան ջրերի ակտիվությամբ։ Դրանք ներառում են, օրինակ, Ղրիմի և Կովկասի համեմատաբար ծանծաղ (մինչև 70 մ) ուղղահայաց խոռոչները։ Բազմաթիվ քարանձավներ առաջացել են ստորգետնյա կոռոզիոն-էրոզիվ դատարկությունների վրայով տանիքի փլուզման հետևանքով։ Որոշ բնական խոռոչներ առաջացել են ճեղքերով բարձրացող արտեզյան, հանքային և ջերմային ջրերի ապարների տարրալվացման արդյունքում։ Այսպիսով, կարստային քարանձավները կարող են լինել կոռոզիոն, կոռոզիոն-էրոզիոն, էրոզիոն, նիվալ-կոռոզիոն, կոռոզիոն-գրավիտացիոն (խորտակիչ), հիդրոթերմալ և տարասեռ ծագման։

Կոնդենսացիոն ջուր

Բացի ներթափանցող, ինֆուզիոն և ճնշման ջրերից, քարանձավների ձևավորման գործում որոշակի դեր են խաղում նաև խտացման ջրերը, որոնք, հավաքվելով քարանձավների պատերին և առաստաղներին, քայքայում են դրանք՝ ստեղծելով տարօրինակ նախշեր։ Ի տարբերություն ստորգետնյա հոսքերի, կոնդենսացիոն ջրերը ազդում են խոռոչի ամբողջ մակերեսի վրա և, հետևաբար, ամենամեծ ազդեցությունն ունեն քարանձավների մորֆոլոգիայի վրա: Խոնավության խտացման համար հատկապես բարենպաստ պայմանները բնութագրվում են մակերեսից զգալի խորության վրա գտնվող փոքր խոռոչներով, քանի որ կոնդենսացիոն խոնավության քանակն ուղղակիորեն կախված է օդի փոխանակման ինտենսիվությունից և հակառակը` խոռոչի ծավալից: -ին կատարված դիտարկումները ցույց են տվել, որ 2010թ

Մի ամառ ես առաջին անգամ հայտնվեցի քարանձավում և ներս հայտնի քարանձավՊետրալոնա, որը գտնվում է Հունաստանի հյուսիսում։ Այս քարանձավը մեծ նշանակություն ունի մարդաբանության և պալեոնտոլոգիայի ոլորտում. հենց այստեղ է, ըստ հույն գիտնականների, հայտնաբերվել է Եվրոպայի ամենատարեց նեանդերթալցի մարդու կմախքը, ով ապրել է Եվրոպայում ավելի քան 700 հազար տարի առաջ: Եվ այդ ժամանակից ի վեր մարդկության բնօրրանի հարցը, որտեղից սկիզբ առավ մարդկությունը, վիճելի էր՝ չնայած բազմաթիվ ուսումնասիրություններին և հավաքագրված ապացույցներին:

Բայց ամենից շատ այս հունական քարանձավն ինձ ցնցեց իր չափերով ու գեղեցկությամբ։ Այստեղ ես առաջին անգամ տեսա քարանձավային լիճ, ստալակտիտներ, ստալագմիտներ և ստալագնատներ: Շարժվելով այս քարանձավի սրահից սրահ՝ մտածեցի, թե ինչպես է վերևից կախված «սառցալեզվակները»՝ ստալակտիտները։ Ինչու՞ նրանք ունեն այդքան տարօրինակ ձևեր և չեն հալվում: Իսկ ներքևից, ինչպես ծառերը, աճում են այլ «սառցալեզվակներ»՝ ստալագմիտներ։ Ինչի՞ց են դրանք աճում, եթե շուրջը քարեր կան։ Ինչու չեն ընկնում: Ինչո՞ւ են դրանք միաժամանակ կոշտ և փխրուն, բայց շոշափելիս թաց են: Իսկ եթե դուք տանը ստալագմիտ կամ ստալակտիտ աճեցնեք և զարդարեք ձեր սենյակը: Թե՞ նման հետաքրքրասիրությունը կարող է օգտակար լինել առօրյա կյանքում։

Վերադառնալով տուն՝ որոշեցի հետաքննել այս հարցը։ Եվ մենք պետք է սկսեինք ուսումնասիրել այս զարմանահրաշ քարանձավային գոյացությունների «բնակավայրը»՝ հենց քարանձավներից: Պարզվեց, որ այստեղ էլ շատ հետաքրքիր ու հուզիչ բաներ կան։ Նախնական գաղափար ու տեղեկություն ունեի դեռ հունական քարանձավ այցելելուց հետո։ Մեր էքսկուրսավարը շատ հետաքրքիր ու մանրամասն խոսեց այն քարանձավի մասին, որտեղ ես եղել եմ։ Բայց ինչպե՞ս են ծնվում հենց քարանձավները: Իսկ ինչո՞ւ են դրանցում առաջանում ստալակտիտներ և ստալագմիտներ, և ոչ մի այլ տեղ։ Ինչից են պատրաստված այս ստալակտիտները:

Հետազոտություններիս ընթացքում խնդիրները լուծելու համար ստիպված էի ուսումնասիրել գիտական ​​հոդվածներ և քարանձավաբանական հետազոտությունների արդյունքներ։ Սպելոլոգիան գիտություն է, որը զբաղվում է քարանձավների ուսումնասիրությամբ։ Բացի այդ, ես որոշեցի տնային պայմաններում ստալակտիտ աճեցնելու փորձարկում անցկացնել:

Իսկ ստալակտիտների և ստալագմիտների բնույթը հասկանալու համար նախ պետք էր ամեն ինչ իմանալ քարանձավների մասին՝ որո՞նք են դրանք և ինչպե՞ս են ձևավորվել: Ես գտա անհրաժեշտ տեսական տեղեկատվություն հանրագիտարաններում և ինտերնետային կայքերում:

Քարանձավներ. Նրանց կրթությունը.

Քարանձավը բնական խոռոչ է երկրակեղևի վերին շերտում, որը հաղորդակցվում է երկրի մակերեսի հետ մարդկանց համար անցանելի մեկ կամ մի քանի ելքի բացվածքներով։ Ամենամեծ քարանձավները անցումների և սրահների համալիր համակարգեր են, որոնց ընդհանուր երկարությունը հաճախ հասնում է մի քանի տասնյակ կիլոմետրի։ Քարանձավները քարանձավների ուսումնասիրության առարկա են:

Քարանձավները վաղուց կապված են մարդկության զարգացման պատմության հետ: Նույնիսկ քարի դարում քարանձավները փրկում էին մարդկանց ձմեռային ցրտից: Բայց նույնիսկ այն բանից հետո, երբ հին մարդիկ դադարեցրին քարանձավները որպես տուն օգտագործել, քարանձավները շրջապատված էին անսովոր և տարօրինակի աուրայով: Հույները կարծում էին, որ քարանձավները իրենց աստվածների՝ Զևսի, Պանի, Դիոնիսիոսի և Պլուտոնի տաճարներն են: Հին Հռոմում կարծում էին, որ նիմֆերն ու վհուկները ապրում են քարանձավներում: Հին պարսիկները և մյուս ժողովուրդները կարծում էին, որ քարանձավներում ապրում է բոլոր երկրային ոգիների թագավորը՝ Միթրասը։ Այս օրերին հսկայական ու գեղեցիկ քարանձավները գրավում են զբոսաշրջիկներին։

