Землетрясение – одна из наиболее разрушительных и непредсказуемых катастроф. Происходит оно, когда сила внешнего воздействия на горные породы превышает их прочность, вследствие чего происходит разрушение пород и высвобождение энергии. Таким внешним воздействием могут быть эндогенные процессы и, реже, деятельность человека.

Эндогенные причины возникновения землетрясений.
Напряжение в породе, предшествующее землетрясению, возникает из-за движения каких-либо блоков земной коры относительно друг друга или при движении вещества в литосфере. Поэтому землетрясения будут происходить непосредственно на границе двух движущихся тел. Очевидно, что это возможно на границе литосферных плит. И действительно, если сопоставить карту литосферных плит и карту землетрясений, то практически все они приходятся на такие границы. Рассмотрим различные границы между плитами:
1. Дивергентные границы. На этих границах происходит раздвижение литосферы. К этим границам приурочены срединно-океанические хребты (СОХ) или континентальные системы грабенов (в Африке, Альпах, на Байкале). Если посмотреть на карту распределения землетрясений, то они сосредоточены в достаточно узких пределах около дивергентных границ. Небольшое количество землетрясений на таких границах связано с тем, что происходит, грубо говоря, лишь «нарастание» материала, поступающего из мантии Земли.
2. Конвергентные границы. На этих границах происходит коллизия (например, на границе Индийско-Австралийской и Евразиатской континентальных плит), субдукция (границы Тихоокеанской литосферной плиты) или обдукция (на границе Аравийской плиты). На границах такого типа происходит большое количество землетрясений, так как происходит деформация литосферных плит. В областях субдукции землетрясения происходят в зонах Беньофа. В этой зоне, как известно, происходит сильное искривление литосферной плиты (что не может не сопровождаться появлением разрывов, на поверхности это фиксируется как землетрясение) и её частичное плавление.
3. Трансформные границы. На таких границах происходит движение плит друг параллельно другу (сдвиг). Вследствие трения между ними увеличивается напряжение между отдельными участками плит, что, при дальнейшем движении, приводит к землетрясениям.

Также землетрясения происходят при движении магмы к поверхности Земли. На своём пути она идет по уже существующим трещинам и т.п. (то есть по ослабленным зонам земной коры). Зачастую скорость нагнетания магмы выше, чем та, с которой она может проходить через породы, не деформируя или не прорывая их. Поэтому извержения вулканов, внедрение интрузивных тел предшествуются несильными землетрясениями.

Вулканизм же развит, прежде всего, на границах литосферных плит. При субдукции происходит плавление вещества океанической литосферной плиты, которое начинает «всплывать» к поверхности Земли, с чем связан в первую очередь островодужный магматизм и землетрясения (например, в Японии).

Таким образом, мы видим, что все землетрясения, вызванные природными причинами, связаны с движением литосферных плит, и, как следствие, потоками вещества и энергии из мантии земли. Сложность для их прогнозирования создают различные свойства пород и различные особенности строения отдельных участков литосферы, нелинейно влияющие на её конечную прочность.

Землетрясения регулярно происходят на Кавказе, в районе Тихоокеанского Огненного Кольца, в Альпах, в Гималаях.

Техногенные причины землетрясений.

Землетрясения, связанные с деятельностью человека, зачастую происходят из-за неграмотного использования ресурсов среды и из-за добычи полезных ископаемых.

Водохранилища и мегаполисы создают огромное давление на литосферу. Это ведёт к образованию трещин в пластах и, впоследствии, землетрясений. Существует статистика, неопровержимо свидетельствующая об увеличении количества землетрясений под крупными водохранилищами. В отличие от природных океанов и морей, когда затопление участков суши происходит за тысячи и миллионы лет, большинство мегаполисов и водохранилищ были созданы за ничтожный по геологическим меркам промежуток времени – последнюю сотню лет. Откачка воды, нефти и газа изменяет объём отдельных слоёв пород – водоносных пластов и пластов-коллекторов, что также способствует образованию трещин в породе.

