Под термином "карст" понимают совокупность специфических форм рельефа и особенностей наземной и подземной гидрографии, свойственной некоторым областям, сложенным растворимыми горными породами, такими, как каменная соль, гипс, известняк, доломит и др.

Наиболее распространен известняковый карст, так как известняками сложена 1/3 площади континентов. Сущность карстовых процессов заключается в растворении породы поверхностными и подземными водами. Термин происходит от места расположения крупного известнякового плато Карст (Красс) в Словении, где впервые были описаны карстовые явления.

Для развития карста необходимы следующие условия:

1. Растворимость пород и достаточная их мощность;

2. Проницаемость пород;

3. Мелкозернистая структура пород, так как мелкозернистые известняки растворяются лучше;

4. Определенные климатические условия, то есть благоприятный температурный режим, значительное количество осадков, наличие в воде растворенного СО₂, который повышает растворяющую способность воды;

5. Пологий рельеф, так как на ровных поверхностях карст возникает быстрее;

6. Наличие растительного покрова, так как за счет органических остатков вода обогащается СО₂ и гуминовыми кислотами;

7. Определенные гидрологические условия, то есть хорошая подземная циркуляция воды.

В каждой карстовой области сверху вниз выделяют три зоны, различающиеся по гидрологическому режиму:

1. Верхняя зона охватывает толщу пород от поверхности - до зеркала грунтовых вод. Это зона аэрации, в которой отмечается свободное гравитационное движение воды, то есть сверху вниз.

2. Зона периодически полного насыщения, где отмечаются колебания уровня подземных вод, связанные с периодическим поступлением воды с поверхности.

3. Зона постоянного насыщения. Верхней ее границей является самый низкий уровень грунтовых вод, а нижней границей - водоупорный горизонт. Циркуляция воды в этой зоне горизонтальная. По окраинам карстовой области эта зона дает начало рекам, через которые происходит разгрузка подземных вод на земную поверхность.

Наиболее активной в отношении глубинного карстообразования считают зону периодически полного насыщения.

Сущность карстовых процессов состоит в растворении порода атмосферными, поверхностными, талыми, подземными, а в некоторых случаях и морскими водами.

К другим важнейшим условиям, определяющим развитие карста, относятся:

а) рельеф на пологонаклонных поверхностях, как правило, карстовые образования возникают быстрее и представлены разнообразнее, чем на склонах б) чистота и мощное и, известняков-чем чище и мощнее толща известняков, тем интенсивнее они подвержены карстообразованию;

в) структура породы - грубообломочные или ракушечные известняки карстуются гораздо меньше, чем однородные мелкозернистые известняки;

г) климат, т.е. температурный режим, количество и характер выпадающих осадков, наличие вечной мерзлоты, препятствующей проникновению воды в карстующиеся породы; климатом обусловливается также характер растительного покрова, способствующего повышению химической агрессивности воды; вследствие разложения растительных остатков вода обогащается углекислым газом, гуминовыми кислотами, азотной кислотой и т.п.;

д) трещиноватость карстующихся пород при наличии трещиноватости возникает возможность проникновения агрессивных вод в толщу породы и образования различных форм подземного карста, а также оттока вод, насыщенных углекислотой, с поверхности в глубь карстующихся пород.

Подземная циркуляция, т. с. гидрогеологические условия, имеют важнейшее значение для развития карстового процесса. В каждой карстовой области можно выделить три этажа, или зоны, различающиеся по гидрогеологическому режиму. Верхняя зона охватывает толщу породы от ее выходка на поверхность до зеркала грунтовых вод. Это зона аэрации, или зона вертикальной циркуляции. Здесь преобладает свободное гравитационное движение воды, происходящее периодически, во время дождей или таяния снега.

Следующая зона получила название зоны периодически полного насыщения. Здесь совершаются резкие колебания уровня подземных вод, связанные прежде всего с периодическим поступлением воды с поверхности. Циркуляция воды в этой зоне близка к горизонтальной, но может происходить и с большим уклоном водной поверхности у края карстовой области. Зону периодически полного насыщения многие исследователи рассматривают как наиболее активную в отношении глубинного карстообразования, в частности пещерообразовання. Границы - наивысший и наинизший уровни зеркала грунтовых вод.

Нижняя зона-зона постоянного полного насыщения. Верхняя ее граница - наинизший уровень зеркала грунтовых вод, нижняя-водоупорный горизонт. Циркуляция здесь преимущественно горизонтальная. По окраинам карстовой области эта зона дает начало рекам, карстовым источникам, через которые происходит разгрузка подземных вод на земную поверхность.

Положение зон в карстующихся массивах зависит от ряда причин: мощности карстующихся пород и их трещиноватости; расчлененности рельефа карстовых областей и глубины вреза речных долин; наличия в составе карстующихся пород прослоек или линз нерастворимых глинистых пород, которые могут служить водоупорными горизонтами, способствующими образованию верховодки-временному или сезонному скоплению подземных вод в зоне аэрации.

Различие гидрогеологических условий зон карстовых массивов сказывается на характере источников карстовых областей. Так, для зоны аэрации характерны временные источники, функционирующие в период поступления воды с поверхности во время дождей или весеннего снеготаяния. Источники зоны периодического насыщения тоже временные, но они мощнее и функционируют более длительное время, чем источники зоны аэрации. С зоной постоянного насыщения связаны постоянные источники, обладающие большим дебитом. Они получили нарицательное название воклюз (по источнику, впервые описанному во Франции в районе Воклюз).

Факторы карстообразования