Բնության մեջ երկու միանման քարանձավներ չկան։ Քարանձավները ձևավորվում են տարբեր ձևերով. Այնուամենայնիվ, աշխարհի բոլոր ամենամեծ քարանձավները ձևավորվում են նմանատիպ ձևով: Որոշ խոշոր քարանձավներ սկսել են ստեղծվել 60 միլիոն տարի առաջ: Անձրևները թափվեցին, գետերը վարարեցին, և միաձույլ լեռները կամաց-կամաց փլուզվեցին, և բլուրների, լեռների և ժայռերի ներսում առաջացան մեծ դատարկություններ (Հավելված 1):

Ժայռը, որի մեջ հայտնվում են քարանձավները, կրաքար է։ Այն փափուկ քար է և կարող է լուծվել թույլ թթվով։ Կրաքարը քայքայող թթուն առաջանում է անձրեւաջրից: Անձրևի կաթիլները օդից և հողից վերցնում են ածխաթթու գազ: Այս ածխաթթու գազը ջուրը վերածում է ածխաթթու գազի:

Հետեւաբար, միլիոնավոր տարիներ թթվային անձրեւը ջրում էր կրաքարերը։ Նրանք անընդհատ կաթում էին սարերի վրա, և դրանց վրա սկսեցին ճաքեր առաջանալ։ Իսկ անձրևները շարունակեցին տեղալ։ Ջուրը հոսեց՝ լայնացնելով ճաքերը։ Նա մոնոլիտում նոր ճաքեր գտավ: Ճեղքերն ընդարձակվել են թունելների մեջ։ Թունելները հատվեցին ու խորշեր հայտնվեցին։ Միլիոնավոր տարիներ անց քարանձավները ստացան իրենց ձևը։ Եվ ջուրն ավելի ու ավելի մեծացրեց քարանձավները:

Որոշ քարանձավներում առաստաղի վրա կան անցքեր (Հավելված 2): Դրանք առաջացել են այն վայրում, որտեղ ժամանակին ջուր է կուտակվել, որն այնուհետեւ ներխուժել է քարանձավ։ Քարանձավներում կարելի է գտնել պատկերասրահների շարքեր՝ մեկը մյուսի վերևում։ Որոշ քարանձավների միջով հոսում են ջրի առվակներ, իսկ մյուսներում՝ դրանց գոյացումից հետո ջուրն իջնում ​​է, և քարանձավը չորանում է։

Քարանձավները թաքնված են ամենուր՝ լեռներում, պարզապես փափուկ ժայռերից կառուցված ժայռոտ հողում։ Քարանձավները կառուցվում են ոչ միայն ջրով, այլև քամու, ծովային ալիքների և հրաբխային լավայի միջոցով: Քարանձավները մնում են քարի աղի արդյունահանումից հետո: Կան նաև սառցե քարանձավներ, բայց դրանք կարճատև են։

Քարանձավների տեսակները.

Քարանձավները կարելի է բաժանել հինգ խմբի՝ ըստ իրենց ծագման. Դրանք տեկտոնական, ծովային, սառցադաշտային, հրաբխային և, վերջապես, ամենամեծ և ամենատարածված խումբն են՝ կարստային քարանձավները։

Տեկտոնական քարանձավներ կարող են առաջանալ ցանկացած ժայռի մեջ՝ տեկտոնական խզվածքների առաջացման արդյունքում։ Որպես կանոն, նման քարանձավները հանդիպում են սարահարթի մեջ խորը փորված գետահովիտների կողքերում, երբ կողքերից պոկվում են ժայռերի հսկայական զանգվածներ՝ առաջացնելով ճաքեր (շերլոպներ), որոնք իրենց հերթին սովորաբար սեպի պես միանում են խորությանը։ Երբեմն դրանք կազմում են մինչև 100 մ խորության բավականին խորը ուղղահայաց քարանձավներ։ Այս տեսակի քարանձավները տարածված են Արևելյան Սիբիրում։

Ծովային քարանձավները առաջացել են ափի երկայնքով ժայռերի վրա ցայտող ալիքների ազդեցության տակ (Հավելված 3): Ծովային ալիքները, որոնք պարունակում էին կոշտ նյութի հատիկներ (խճաքար, նուրբ ավազ) լուծարեցին ժայռերը։ Նրանք ավերվեցին, տարեցտարի խարխլվեցին սերֆինգի կողմից: Որոշ քարանձավներ գտնվում են ջրի տակ։ Դրանք սովորաբար ստորերկրյա ջրերի ակտիվության արդյունք են՝ քամելով փափուկ ապարները, օրինակ՝ նույն կրաքարը։

Սառցադաշտային քարանձավները հանդիպում են բազմաթիվ սառցադաշտերում և ձևավորվում են սառցադաշտերի ներսում հալված ջրերի միջոցով (Հավելված 4): Սառցադաշտային հալոցքային ջուրը կլանում է սառցադաշտը մեծ ճաքերի երկայնքով կամ ճաքերի հատման վայրում: Այս դեպքում ձեւավորվում են հատվածներ, որոնց երկայնքով մարդը երբեմն կարող է անցնել։ Նման քարանձավներն ունեն ջրհորի տեսք և հասնում են 100 մետր և ավելի խորության։ 1993 թվականին հայտնաբերվել և հետազոտվել է «Իզոտրոգ» հսկա սառցադաշտային ջրհորը՝ 173 մետր խորությամբ։

Սառցադաշտային քարանձավների հատուկ տեսակ են համարվում այն ​​քարանձավները, որոնք ձևավորվել են սառցադաշտում այն ​​կետում, որտեղ ստորգետնյա ջերմային ջրեր. Քանի որ ջուրը տաք է, այն ունակ է ծավալուն պատկերասրահներ ստեղծել։ Նման քարանձավները գտնվում են ոչ թե բուն սառցադաշտում, այլ դրա տակ, քանի որ սառույցը հալվում է ներքևից։ Ջերմային սառցադաշտային քարանձավները հանդիպում են Իսլանդիայում և Գրենլանդիայում և հասնում են զգալի չափերի:

Հրաբխային կամ լավային քարանձավներ առաջանում են հրաբխային ժայթքման ժամանակ (Հավելված 5): Լավային հոսքը, երբ սառչում է, ծածկվում է կոշտ ընդերքով՝ ձևավորելով լավային խողովակ, որի ներսում դեռ հոսում է հալած ապարը։ Ժայթքման փաստացի ավարտից հետո լավան խողովակից դուրս է հոսում ստորին ծայրից, և խողովակի ներսում մնում է խոռոչ: Պարզ է, որ լավայի քարանձավներն ընկած են հենց մակերեսին, և հաճախ տանիքը փլվում է։

Այնուամենայնիվ, լավայի քարանձավները կարող են հասնել շատ մեծ չափերի: Նման, օրինակ, Հավայան կղզիներում գտնվող Կազումուրա քարանձավը՝ 65,6 կմ երկարություն և 1100 մ խորություն։ Իսկ աշխարհի ամենամեծ հրաբխային քարանձավը՝ Կուևա դե լոե Վերդեսը, գտնվում է Կանարյան կղզիներից մեկում։

Կարստային քարանձավները նման քարանձավների մեծամասնությունն են (Հավելված 6): Հենց կարստային քարանձավներն ունեն ամենամեծ տարածությունն ու խորությունը։

Քարանձավները առաջանում են ջրով ապարների տարրալուծման պատճառով։ Հետևաբար, կարստային քարանձավները հանդիպում են միայն այնտեղ, որտեղ առաջանում են լուծելի ապարներ՝ կրաքար, մարմար, կավիճ, գիպս և աղ։ Կրաքարը և հատկապես մարմարը շատ վատ են լուծվում մաքուր թորած ջրի մեջ: Լուծելիությունը մեծանում է մի քանի անգամ, եթե ջրում առկա է լուծված ածխաթթու գազ, իսկ բնության մեջ այն միշտ լուծված է ջրում։ Սակայն կրաքարը դեռ վատ է լուծվում՝ համեմատած, ասենք, գիպսի կամ, հատկապես, աղի հետ։ Բայց պարզվում է, որ դա դրական է ազդում ընդարձակ քարանձավների ձևավորման վրա, քանի որ գիպսի և աղի քարանձավները ոչ միայն արագ են ձևավորվում, այլև արագ փլուզվում են։