При добыче полезных ископаемых часто производят взрывы. Они вызывают появление трещин в породе, и как следствие, несильные землетрясения. Так как литосфера хорошо проводит сейсмические волны, то изменение пород может происходить и на большом расстоянии. Как пример распространения сейсмических волн в литосфере: «отголоски» взрывов, произведённых на карьерах Курской Магнитной Аномалии, регистрировались на Кольском полуострове (в Хибинах, Ковдоре).

Таким образом, землетрясения происходят лишь в определённых областях. Это границы литосферных плит, в том числе области континентального рифта, а также области сильного изменения человеком окружающей среды.


2. Какие причины могут вызвать понижение или повышение уровня океана?

Изменение уровня океана может произойти из-за двух главных факторов: изменение количества воды в океане или изменение рельефа дна океана. Именно поэтому дожди, волны, вызванные ветром, цунами не могут глобально повлиять на уровень океана.

Такие причины можно разделить на две главные группы в соответствии со значимостью для человека: причины, вызывающие постоянные или временные различия в уровнях поверхности Мирового океана. Для человека в повседневной жизни наиболее важна вторая группа, поэтому такие причины мы рассмотрим в первую очередь.

Периодические изменения уровня Мирового океана вызывают гравитационные взаимодействия Земли и Луны, а также, в меньшей степени, Солнца. Из-за обращения Луны вокруг Земли возникает приливная волна высотой до 1 м в открытом океане и до 18 м в эстуариях и фьордах. Наиболее сильны такие волны во время сигизея, когда Луна, Земля и Солнца располагаются в одну линию и их гравитационное воздействие складывается.

Следующие две причины локальных изменений уровней океана – экзогенные процессы. Ветер и морские течения способны перемещать огромные массы воды. Так, расход воды циркумполярным течением составляет 200 * 10⁶ м³/с, Гольфстримом - 100 * 10⁶ м³/с, другими течениями - 15-50 * 10⁶ м³/с. Течения способны вызвать уклон поверхности до 1 м на 100 км. Ветер же создаёт в заливах (например, Бенгальском и Мексиканском) перепад уровней в 5-6 м.

Однако в природе куда большее значение имеют глобальные изменения уровня океана. Именно они определяют ход эволюции и влияют на образование горных пород.

Глобальное изменение уровня Мирового океана также может быть вызвано экзогенными процессами. Главная роль в этом принадлежит таянию и образованию ледников. В них сосредоточены огромные массы воды, так, среднегодовая площадь ледяного покрова одной Антарктиды составляет 7 миллионов км², а его толщина – до 4470 м. В случае полного таяния ледников произойдёт повышение уровня океана на 10-30 и более метров (по разным оценкам). Изменение мощности ледяного покрова зависит, в свою очередь, от климата планеты. Климат же зависит от тектонической и солнечной активности, биосферы, атмосферы (химического состава и количества тонкодисперсных веществ). Интересно отметить, что температура замерзания солёной воды на два градуса ниже температуры замерзания пресной воды. Поэтому для восполнения и образования ледяных покровов (шельфовых ледников) из морской воды нужна более низкая температура, чем температура таяния ледников (в которых сосредоточена пресная вода).

Сейчас многие учёные поддерживают теорию глобального потепления, согласно которой из-за промышленных выбросов в атмосферу попадают большие количества парниковых газов, что вызывает повышение средней температуры и, как следствие, таяние ледников.

Кроме того, при повышении температуры происходит термическое расширение воды, особенно в приповерхностных слоях океана. Это способно вызвать повышение уровня океана на десятки сантиметров.

Любопытно отметить, что, согласно теории гляциоизостазии, при таянии ледников происходит подъём поверхности земли (за счёт снятия нагрузки при исчезновении огромной массы льда). Сейчас подобный процесс происходит в Скандинавии (центральная её часть поднимается со скоростью 1 см/год), что приводит к изменению уровня океана относительно пород кристаллического фундамента.

Другие возможные причины изменения уровня Мирового океана – эндогенные процессы. Их действие становится заметным только через многие миллионы лет, но они действуют постоянно и затрагивают всю планету.

Одна из таких причин – движение литосферных плит. При поднятии или опускании шельфовой части континентальной литосферы будет происходить регрессия или, соответственно, трансгрессия моря. В случае глобальных опусканий или поднятий платформенных частей континентальной литосферы может произойти затопление или осушение огромных участков суши.