Քարանձավներն առանձնահատուկ աշխարհ են, որոնք նմաններ չունեն մակերեսի վրա: Քարանձավներում ոչ ձմեռ կա, ոչ ամառ։ Ջերմաստիճանը միշտ նույնն է։ Սառը քարանձավներում այն ​​տատանվում է +2-ից +8 աստիճանի սահմաններում, իսկ տաք ու տաք քարանձավներում՝ +15-ից +28։

Պարզվում է, որ քարանձավների օդը ստերիլ է։ Այն պարունակում է հազար անգամ ավելի քիչ մանրէներ, քան մակերեսին։ Պարզվում է, որ ստորերկրյա ջրերի հետ միասին քարանձավներ են թափանցում ռադիոակտիվ ածխածնի իզոտոպները։ Նրանք առաջացնում են ստալակտիտների փայլ, իոնացնում օդը և սպանում մանրէները։

Աշխարհի ամենաերկար քարանձավը՝ Flint Mammoth-ը, գտնվում է ԱՄՆ-ում՝ Կենտուկի նահանգում։ Նրա բոլոր միջանցքների երկարությունը ավելի քան 550 կիլոմետր է։ Իսկ ամենախոր քարանձավը գտնվում է Աբխազիայում՝ Կրուբերա-Վորոնյա քարանձավը։ Մարդը կարող է 2 կիլոմետր իջնել դրա մեջ։

Չնայած այն հանգամանքին, որ այսքան բան արդեն հայտնի է քարանձավների մասին, գիտնականներին առջևում նոր բացահայտումներ են սպասում։ Յուրաքանչյուր քարանձավ ունի անցումներ, ճեղքեր և միջանցքներ, որոնց մասին քարանձավային ճանապարհորդները՝ քարանձավագետները, դեռ չգիտեն: Նրանք կարծում են, որ արդեն ամեն ինչ ուսումնասիրել են, բայց հանկարծ մի օր քարե խցանման հետևում բաց է նկատում, իսկ հետևում՝ միջանցք, որից այն կողմ կա ևս մի քանի մետր քարանձավային գեղեցկություն։

Այս ուսումնասիրությունների արդյունքում կարելի է եզրակացնել, որ կան մի քանի տեսակի քարանձավներ, սակայն ամենատարածվածը կարստայիններն են։ Քարանձավ ձևավորելու համար անհրաժեշտ են բավարար քանակությամբ ջրային նստվածքներ և ռելիեֆի բարենպաստ ձև, այսինքն՝ մեծ տարածքի նստվածքները պետք է ընկնեն քարանձավ, իսկ քարանձավի մուտքը պետք է լինի նկատելիորեն վերևում, որտեղ ստորերկրյա ջրերը թափվում են.

Ստալակտիտներ, ստալագմիտներ և ստալագնատներ

Ջուրը մեծ ուժ է։ Նա սրում է քարը, երբ ճանապարհ է ընկնում, պատկերասրահներ է կառուցում, իսկ հետո թողնում դրանք, խարխլում ժայռերը, և նրանք սուզվում են, փլվում, շարժվում: Այսպես են ծնվում հենց քարանձավները։ Սակայն ջուրը ոչ միայն շինարար է, այլև նկարիչ և քանդակագործ։

Քարանձավները գալիս են տարբեր ժայռերի մեջ, և ջուրը դրանց մեջ բերում է տարբեր մասնիկներ, և դրանք կառուցված են տարբեր նյութերից՝ կալցիտից, գիպսից, քարի աղից։ Ջրով նստվածքային ապարների տարրալուծումը և ոչնչացումը կոչվում է կարստ՝ կարստային գործընթաց։

Կարստային պրոցեսը երկերեսանի է. ջուրը մի տեղ լուծարում է ապարը, տեղափոխում մյուսը և այնտեղ նույն ժայռից առաջանում են գեղեցիկ սինտեր գոյացություններ՝ ստալակտիտներ և ստալագմիտներ:

Ստալակտիտները (հունարենից՝ stalaktós - հոսում են կաթիլ առ կաթիլ) կաթիլ-կաթիլային գոյացություններ են, որոնք կախված են կարստային քարանձավների կամ այլ ստորգետնյա դատարկությունների կամարներից և պատերի վերին մասերից կոնաձև սառցալեզուների, վարագույրների, ոլորված ծոպերի կամ խոռոչ խողովակների տեսքով (Հավելված): 7).

Ստալագմիտներ (հունարեն stálagma - կաթիլ), սյունաձև, կոնաձև և այլ ձևերի կաթիլային գոյացություններ, որոնք բարձրանում են քարանձավների և ստորգետնյա այլ կարստային խոռոչների հատակից (հավելված 8):

Ստալագնատները կաթիլ-կաթիլային գոյացություններ են սյուների տեսքով, որոնք հայտնվում են քարանձավներում ստալակտիտների և ստալագմիտների միացման ժամանակ (Հավելված 9):

Ինչպե՞ս են դրանք ձևավորվում: Անձրևի կաթիլը, թափանցելով ժայռի ճեղքի միջով, լուծարում է քարի կտորը: Այսպիսով, յուրաքանչյուր նման կաթիլ պարունակում է կրաքարի կամ այլ հանքանյութերի մասնիկներ։ Կրաքարը լուծելով՝ ջուրը դրանից վերցնում է հանքային կալցիտը։ Կալցիտով հագեցած լուծույթի կաթիլը ամենափոքր ճեղքերով հասնում է արդեն ստեղծված քարանձավի առաստաղին և կախված է դրա վրա (Հավելված 10):

Աստիճանաբար, շատ դանդաղ, կաթիլը գոլորշիանում է, և կալցիտի կամ նրա բերած այլ հանքանյութի մասնիկը նստում է առաստաղի վրա բարակ թաղանթով: Որոշ ժամանակ անց հաջորդ կաթիլը գալիս է այս վայր և նորից կալցիտի նստվածք է դնում: Երբ աճում են, կալցիտի հատիկները սկզբում վերածվում են բարակ, թափանցիկ խողովակի, որը ներսում դատարկ է: Ինչու դատարկ: Այո, քանի որ կաթիլն ինքնին դատարկ է ներսում:

Բայց հետո մի ավազահատիկ ընկնում է կաթիլի մեջ և խցանում է խողովակը: Այնուհետև այս խողովակի շուրջը բոլոր կողմերից սկսում են հոսել այլ կաթիլներ, և աճում է քարե սառցաբեկոր, նույնը, ինչ սառցեը՝ ստալակտիտ:

Բայց կաթիլները հասնում են անհավասարաչափ, մի կողմից մյուսը, և ստալակտիտը ամբողջովին կլոր չէ: Եվ հետո մակերեսին անձրեւ է գալիս, ջուրը կեղտոտվում է, ստալակտիտը մթնում է։ Անձրևը դադարեց, ջուրը նորից պարզ դարձավ, և ստալակտիտի հաջորդ շերտը դարձավ այլ գույն: Եթե ​​կտրեք այն, ապա կտրվածքը կունենա նույն օղակները, ինչ ծառը, բայց ոչ տարեկանները: Գարնանը և աշնանը պարզապես ավելի շատ ջուր կա, և ստալակտիտն ավելի արագ է աճում: Ջուրն ավելի մուգ է, իսկ օղակը՝ ավելի մուգ, ջուրն ավելի քիչ է, և աճը դադարել է (Հավելված 11):