Раскрытие океанов также вызовет перемещение огромных масс воды, что не сможет не сказаться на уровне Мирового океана в целом. В настоящее время происходит раскрытие рифта Красного моря. Несмотря на то, что оно находится между двумя континентальными литосферными плитами (Африканской и Аравийской), на его дне учёные уже обнаружили породы океанической коры.

Однако, учитывая обычные для литосферных плит скорости движения (1-2 см/год), это не может сильно сказаться на жизни обычного человека, так как заметные изменения облика Земли происходит лишь за многие миллионы лет.

В то же время в вулканически активных областях могут происходить достаточно быстрые изменения уровня моря относительно суши. Классический пример тому – «храм Сераписа» в Италии. Построенный в 200 году д.н.э., он два раза скрывался под водой.

Из-за периодических вулканических извержений происходит постепенное накопление лавы. Так возникли, например, Гавайские острова. Несмотря на малые количества (по сравнению с объёмом океана) лавы, выходящей на поверхность за одно извержение, за миллионы лет накапливается достаточно большое количество породы. Вытесняя воду, она вызывает повышение уровня океана в целом.

Нельзя не отметить влияние на количество воды в Мировом океане ювенильных вод. Согласно одной из теорий, именно из-за них произошло образование самого Мирового океана. Учитывая их постоянное поступление в литосферу и атмосферу, за миллионы лет они также могут изменить уровень океана.

Таким образом, уровень Мирового океана неразрывно связан с почти всеми процессами, происходящими на Земле. Более того, космические тела также могут влиять на уровень океана. Для человека в повседневной жизни наибольшее значение имеют колебания уровня океана, связанные с движением Луны и экзогенными процессами. Движения литосферных плит, вследствие своей медленности, практически не оказывают существенного для человека влияния на уровень Мирового океана.


3. Почему твердые горные породы сминаются в складки?

В природе главные причины происхождения складок – тектонические процессы, вызванные движениями литосферных плит. Так как скорости их движения составляют несколько сантиметров в год, то формирование складок происходит многие тысячи и сотни тысяч лет, а давление, оказываемое в единицу времени на участок пласта, невелико.

В природе существует три вида деформаций – упругие, пластические, хрупкие. Складки – это пластические деформации горных пород. В зависимости от механизма образования складок необходимо рассмотреть случаи.
А) Складки поперечного изгиба. Такие складки образуются при приложении силы перпендикулярно пласту.
Б) Складки продольного изгиба. Они образуются при действии на пласт горизонтально ориентированных сил.
В) Складки общего смятия образуются при приложении силы как параллельно, так и перпендикулярно плоскости пласта.
Пункты А-В учитывают все возможные варианты направления приложения сил к пласту, так как, согласно законам физики и геометрии, вектор (а сила – векторная величина) равен сумме векторов, полученных при проецировании его на оси координат (то есть нормали к пласту и линии, параллельной ей в данной точке).
Г) Диапировые складки. Такие складки образуются при «протыкании» более тяжёлых вышележащих пластов более лёгкими, например каменной солью, гипсом, залегающими ниже. В таком случае происходит прорыв и поднятие приграничных участков более тяжёлого пласта. На более тяжёлый пласт действуют силы гравитации и давления «всплывающего» пласта (происходит инверсия плотностей).

Таким образом, мы видим, что вне зависимости от механизма образования складок, процесс смятия сводится к воздействию сил на вещество горных пород.

Под действием приложенных сил любое тело постепенно принимает такую форму, чтобы снизить внешнее воздействие. Самый простой пример тому – тетрадка. Если её положить на стол и сдавить с боков, то она начнёт изгибаться. Другой пример – пластилин. Если надавить на кусок пластилина, то он начнёт менять форму так, чтобы воздействие на него стало минимальным, то есть продавливаться. Примерно так же ведут себя пласты.

Молекулярно-кинетическая теория объясняет деформацию тел изменением относительных межатомных и межмолекулярных расстояний. Из курса физики известно, что деформация тела сохраняется, если превышен предел упругости. В то же время нам известно, что горные породы, особенно магматические, очень слабо деформируются. Здесь на первый план выходит временной фактор: в геологическом времени тела пластичны.