Ես նույնիսկ գտա ստալակտիտների առաջացման գործընթացի քիմիական բանաձեւը։ Ահա այն՝ CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2 HCO3

Բայց ոչ բոլոր կալցիտն է նստում առաստաղին և առաջացնում ստալակտիտների աճ: Իրենց քաշի տակ կաթիլների մի մասը ընկնում է հատակին, և ստալագմիտը ներքևից աճում է դեպի ստալակտիտ: Երբ ստալակտիտը և ստալագմիտը միանում և աճում են միասին, ձևավորվում է կալցիտի սյուն՝ ստալագնատ։ Ե՛վ ստալակտիտները, և՛ ստալագմիտները, և՛ սյուները շատ մեծ են՝ տասնյակ մետր բարձրություն և մի քանի մետր տրամագիծ:

Նրանց վրա թափվող ջրի կաթիլներից առաջանում են առուներ, որոնք բոլոր կողմերից հոսում են սյուների շուրջը, իսկ հետո կողերի տեսքով բծեր են առաջանում։ Եթե ​​կաթիլները հոսում են քարանձավի պատով, ապա դրա վրա ոչ պակաս զարմանալի նստվածքներ են հայտնվում՝ քարե ջրվեժների, դրոշների և այլ ֆանտաստիկ գոյացությունների տեսքով։

Երբեմն քարանձավներում հայտնվում են բոլորովին անսպասելի ձևերի նստվածքներ։ Ստալակտիտները հանկարծ սկսում են պատահականորեն աճել՝ ստեղծելով տարօրինակ քարերի միահյուսումներ: Հատակին և պատերին հայտնվում են զարմանալիորեն գեղեցիկ քարի և գիպսե ստալակտիտի ծաղիկներ՝ կորալիտներ, բյուրեղիտներ և հելիկտիտներ (Հավելված 12):

Այնտեղ, որտեղ լուծույթի հոսքի մեջ անհավասարակշռություն կա, օրինակ՝ այն կաթում է վերևից, բայց այնքան քիչ, որ կաթիլները թաղանթի պես անմիջապես տարածվում են, առաջանում են հիբրիդային ձևեր, ստալագմիտը ծաղկում է թփի պես։ Այս դեպքում առաջանում են անցումային ձևերի լայն տեսականի, պոլիմիներալ ձևեր և շատ ավելին: Օրինակ, դուք կարող եք գտնել կազմավորումներ, որոնք ճշգրտորեն կրկնօրինակում են կրետային բների ճարտարապետությունը: Իսկ գիպսային ցանցը, որն ավելի բարակ է, քան մարդու մազը, օդի ամենափոքր թրթռումից փոշու է վերածվում։

Միլիարդավոր կաթիլները միլիոնավոր տարիների ընթացքում քարանձավում ստեղծել են ստալակտիտների, ստալագմիտների մի ամբողջ անտառ, սյուների և բաց քարե վարագույրների, դրոշների և ջրվեժների ֆանտաստիկ ներքին հարդարանք (Հավելված 13):

Քարանձավի հատակին հոսող ջուրը նույնպես կուտակում է կալցիտը և ձևավորում տարբեր ձևերի ու գույների «բաղնիքներ»։ Տարբեր հանքանյութերի և մետաղների աղերի ամենափոքր մասնիկները՝ պղինձ, կոբալտ, երկաթ, բծերը դարձնում են վարդագույն, դեղին, կապույտ, կարմիր, գազար, սև։ Այսպես կոչված քարանձավային մարգարիտները շատ հազվադեպ են հանդիպում «բաղնիքներում»: Այն ձևավորվում է այնպես, ինչպես ծովի ջուրը, բայց ոչ պատյանում: Երբեմն քարանձավային մարգարիտների տրամագիծը հասնում է երեքից հինգ սանտիմետրի՝ գրեթե պինգ-պոնգի գնդակի նման, բայց դա շատ հազվադեպ է:

Կարստային քարանձավներում կարելի է գտնել ստալակտիտների լայն տեսականի: Օրինակ՝ խողովակային ստալակտիտները, որոնք հայտնի են նաև որպես մակարոնեղեն: Դարեր շարունակ իրենց ամբողջ երկարությամբ անցնող ալիքը հետազոտողներին ինքնաբերաբար ստիպել է ենթադրել, որ ստալակտիտը սնվում է այս ալիքով: Բայց պարզվեց, որ դա ամենևին էլ այդպես չէ։ Պարզվեց, որ ալիքը պարզապես անջատված կաթիլի պարագծի երկայնքով բյուրեղացման հետևանք է։ Այդ իսկ պատճառով կոտրվածների տեղում աճող նոր ստալակտիտները չեն շարունակում սկզբնական խողովակը, այլ մի փոքր աճում են դեպի այն կողմը, որտեղ ավելի հարմար է ջրի կաթել։

Ստալակտիտներից ամենադիտարժանը շղարշներն են (Հավելված 14), որոնք հայտնվում են թեք պատերի վրա։ Հենց այդ ժամանակ է, որ աճող ստալակտիտը սկսում է ազդել անկման անջատման կետի վրա, և այն դառնում է շարժական՝ շարժվելով ջրի հոսքի ամենափոքր քմահաճույքով և իր սրընթաց ոլորված ձևով ամրագրելով այս հոսքերի ուղղությունը, որտեղ նրանք պետք է հոսեն:

Երբ հանքանյութը փոխվում է, ասենք, կալցիտը գիպսի, քարանձավը փոխվում է, անճանաչելիորեն (Հավելված 15): Գիպսն ունի այլ բյուրեղացման քիմիա: Հետևաբար, նման քարանձավում «աճում են» գիպսային գոյացությունները՝ «բյուրեղյա ջահեր» (Հավելված 16) և գիպսային «ձյունածածկ եղևնիներ»։

Դրանք ձևավորվում են չափազանց ուշագրավ ձևով։ Քարանձավն ունի նաև չոր և խոնավ եղանակներ, իսկ գիպսը խիստ լուծվող հանքանյութ է։ Երբ խոնավությունը նստում է մակերեսին, գիպսը լուծվում է։ Երբ խոնավությունը գոլորշիանում է, գիպսը բյուրեղանում է։ Ջուրը «սիրում է» տեղավորվել իջվածքներում և գոլորշիանալ եզրերից. սա տարրական ֆիզիկա է: Եվ հետո պարզվում է, որ ստալագմիտի ներքին խոռոչը շարունակում է լուծարվել, իսկ արտաքին մակերեսը շարունակում է աճել, ընդ որում՝ վերածվելով բյուրեղների ճյուղավորված թփերի։ Այդ նույն «ձյունածածկ եղևնիները» հայտնվում են։ Երբ պատն այնքան է բարակում, որ ստալագմիտն այլևս չի կրում իր քաշը, ապա «մեռնելով» այն ընկնում է իր ներսում՝ ապահովելով գիպսի սեփական «պաշարները» այլ գոյացությունների աճի համար։