Справедливость утверждения о пластичности реальных горных пород доказывает эксперимент. Так, японские учёные положили под груз куб гранита и через некоторое время (около 100 лет) обнаружили его деформацию. Так как гранит – обычная горная порода (интрузивного происхождения), то вполне логично предположить, что другие горные породы также могут деформироваться.

Всё вышесказанное относится к кристаллическим, монолитным породам. Однако в природе некоторые породы состоят из несцементированных, то есть не скреплённых между собой частиц. В таком случае при деформации блоков пород происходит просто смещение отдельных частиц (песчинок, гальки, гравия и других, в зависимости от их размерности) друг относительно друга, то есть, так таковой деформации самого вещества горной породы не происходит. Очевидно, что это будут обломочные горные породы, так как при диагенезе не происходит сплавления, скрепления гальки, песка, частиц алевролитовой и другой размерности. Деформацию некоторых таких пород мы можем наблюдать (можно изогнуть кусок глины).

Большую роль на пластичность пород оказывает температура: на глубинах в несколько километров пластичными становятся даже кварциты (на самом деле, пластичность не появляется, но сильно увеличивается). При этом образуются сложные по форме птигматитовые складки.

Таким образом, сам механизм смятия горных пород в складки различен в зависимости от скреплённости частиц в породе, но не зависит от природы или направления сил, приложенных к пласту. Монолитные породы могут сминаться в складки, так как происходит изменение межатомных и межмолекулярных расстояний, в первую очередь это характерно для метаморфических, магматических и хемогенных осадочных пород. На скорость их деформации влияет пористость, температура, химические соединения, слагающие пласт. Обломочные породы состоят из отдельных частиц различной размерности (алевролиты, глины, пески, конгломераты и другие) и при деформациях происходит движение отдельных частиц.


4. Каким образом возникают мощные толщи каменной соли?

Каменная соль – горная порода, состоящая в первую очередь из галита NaCl и сильвина KCl (в качестве примесных и акцессорных минералов могут присутствовать гипс, ангидрит, карналлит и др.). Галит и сильвин относятся к легкорастворимым минералам (класс галоиды), поэтому в значительных количествах они содержатся в природных растворах. Так как при испарении воды содержащиеся в ней соли не испаряются, то их доля возрастает, следовательно, больше всего в процентном соотношении солей будет в водоёмах, из которых нет стока (морях и океанах, некоторых озёрах). Действительно, как показывают исследования, в морской воде находится в среднем 35-37^o/_oo солей. Из них 88,6% приходится на галит. То есть в кубометре морской воды – около 3,1 килограмма галита.

В некоторых количествах галит образуется в сольфатарах и фумаролах, однако при процессах поствулканической активности не образуется значительных скоплений минералов (если не учитывать такие редкие случаи, как «рениевое поле» на вулкане Кудряше). Основное же происхождение галита и сильвина – химическое осадочное из океанической воды. Именно при этом образуются эвапоритовые формации – значительные природные скопления выпарившихся из морской воды химических соединений. Как уже было сказано, 88,6% эвапоритовой формации приходится на галит. Поэтому надо рассматривать именно такое происхождение пластов каменной соли.

Для процесса осаждения каменной соли в природном водоёме необходимо, чтобы количество испаряющейся воды превышало количество поступающей. Это достигается при выполнении следующих условий:

Таким образом, формирование эвапоритов будет происходить в условиях аридного климата и в изолированных водоёмах, например, лагунах, внутренних водоёмах (например, Мёртвое море, залив Кара-Богаз-Гол).

Поэтому мы можем составить примерную историю образования эвапоритов при условии аридного климата:
1. Существует морской водоём. Рассмотрим его залив, в который не впадают реки.
2. Происходит постепенное «отгорожение» залива от моря или океана. Это может происходить из-за тектонических процессов (поднятие или опускание территории) или из-за образования различных аккумулятивных форм: томболо, косы, наносы (называемые барами). Согласно «Морской геологии» О.К. Леонтьева, около 10% побережья Мирового океана приходится на берега, частично или полностью отгороженные барами.
3. Происходит испарение воды и отложение соли.
4. При «прорыве» водой границ водоёма происходит некоторое растворение соли, а затем, при условии превышения испарения над поступлением воды, снова осаждение соли с «добавлением» той, что была во вновь поступившей воде изначально. То есть повторяются пункты 2-4.