Այս ամբողջ արտասովոր ստորգետնյա գեղեցկությունը ստեղծելու համար շատ ժամանակ է պահանջվում: Գիտնականները հաշվարկել են, որ միջին հաշվով ստալակտիտը տարեկան աճում է միլիմետրի չորս տասներորդով, իսկ հարյուր տարվա ընթացքում՝ ընդամենը չորս սանտիմետրով: Իսկ 100 տարի անց այս վայրում կհայտնվի քարե սառցալեզվ՝ 4 սանտիմետր երկարությամբ ստալակտիտ։ Եվ ամեն 100 տարին մեկ ստալակտիտը կաճի նույնքանով։ Իսկ ներքեւում, որտեղ կաթիլն ընկել է, կաճի քարե աշտարակ՝ ստալագմիտը։ Միլիոնավոր տարիներ անց ստալակտիտն ու ստալագմիտը կմիավորվեն և կվերածվեն շողշողացող սյունակի։ Սա նշանակում է, որ մարդը, ով կոտրել է մետր երկարությամբ քարե սառցալեզվակը, ոչնչացրել է այն, ինչ ստեղծել է բնությունը մոտ երկուսուկես հազար տարի։

Այսպիսով, հետազոտության ընթացքում ես իմացա, որ ստալակտիտները, ստալագմիտները և ստալագնատները քարանձավներում կաթիլ-կաթիլային գոյացություններ են: Ստալակտիտների և ստալագմիտների առաջացման գործընթացը բարդ քիմիական գործընթաց է, որը բաղկացած է նրանից, որ ջուրը լուծարում է ապարը, տեղափոխում այն ​​մեկ այլ վայր և որոշ ժամանակ անց այն հետ է դնում՝ առաջացնելով սինթեր գոյացություններ։ Այս գործընթացը տևում է հարյուրավոր, հազարավոր տարիներ։

Այլ քարանձավային առեղծվածներ

Պալեոնտոլոգիան գիտություն է, որը զբաղվում է բրածո բույսերի և կենդանիների ուսումնասիրությամբ։ Բրածոները միլիոնավոր տարիներ առաջ ապրած կենդանիների մնացորդներն են, որոնք պահպանվել են մինչ օրս: Հիմնականում բրածոների ուսումնասիրության միջոցով է, որ մենք գիտենք, թե ինչպիսին է եղել կենդանական աշխարհը հարյուր միլիոնավոր տարիներ առաջ:

Աշխատանքիս սկզբում ես արդեն ասացի, որ քարանձավների ուսումնասիրությունը գիտական ​​մեծ նշանակություն ունի պալեոնտոլոգիայի, հանքաբանության, մարդաբանության և հնագիտության մեջ։ Դա հաստատում է 20-րդ դարի ամենաաղմկոտ և ամենահետաքրքիր հայտնագործությունը՝ Հունաստանի հյուսիսում գտնվող Պետրալոնա քարանձավի հայտնաբերումը։ Ես ինքս այս քարանձավում էի, և այն դարձավ Ելակետինձ համար քարանձավների և ստալակտիտների առաջացման մեխանիզմն ուսումնասիրելիս։ Ուստի ես ուզում եմ համառոտ խոսել դրա մասին (Հավելվածներ 17-24):

1959 թվականին Հունաստանի հյուսիսում գտնվող Խալկիդիկի թերակղզում ծովի մակարդակից 250 մետր բարձրության վրա Կացիկա լեռան ստորոտում հայտնաբերվել է քարանձավի մուտք։ Ամեն ինչ տեղի է ունեցել բոլորովին պատահական, Պետրալոնա անունով հովիվը տարածքում ոչխարներ էր արածեցնում։ Մի օր, լսելով ջրի մեղմ խշշոցը, որոշեցի ուշադիր զննել լեռան ստորոտը և հանդիպեցի քարանձավի մուտքին։ Հետագա հետազոտություններն իրականացրել են մասնագետները, մասնավորապես՝ հայտնի հույն մարդաբան Արիս Պուլիանոսը, ով հետագայում քարանձավի կողքին կառուցել է պալեոնտոլոգիական թանգարան և նույնիսկ երբեմն ինքն է էքսկուրսիաներ անում։ Իմ բախտը բերել է, նրան տեսել եմ նաև էքսկուրսիայի ժամանակ։

Քարանձավի մակերեսը 10 հազար քառակուսի մետր է, միջանցքների (անցումների) ընդհանուր երկարությունը՝ 1500 մետր։ Զբոսաշրջային երթուղի, բաց հանրության համար, դեռ ընդամենը 600 մետր է։ Գտածոները, որոնք հայտնաբերվեցին այս քարանձավի ներսում, իսկական հեղափոխություն կատարեցին մարդաբանության մեջ։ 1960 թվականին՝ քարանձավի բացումից մեկ տարի անց, ներսում հայտնաբերվել է ամենատարեց եվրոպացի՝ նեանդերթալցի մարդու գանգը և կմախքը, որը կոչվում է Արխանտրոպուս։ Գանգի առաջին ուսումնասիրության արդյունքները ներկայացվել են 1964 թվականին Մոսկվայում կայացած մարդաբանների միջազգային կոնգրեսում և մեծ տպավորություն են թողել մասնագետների վրա։

Բացի այդ, քարանձավում հայտնաբերվել են քարացած ոսկորներ, քարե գործիքներ, կենդանիների մնացորդներ՝ արջեր, բորենիներ, կրիաներ, ռնգեղջյուրներ, առյուծներ և նույնիսկ ընձուղտ: Իսկ Պետրալոնայի քարանձավից ևս մեկ արտասովոր գտածո հրդեհների և մոխրի հետքերն են, որոնք 1 միլիոն տարեկան են։ Ըստ գիտնականների՝ սրանք մարդու կողմից կրակի օգտագործման ամենահին հետքերն են։

Մինչեւ վերջերս համարվում էր, որ մարդկության տարիքը 3,5-4 միլիոն տարի է, իսկ նրա հայրենիքը Աֆրիկան ​​է։ Սակայն Պետրալոնե քարանձավից գտածոները և դրանց թվագրումը իրավունք են տալիս ենթադրելու, որ մարդկության բնօրրանը Հարավարևելյան Եվրոպան է, իսկ մարդը հայտնվել է Հունաստանում 11-12 միլիոն տարի առաջ։ Պետրալոնայի քարանձավի բոլոր գտածոները ցուցադրվում են քարանձավին կից կառուցված մարդաբանական թանգարանում։

Իրականում քարանձավներում շատ առեղծվածներ ու գաղտնիքներ կան։ Ինչպես պարզեցի իմ հետազոտության ընթացքում, զնդանների կենդանական աշխարհը անսովոր է և հետաքրքիր: Նույնիսկ պարզունակ մարդը գիտեր ու պատերին նկարում էր քարանձավներում ապրող կենդանիներին՝ քարանձավային առյուծ, բորենի, քարանձավային արջ։ Իմիջայլոց, քարանձավային գծագրերպարունակում է նաև գիտնականների համար հետաքրքիր բազմաթիվ տեղեկություններ (Հավելված 25):

Հին կենդանիները վաղուց վերացել են, մարդիկ լքել են քարանձավները, բայց քարանձավներն իրենք դատարկ չեն եղել։ Ստորգետնյա աշխարհի լուրջ կենսաբանական հետազոտությունները սկսվել են միայն 1831 թվականին, երբ հայտնաբերվեց առաջին քարանձավային բզեզը: Այդ ժամանակից ի վեր հայտնաբերվել են բազմաթիվ տարբեր քարանձավային արարածներ՝ ինչպես ջրային, այնպես էլ ցամաքային: Սրանք տրոգլոբիոնտներ են, ինչը նշանակում է «քարանձավաբնակ»՝ խեցգետնակերպեր, ձկներ, փայտաշերտեր, հարյուրոտանիներ, սարդեր, կեղծ կարիճներ և այլ միջատներ:

Կենդանի օրգանիզմների հարմարվողականությունը քարանձավային կյանքին շատ բարդ և բազմազան է: Իրենց ցամաքային ազգականների համեմատ նրանք ունեն ավելի երկար ու բարակ մարմին, ավելի երկարաձգված ոտքեր և ալեհավաքներ, թափանցիկ են և անգույն։ Քանի որ քարանձավներում լույս չկա, նրանք տեսողության կարիք չունեն, հետևաբար չունեն աչքեր։ Քարանձավներում հանդիպում են կույր բզեզներ, ձկներ, երկկենցաղներ, խեցգետիններ և նույնիսկ կույր ու անթև ճանճեր։ Քարանձավների օդը հագեցած է խոնավությամբ, և, հետևաբար, տրոգլոբիոնները կարող են ապրել ինչպես ջրում, այնպես էլ ցամաքում:

Գիտնականների խոսքով՝ կենդանիները և միջատները քարանձավներ են մտել Երկրի վրա կլիմայի փոփոխության պատճառով, մասնավորապես՝ ցուրտ եղանակին: Այսպիսով, ժամանակակից քարանձավների բնակիչների մեծամասնությունը անցյալ դարաշրջանների ներկայացուցիչներ են, կենդանի բրածոներ, որոնք այլևս չեն հայտնաբերվել մակերեսի վրա, բայց պահպանել են անցյալ հազարամյակների տեսքն ու սովորությունները:

Այնուամենայնիվ, մութ սիրահարների մեծամասնությունն իրենց կյանքի միայն մի մասն է անցկացնում գետնի տակ: Օրինակ, թիթեռները ձմեռում են միայն քարանձավներում: Իսկ մորեխների որոշ տեսակներ, որոնք գիշերային են, մնում են այնտեղ ամբողջ օրը։ Սա ներառում էր քարանձավային արջը, քանի որ քարանձավը նրա համար միայն հանգստավայր էր։ Բորենին և առյուծն էլ ավելի քիչ ժամանակ են անցկացրել քարանձավներում։ Ի տարբերություն քարանձավային արջի՝ նրանք երբեք հեռու չեն գնացել քարանձավ, այլ մնացել են մուտքի մոտ։

Քարանձավների գանձերը քարանձավների ևս մեկ առեղծված և առեղծված են: Շատ հազարամյակների ընթացքում լեգենդներն ու հեքիաթները խոսում են քարանձավներում թաքնված գանձերի մասին: Կորած գանձ որոնողների ոսկորները, ովքեր երբեք չեն կարողացել գանձեր գտնել, մեկ անգամ չէ, որ գտնվել են գետնի տակ։ Չեխական Տատրասի քարանձավներից մեկը կոչվում է Գանձ փնտրողների քարանձավ: Իսկ ծովահենների գանձերի մասին այնքան շատ լեգենդներ կան թաքնված, այդ թվում՝ քարանձավներում: Բայց յուրաքանչյուր լեգենդ ունի որոշակի ճշմարտություն:

ԵԶՐԱԿԱՑՈՒԹՅՈՒՆ

Հետազոտությանս առարկան քարանձավներն էին և դրանց առեղծվածները, որոնցից հիմնականներն են ստալակտիտները, ստալագմիտները և ստալագնատները, դրանց առաջացման մեխանիզմը և դրանք կենցաղային պայմաններում, այսինքն՝ տանը ստեղծելու հնարավորությունը։ Աշխատանքիս սկզբում ես մտադիր էի նման մշակության փորձ անցկացնել։ Կարծում էի, որ ուսումնասիրելով ստալակտիտների առաջացման բնույթն ու մեխանիզմը՝ ես ինքս կարող եմ նույնը անել։ Բայց նույնիսկ տեսական հետազոտության ընթացքում ես հասկացա, որ անհնար է տանը իսկական ստալակտիտ աճեցնել։

Ստալակտիտ աճեցնելու համար անհրաժեշտ են մի քանի շատ կարևոր պայմաններ. Այսինքն՝ որոշակի տեղագրությամբ և միկրոկլիմայով քարանձավ, ջրի մշտական ​​հոսք, ածխաթթու գազի առկայություն և ամենակարևորը՝ մի քանի հարյուր և նույնիսկ հազարավոր տարիներ։ Մարդկային կյանքը բավարար չէ կրկնելու այնպիսի արտասովոր ու գեղեցիկ երեւույթ, ինչպիսին ստալակտիտն է կամ ստալագմիտը։ Մնում է միայն մեկ բան անել՝ հիանալ և փայփայել:

Իմ հետազոտության արդյունքների հիման վրա ես կարող եմ անել հիմնական եզրակացությունը՝ կան այդպիսիք բնական երևույթներ, որոնք մարդը պետք է ուսումնասիրի, փայփայի, բայց ամենևին էլ պարտադիր չէ դրանք կրկնել կամ օգտագործել իր կյանքում։ Միգուցե մարդիկ մի օր հորինեն ժամանակի մեքենա կամ ժամանակի արագացուցիչ, և այդ ժամանակ կկարողանան արհեստականորեն արագացնել ստալակտիտների աճի բնական գործընթացը, բայց առաջանում է հաջորդ հարցը՝ արդյոք դա անհրաժեշտ է։

Ինչու՞ ինձ պետք է այս գիտելիքը: Կարո՞ղ են դրանք օգտակար լինել ինձ կյանքում: Ես կարծում եմ, այո. Եվ հիմնականում ավելի լավ հասկանալու համար աշխարհը, տեսնել և գնահատել այն գեղեցկությունը, որը կարող է ստեղծել բնությունը։ Եվ նաև, հանկարծ մոլորակի կլիման կրկին կտրուկ կփոխվի, և մարդիկ ստիպված կլինեն նորից վերադառնալ քարանձավներ: Այս գիտելիքներով ինձ համար ավելի հեշտ կլինի ինքս այնտեղ հարմարավետ զգալ և օգնել ուրիշներին:

Մինչև «Ինչպե՞ս են ձևավորվում քարանձավները» հարցին պատասխանելը, պետք է հասկանալ, թե ինչ են քարանձավները և ինչպիսին են դրանք։

Քարանձավները դատարկ տարածություններ են ստորգետնյա կամ ջրի տակ գտնվող ժայռային գոյացություններում, ինչպես նաև վերգետնյա: Քարանձավները կարող են լինել անցքեր մի քանի բացվածքով կամ մեկով: Նրանք բաժանվում են հորիզոնական, ուղղահայաց, ինչպես նաև թեքված և մեկ մակարդակի կամ բազմաստիճան: Տարբեր են նաև քարանձավների չափերը։ Պատահում է, որ քարանձավը ձգվում է շատ կիլոմետրերով, բարձրանում կամ ընկնում անգամ ստորգետնյա գետի ջրի տակ։ Բայց մեկ քարանձավի և մյուսի միջև ամենակարևոր տարբերությունն այն նյութն է, որից դրանք պատրաստված են և ինչպես են ձևավորվել:

Այսպիսով, քարանձավների ամենամեծ խումբը կարստն է։ Դրանք բաժանվում են մարմարե, աղի, բյուրեղյա, գիպսե և կրաքարային քարանձավների, ինչպես նաև այլոց։ Նման քարանձավները գոյանում են ջրի մեջ տարբեր ապարների լուծարման պատճառով, և նրանցից շատերն ունեն իրենց ստալակտիտներն ու ստալագմիտները։

Էվոլյուցիոնիստները պնդում են, որ այս քարանձավների ստեղծման հիմնական գործոնը ստորերկրյա ջրերն են՝ հագեցած ածխածնի երկօքսիդով, որը թափանցում է կրաքարային շերտերի երկայնքով ճեղքերով։ Այս գործընթացը, նրանց կարծիքով, տեւում է միլիոնավոր տարիներ։ Սակայն վերջերս հայտնի է դարձել մեկ այլ գործոն, որը շատ ավելի արագ է լվանում քարանձավները՝ ծծմբաթթուն։