При условии длительного повторения этого процесса образуются значительные пласты соли. В прошлом были эпохи особенно жаркого климата, например, пермский период, когда образовались наиболее значительные скопления каменной соли.

Пласты каменной соли могут образовывать диапировые складки (складки протыкания). Это связано с малой плотностью каменной соли, которая «всплывает». Поэтому пласты могут находиться значительно выше по разрезу, чем должны быть, исходя из стратиграфической колонки и конкретных условий залегания. Мощные пласты каменной соли есть на Соликамском месторождении, в Восточной Сибири, в Донбассе, Альпах.


5. Почему образуются оползни и где они чаще всего происходят?

Оползень – процесс скользящего перемещения горных пород под действием силы тяжести, происходящий из-за нарушения равновесия пласта. Так как это именно скользящее перемещение (а, например, обвал – это осыпание разрушенных пород), то роль воды в данном процессе велика. Таким образом, оползни относятся к водно-гравитационным процессам.

Поверхность скольжения вследствие сползания фрагментов пласта имеет вид кривой. При оползнях обычно не происходит разрушения оползневых тел (хотя в природе встречаются оползни, состоящие из нескольких оползневых тел), за исключением дробления в передней (детрузивной) части. В этом заключается важное отличие оползней от обвалов, оплывин, селевых потоков и других подобных процессов.

Мы можем выделить следующие условия, необходимые для возникновения оползней:

При их выполнении из-за действия силы тяжести начинается процесс соскальзывания вышележащих пород к основанию склона, то есть оползневый процесс. Очевидно, что на возникновение оползней влияют геологическое строение территории, экзогенные и эндогенные геологические процессы, рельеф, погода и климат.

Геологическое строение территории. Для образования водоносного пласта (горизонта) необходим водоупорный пласт, например, глины, суглинки, монолитные интрузивные согласные образования (силлы и др.). Оползни могут возникать и при временном водном горизонте (верховодке), тогда водоупор будет локальным, например, линзовидный прослой глины. Породы с большим содержанием глинистых частиц могут выступать так же и в роли «смазки» (таковы оползни на Воробьёвых горах), в то время как, например, гранит просто будет более скользким. Водоносными пластами чаще всего являются пески.

Рельеф. Для возникновения оползня нужен перепад высот. Как правило, при углах склона, меньших 10-15 градусов, оползневые процессы практически не развиты. Большие углы склона характерны для горных районов или сильно пересечённой местности, оврагов (во внутренних частях континентальной литосферы; так происходят оползни на Воробьёвых горах, в Смирновском ущелье).

Экзогенные геологические процессы. Геологическая деятельность рек (эродирование русла) вызывает подмыв и (или) разрушение пород, что изменяет рельеф и нарушает равновесие. Большое влияние на монолитность пород оказывают процессы выветривания (происходит образование трещин, вынос менее устойчивых минералов из пород, что увеличивает их пористость (количество полостей)). Это увеличивает водопроницаемость пород, делает возможным отделение оползневых тел. Корразия и дефляция коренных пород также может влиять на равновесие пластов (из-за разной прочности пород одни из них разрушаются быстрее, чем другие). Дополнительным фактором, влияющим на образование оползней, являются суффозия (вынос подземными водами вещества водоносного пласта, что нарушает равновесие системы) и изменение гидродинамического напряжения (например, при резком спаде уровня воды в реке может произойти изменение давления в водоносном пласте, что приведёт к оползню). На берегу моря или океана происходит абразия (результатом которой является образование волноприбойных ниш), что уменьшает прочность пород.

Таким образом, почти все экзогенные процессы могут способствовать образованию оползней.