Կան նաև ջրից քայքայված քարանձավներ (երկայնքով առափնյա գիծ), որոնք մեխանիկորեն քայքայվում են ջրով ավազի խոշոր հատիկներով, քարի բեկորներով և այլն։ Տեկտոնական խզվածքների վայրերում գետերի ափերին գոյանում են տեկտոնական քարանձավներ։

Հրաբխային քարանձավները հայտնվում են հրաբխային ժայթքման ժամանակ, երբ լավան կարծրանում է, ստեղծելով մի տեսակ խողովակ, որով այն հետագայում հոսում է՝ առաջացնելով դատարկություններ։ Հրաբխային օդանցքների քարանձավները նույնպես հրաբխային են: Համաշխարհային ջրհեղեղի ժամանակ, որը Աստվածաշնչում կոչվում է Նոյի ջրհեղեղ, ամբողջ աշխարհում տեղի ունեցավ հրաբխային ակտիվություն, որի արդյունքում շատ արագ ձևավորվեցին այս տեսակի բազմաթիվ քարանձավներ։

Մոսկվայի պողպատի և համաձուլվածքների պետական ​​ինստիտուտ

Vyksa մասնաճյուղ

(Տեխնոլոգիական համալսարան)

Վերացական թեմայի վերաբերյալ

բյուրեղային ֆիզիկա

«Քարանձավների և կարստների ձևավորում» թեմայով.

Ուսանող՝ Պիչուգին Ա.Ա.

Խմբեր:MO-07 (MFM)

Ուսուցիչ՝ Լոպատին Դ.Վ.

Մոսկվա 2008 թ

Ի. Ընդհանուր տեղեկությունքարանձավների և կարստների մասին

II. Վարկած կարստային տարածքների ծագման մասին

III. Քարանձավների ձևավորման պայմանները

IV. Քարանձավների տեսակները.

1. Կարստային քարանձավներ

2. Տեկտոնական քարանձավներ

3. Էրոզիայի քարանձավներ

4. Սառցադաշտային քարանձավներ

5. Լավայի քարանձավ

V. Քարանձավներ Բայկալի շրջանում

VI. Կիզիլյարովսկայայի անվան քարանձավ. Գ.Ա. Մաքսիմովիչ.

Ընդհանուր տեղեկություններ քարանձավների և կարստների մասին

կարստ(գերմանական Karst-ից, Սլովենիայի Կրաս ալպյան բարձրավանդակի անունով) - գործընթացների և երևույթների մի շարք, որոնք կապված են ջրի գործունեության հետ և արտահայտված ժայռերի լուծարման և դրանցում դատարկությունների ձևավորման, ինչպես նաև առանձնահատուկ ռելիեֆի մեջ: ձևեր, որոնք առաջանում են համեմատաբար ջրում հեշտությամբ լուծվող ապարներից կազմված տարածքներում (գիպս, կրաքար, մարմար, դոլոմիտ և քարի աղ):

Կարստին առավել բնորոշ են ռելիեֆի բացասական ձևերը։ Ելնելով իրենց ծագումից՝ դրանք բաժանվում են տարրալուծմամբ առաջացած (մակերևութային և ստորգետնյա), էրոզիվ և խառը ձևերի։ Մորֆոլոգիայի հիման վրա առանձնանում են հետևյալ գոյացությունները՝ կարստներ, հորեր, հանքեր, խափանումներ, ձագարներ, կույր կարստային ձորեր, հովիտներ, դաշտեր, կարստային քարանձավներ, ստորգետնյա կարստային ջրանցքներ։ Կարստային գործընթացի զարգացման համար անհրաժեշտ են հետևյալ պայմանները. բ) կարստային ապարների հաստությունը պետք է լինի զգալի. գ) Ստորերկրյա ջրերի մակարդակը պետք է լինի ցածր, որպեսզի ստորերկրյա ջրերի ուղղահայաց տեղաշարժի համար բավարար տարածք լինի:

Ելնելով ստորերկրյա ջրերի մակարդակի խորությունից՝ կարստը տարբերվում է խորից և ծանծաղից։ Կան նաև «մերկ» կամ միջերկրածովյան կարստներ, որոնցում կարստային ռելիեֆի ձևերը զուրկ են հողից և բուսական ծածկույթից (օրինակ. Լեռնային Ղրիմ), և «ծածկված» կամ կենտրոնաեվրոպական կարստ, որի մակերևույթի վրա պահպանվում է եղանակային կեղևը և զարգացած հողն ու բուսածածկույթը։

Կարստին բնորոշ է մակերևութային (խառնարաններ, քարհանքեր, խրամատներ, ավազաններ, քարանձավներ և այլն) և ստորգետնյա (կարստային քարանձավներ, պատկերասրահներ, խոռոչներ, անցումներ) ռելիեֆային ձևերի համալիր։ Մակերեւութային և ստորգետնյա ձևերի միջև անցումային են ծանծաղ (մինչև 20 մ) կարստային հորերը, բնական թունելները, հանքերը կամ խափանումները: Կարստային խորշերը կամ մակերևութային կարստի այլ տարրեր, որոնցով մակերևութային ջուրը հոսում է կարստային համակարգ, կոչվում են պոնորներ։

ԿԱՐՍՏ, կրաքարային սարահարթ՝ անկանոնությունների, ուռուցիկ ապարների, իջվածքների, քարանձավների, անհետացած առվակների և ստորգետնյա արտահոսքերի համալիր։ Հանդիպում է ջրում լուծվող և քայքայված ապարներում։ Գործընթացը բնորոշ է կրաքարին, ինչպես նաև ժայռերի լվացման վայրերում։ Շատ գետեր ստորգետնյա են, կան նաև բազմաթիվ քարանձավներ և մեծ քարանձավներ։ Ամենամեծ քարանձավները կարող են փլվել և ձևավորել կիրճ կամ կիրճ: Աստիճանաբար ամբողջ կրաքարը կարելի է լվանալ: Երևույթն անվանվել է նախկին Հարավսլավիայի Կարստային բարձրավանդակի պատվին։ Հատկանշական կարստային համակարգերը լայնորեն ներկայացված են Ղրիմի լեռներև Ուրալում։

Կարստը կարելի է դիտել Արևմտյան Ալպերում, Ապալաչյան կղզիներում (ԱՄՆ) և հարավային Չինաստանում, քանի որ կրաքարային ապարների շերտերը, որոնք սկզբում կազմված էին կալցիտի (կալցիումի կարբոնատ) շերտից, մինչև 200 մ հաստությամբ, մասամբ քայքայվել են ջրից: Մթնոլորտից ածխաթթու գազը լուծարվում էր անձրևի տակ և նպաստում թույլ ածխաթթվի ձևավորմանը, որն իր հերթին նպաստում էր ապարների էրոզիային, հատկապես ճեղքման գծերի և շերտերի երկայնքով՝ ավելացնելով դրանք կարստային քարանձավների, հովիտների ձևավորմանը, որոնք առաջացել են որպես քարանձավի պատերի փլուզման հետևանք, որոնք հետագա զարգացման գործընթացով կարող են վերածվել կիրճերի, և վերջապես մնում են կարստային լանդշաֆտին բնորոշ չքայքայված կրաքարի մնացորդներ։

Քարանձավ- երկրակեղևի վերին շերտում գտնվող բնական խոռոչ, որը հաղորդակցվում է երկրի մակերեսի հետ մարդկանց համար անցանելի մեկ կամ մի քանի ելքի բացվածքներով: Ամենամեծ քարանձավները անցումների և դահլիճների համալիր համակարգեր են, որոնց ընդհանուր երկարությունը հաճախ հասնում է մի քանի տասնյակ կիլոմետրի: Քարանձավները քարանձավների ուսումնասիրության առարկա են:

Քարանձավները կարելի է բաժանել հինգ խմբի՝ ըստ իրենց ծագման. Սրանք տեկտոնական քարանձավներ են, էրոզիայի քարանձավներ, սառցե քարանձավներ, հրաբխային քարանձավներ և, վերջապես, ամենամեծ խումբը՝ կարստային քարանձավները։ Մուտքի տարածքում գտնվող քարանձավները՝ համապատասխան ձևաբանությամբ (հորիզոնական ընդարձակ մուտքով) և դիրքով (ջրին մոտ), հին մարդիկ օգտագործել են որպես հարմարավետ կացարաններ։

ՎԱՐԿԱԾ ԿԱՐՍՏԱՅԻՆ ՏԱՐԱԾՔՆԵՐԻ ԾԱԳՄԱՆ ՄԱՍԻՆ

Մասնավորապես, կա վարկած, որ.

Հին ժամանակներում 300-400 միլիոն տարի առաջ ք ծովի ջուրՏեղի ունեցավ կենդանի օրգանիզմների աճի և մահվան գործընթաց, որոնք ինտենսիվորեն օգտագործում էին կալցիումը՝ իրենց պատյանները կառուցելու համար: Ջուրը կալցիումի կարբոնատի հագեցած լուծույթ էր։ Մահացած պարկուճները սուզվել են հատակին և կուտակվել նստվածքների հետ միասին, որոնք լուծույթից դուրս են եկել կլիմայի փոփոխության հետևանքով.

Միլիոնավոր տարիների ընթացքում կրաքարային զանգվածը կուտակվել է ներքևի մասում շերտերով.

Ճնշման տակ կրաքարային նստվածքը փոխել է իր կառուցվածքը՝ վերածվելով հորիզոնական շերտերում ընկած քարի.

Երկրակեղևի շարժման պահին ծովը նահանջեց, իսկ նախկին հատակը դարձավ ցամաքը.

Իրադարձությունների զարգացման երկու սցենար հնարավոր էր. 1) շերտերը մնացին գրեթե հորիզոնական և չխաթարված (ինչպես Մոսկվայի մոտ); 2) հատակը դուրս է ուռել՝ առաջացնելով լեռներ, մինչդեռ խախտվել է կրաքարային շերտերի ամբողջականությունը, և դրանցում առաջացել են բազմաթիվ լայնակի ճեղքեր և խզվածքներ։ Այսպես ձևավորվեց ապագա կարստային շրջանը։

Այս վարկածը հաստատվում է կրաքարային շերտում հնագույն խեցիների և այլ նախկին կենդանի օրգանիզմների մնացորդների հայտնաբերմամբ։ Ինչ էլ որ լինի, պարզ է, որ քարանձավները և ժայռերը, որտեղ նրանք ձևավորվում են, սերտորեն կապված են Երկրի վրա հնագույն կյանքի հետ:

ՔԱՐԱՐԱՅՐԻ ԿԱԶՄԱՎՈՐՄԱՆ ՊԱՅՄԱՆՆԵՐԸ

Կարստային քարանձավների ձևավորման երեք հիմնական պայման կա.

1. Կարստային ապարների առկայություն.

2. Կարստային ապարների տարածման գոտում լեռնաշինական պրոցեսների, երկրակեղեւի տեղաշարժերի առկայությունը, արդյունքում՝ զանգվածի հաստության ճաքերի առկայություն։

3. Ագրեսիվ շրջանառվող ջրի առկայությունը.

Առանց այս պայմաններից որևէ մեկի, քարանձավի ձևավորումը տեղի չի ունենա: Այնուամենայնիվ, այս անհրաժեշտ պայմանները կարող են պայմանավորված լինել կլիմայի տեղական առանձնահատկություններով, ռելիեֆի կառուցվածքով և այլ ապարների առկայությամբ: Այս ամենը հանգեցնում է քարանձավների առաջացմանը տարբեր տեսակներ. Նույնիսկ մեկ քարանձավում կան տարբեր «կոմպոզիտային» տարրեր, որոնք ձևավորվում են տարբեր ձևերով։ Կարստային քարանձավների հիմնական մորֆոլոգիական տարրերը և դրանց ծագումը.

Կարստային քարանձավների մորֆոլոգիական տարրեր.

Ուղղահայաց անդունդներ, լիսեռներ և հորեր,

Հորիզոնական թեքված քարանձավներ և ոլորաններ,

Լաբիրինթոսներ.

Այս տարրերն առաջանում են կախված կարստային զանգվածի հաստության խանգարումների տեսակից։

Խախտումների տեսակները.

Սխալներ և անսարքություններ, ճաքեր.

Անկողնային պարագաներ,

Կարստային և ոչ կարստային ժայռերի սահմանին,

տեկտոնիկ (սովորաբար լայնակի),

Այսպես կոչված կողային հարվածային ճեղքեր:

Քարանձավների ուղղահայաց տարրերի ձևավորման սխեման (հորեր, հանքեր, անդունդներ). Լեյչինգ.

Հորերը ձևավորվում են տեկտոնական ճաքերի հատման վայրում՝ զանգվածի մեխանիկորեն ամենաթույլ կետում։ Այնտեղ ներծծվում է մթնոլորտային տեղումներից ջուրը։ Եվ դանդաղորեն լուծում է կրաքարը; Միլիոնավոր տարիների ընթացքում ջուրը լայնացնում է ճեղքերը՝ դրանք վերածելով հորերի։ Սա ստորերկրյա ջրերի ուղղահայաց շրջանառության գոտի է

Նիվալ հորեր (զանգվածի մակերևույթից).

Ձմռանը ճաքերը խցանվում են ձյունով, այնուհետև այն դանդաղ հալվում է, սա ագրեսիվ ջուր է, այն ինտենսիվ քայքայում և ընդլայնում է ճաքերը՝ երկրի մակերևույթից հորեր առաջացնելով։

Հորիզոնական թեքված անցումների ձևավորում.

Ջուրը, ներթափանցելով կարստային ապարների շերտով (շերտով) հասնում է անկողնային ճեղքին և սկսում տարածվել դրա երկայնքով շերտերի «ընկման» հարթության երկայնքով։ Լվացքի գործընթացը տեղի է ունենում և ձևավորվում է ենթահորիզոնական անցում: Այնուհետև ջուրը կհասնի տեկտոնական ճեղքերի հաջորդ խաչմերուկին և կրկին կառաջանա ուղղահայաց ջրհոր կամ եզր։ Վերջապես ջուրը կհասնի կարստային և ոչ կարստային ապարների սահմանագծին և կտարածվի միայն այս սահմանի երկայնքով: Սովորաբար այստեղ արդեն հոսում է ստորգետնյա գետ, այնտեղ սիֆոններ կան։ Սա ստորերկրյա ջրերի հորիզոնական շրջանառության գոտի է։

Սրահների ձևավորում.

Սրահները գտնվում են խզվածքային գոտիներում՝ մեծ մեխանիկական խանգարումներ զանգվածում։ Սրահները լեռնաշինության, տարրալվացման և կրկին լեռնաշինության (երկրաշարժեր, սողանքներ) փոփոխական գործընթացների արդյունք են։

Երբեմն լրացուցիչ մեխանիզմներ են ակտիվանում.

Ջրային հոսքերով ապարների բեկորների մեխանիկական հեռացում,

Ճնշման ջերմային ջրերի ազդեցությունը (Նոր Աթոսի քարանձավ).