Климат и погода имеют огромное влияние на оползневые процессы. Именно обильные дожди, ливни вызывают резкое изменение, с одной стороны, уровня грунтовых вод, а с другой – изменение веса горных пород. Всё это – первопричины оползней и оплывин. Согласно статистике, наибольшее количество оползней происходит из-за наводнений. В горах при потеплении может происходить таяние ледников и масс снега, что вызывает подъём уровня подземных вод и, как следствие, оползневые процессы. Наконец, резкие перепады суточных температур вызывают морозобойное выветривание (при замерзании воды происходит увеличение объёма на 10%, что расшатывает блоки пород, между которыми она находится), уменьшающее прочность горных пород. Дёрн и корни деревьев, растущих на склонах, будут сдерживать оползневые процессы, скрепляя рыхлые породы. В то же время корни деревьев расшатывают скальные горные породы (биогенное выветривание). Поэтому оползни будут распространены в условиях гумидного, то есть тёплого и влажного климата. Такой климат характерен для средних и экваториальных широт.

К эндогенным процессам, которые вызывают оползни, относятся тектонические подвижки территории. При землетрясениях происходит резкий сдвиг блоков земной коры, что нарушает равновесие пластов. Это приводит к развитию разного рода гравитационных процессов, одним из которых являются и оползни. Поэтому они распространены в тектонически активных горных районах, например на Кавказе, Камчатке. Нередко происходят оползни и в Альпах (зона континентального рифта).

Совершенно особую группу оползней составляют подводные оползни. Они приурочены к континентальным склонам.

На континентальных склонах породы находятся в состоянии неустойчивого динамического равновесия. Это вызвано двумя главными причинами: эрозионным воздействием подводных течений и постоянным увеличением количества самого материала горных пород. С одной стороны, увеличение количества материала происходит из-за падения на дно океана (в том числе и на континентальный склон) остатков живых организмов (прежде всего планктона), а с другой – из-за сноса с шельфа. На континентальных склонах оползни регулярны и захватывают огромные массы пород. Они играют важную роль в образовании флишевых толщ (которые распространены, например, на побережье Чёрного моря, в Крыму).

Наконец, нельзя не учитывать антропогенный фактор. Это и постройки на склонах, и обработка земли. Огромное влияние оказывают откачка воды из водоносных горизонтов, горные работы.

Таким образом, оползневые процессы имеют наибольшее распространение в горных районах. Именно в таких районах оползни наиболее опасны, поскольку уносят многие человеческие жизни, страны терпят большие экономические убытки. Их главные причины – ливневые дожди и активные тектонические процессы. Даже незначительные изменения в устоявшейся системе подземных и наземных вод могут затронуть целый комплекс геологических процессов, в том числе и оползневых. Подводные оползневые процессы, хотя и широко распространены в природе и играют важную роль в жизни Земли, в образовании горных пород, гораздо менее важны в повседневной жизни человека.


6. Как образуются пещеры в карбонатных породах?

В природе пещеры и гроты мы можем наблюдать во многих местах. Происхождение их весьма различно. Оно может быть связано с геологической деятельностью моря (иногда волноприбойные ниши образуются значительных размеров, тогда они называются гротами), ветра (так образуются в первую очередь ниши). То, что называется пещерами в обычном понимании (сложная система подземных пересекающихся под разными углами каналов), образуется лишь при воздействии на горные породы, состоящие из водорастворимых химических соединений, водными растворами. В первую очередь это осадочные горные породы. В магматических и метаморфических (не считая мрамора) породах доля водорастворимых минералов столь мала (если они и есть), что даже при их полном вымывании не образуются значительные полости.

Образование пещер в породах – это карстовые процессы. Важно учитывать, что это не только процесс избирательного разрушения водорастворимых пород (выщелачивания и растворения), но и процессы переноса и отложения вещества. Понятие включает в себя и конечный результат (каналы, пещеры в толще горных пород). В природе карст больше всего распространён в осадочных карбонатных породах (80% всех случаев). Это связано как с их высокой распространённостью в природе, так и их химической и механической нестойкостью (кислотный остаток карбоновой кислоты вытесняется почти всеми широко распространёнными кислотами; известняк – мягкая порода, так как состоит из карбонатов, твёрдость которых не превышает 3-3,5 по шкале Мооса).

Пещеры относятся к закрытым формам карста. Они связаны с поверхностью понорами (узкими отверстиями также карстового происхождения).

Главный химический агент, «отвечающий» за происхождение пещер – это вода. Однако растворимость карбонатных пород (известняков, доломитов) в дистиллированной воде очень низка (менее 0,1 г 100 г воды). Растворению способствуют различные химические соединения, содержащиеся в воде.

Таким образом, можно составить схему образования карстовых пещер. На первом этапе есть некоторый пласт карбонатных пород (известняков, доломитов). Он рассечён трещинами, имеет неоднородную пористость, что может быть связано с какими-либо событиями геологической истории развития региона. Например: изменение положения дельт рек на морском побережье, обработка пород илоедами, перемены климата, глубины моря (известняки образуются благодаря кораллам и мшанкам – организмам, живущим в тёплом мелководном море). Трещины могут возникать как из-за тектонических подвижек территории, так и образовываться в ходе диагенеза. Вода с поверхности (дождевая, речная, озёрная, болотная), насыщаясь кислотами, содержащимися в почве, проникает в поры и трещины в породе, растворяя её. Происходит их расширение, а также образование новых каналов в пласте. При многократном проникновении воды происходит образование больших каналов и их систем, то есть пещер.

Пещерные залы часто образуются в зонах повышенной трещинноватости или пористости, например, на месте пород, раздробленных тектоническими подвижками. Большую роль играют изменения количества веществ, растворённых в воде.

Так, при попадании воды в полости, содержащие воздух, количество углекислого газа в воде уменьшается. Это приводит к уменьшению растворимости карбонатов в воде и, как следствие, выпадению в виде осадка хлопьев карбоната. Хлопья затем уносит потоком воды в нерастворённом виде, то есть как механические примеси, а не компоненты раствора. Так как в породе содержится воздух, то вода снова насыщается углекислым газом, т.е. одна и та же «порция» воды может растворить в итоге гораздо больше, чем просто количество карбоната в насыщенном растворе. Также при выпадении карбонатов могут образоваться натёчные формы – пожалуй, самое красивое и широко известное из природных пещерных образований. Время их образования – тысячи лет. Первые по времени образования натёчные формы в пещерах – гуры. После начинают формироваться сталагмиты, а ещё позже – сталактиты.

Количества воды, протекающие через пещерные комплексы, могут быть различными. Так, это могут быть и маленькие ручьи, и реки (например, если река попадает в «слепую долину» - воронку, поглощающую весь поверхностный сток). В зависимости от происхождения воды будет меняться скорость развития карста на разных пещерных «этажах».

Так как вода не может бесконечно накапливаться в породах, то должно быть место выхода вод из слоя в овраге, на склоне, т.е. в точке, находящейся ниже точки поглощения (так как вода с поверхности будет проникать из-за дождей, озёр, рек). Из этого можно сделать важный вывод: в пещерах в большинстве случаев возможен ток воды. То есть возможно поступление новых масс воды, а следовательно, процессы карста будут продолжаться. Важно отметить, что в местах выхода на дневную поверхность вода, освобождаясь от углекислого газа, «сбрасывает» растворённый в ней карбонат кальция, образуя травертины (известковые туфы).

Процессы карста ускоряют продукты жизнедеятельности организмов, живущих в пещерах, например, летучих мышей. Иногда пещеры находятся на небольшой глубине, тогда в них проникают корни растений. Так происходит образование небольших поноров из-за выделения корнями органических кислот и биогенного выветривания породы.

Некоторую роль играет угол падения толщ карбонатных пород. Так, очень активно происходят процессы карста на плато Чатырдаг в Крыму, где карстовые воронки имеют четко выраженную асимметричную форму. Именно там находится одна из красивейших пещер мира – Мраморная.

Нельзя не учитывать антропогенное воздействие на окружающую среду. Современными заводами, автомобилями выбрасывается огромное количество химически агрессивных веществ (тысячи тонн в год). При попадании в атмосферу (чему способствует их газообразное или жидкое состояние) они образуют кислоты (например, серную). Это приводят к увеличению скорости карста и количества пород, ему поддающихся. Широко известно, как сильно распространены карстовые процессы в мегаполисах.

Таким образом, пещеры образуются в карбонатных породах под действием растворов химически активных веществ. На скорость образования влияет климат, количество осадков, количества и пропорции химических агентов, растворённых в воде. Нельзя не учитывать влияние человека на данный процесс.