Grotter. Utdannelsen deres. Dannelse og utvikling av grotter Hvilke naturlige prosesser bidrar til dannelsen av grotter

Før du svarer på spørsmålet "Hvordan dannes huler?", må du forstå hva huler er og hvordan de er.

Grotter er tomme rom i steiner under eller under vann, så vel som over bakken. Grotter kan være gjennomgående hull med flere åpninger eller med en. De er delt inn i horisontale, vertikale, så vel som skrånende og enkelt- eller multi-nivå. Størrelsene på hulene varierer også. Det hender at hulen strekker seg i mange kilometer, stiger eller faller selv under vannet i en underjordisk elv. Men den viktigste forskjellen mellom en hule og en annen er materialet de er laget av og hvordan de ble dannet.

Så det meste stor gruppe grotter er Karst. De er delt inn i marmor-, salt-, krystall-, gips- og kalksteinsgrotter, så vel som andre. Slike huler dannes på grunn av oppløsning av ulike bergarter i vann, og mange av dem har sine egne stalaktitter og stalagmitter.

Evolusjonister hevder at hovedfaktoren som skaper disse hulene er grunnvann, mettet med karbondioksid, som siver gjennom sprekker langs kalksteinslagene. Denne prosessen, etter deres mening, tar millioner av år. Men nylig har en annen faktor blitt kjent som vasker ut huler mye raskere - svovelsyre.

Det er også grotter erodert av vann (langs kystlinje), som mekanisk vaskes bort av vann med store sandkorn, steinfragmenter osv. Tektoniske huler dannes på sidene av elver på steder med tektoniske forkastninger.

Vulkangrotter dukker opp under vulkanutbrudd, når lava stivner, og skaper et slags rør som den flyter videre gjennom, og danner tomrom. Grotter i vulkanske ventiler er også vulkanske. Under den globale flommen, kalt Noahs flom i Bibelen, var det verdensomspennende vulkansk aktivitet, som et resultat av at mange huler av denne typen ble dannet veldig raskt.

Hule - hulrom på toppen jordskorpen, som kommuniserer med overflaten ved hjelp av en eller flere innløpsåpninger. En annen definisjon: en hule er et naturlig underjordisk hulrom tilgjengelig for menneskelig penetrasjon, med deler som ikke er opplyst av sollys og en lengde (dybde) som er større enn de to andre dimensjonene. De største hulene er komplekse systemer ganger og haller, ofte med en total lengde på opptil flere titalls kilometer. Grotter er et studieobjekt for speleologi. Speleoturister gir et betydelig bidrag til studiet av huler.

Grotter i henhold til deres opprinnelse kan deles inn i fem grupper: tektonisk, erosjon, isbre, vulkansk og til slutt den største gruppen - karst. Grottene i inngangspartiet, med passende morfologi (horisontal romslig inngang) og plassering (nær vann), ble brukt av eldgamle mennesker som komfortable boliger.

Grotter etter opprinnelse

Karst grotter

De fleste av disse hulene er slik. Det er karstgrotter som har størst utstrekning og dybde. Karsthuler dannes på grunn av oppløsning av bergarter av vann, så de finnes bare der løselige bergarter forekommer: kalkstein, marmor, dolomitt, kritt, samt gips og salt. Kalkstein, og spesielt marmor, løses svært dårlig opp i rent destillert vann. Løseligheten øker flere ganger hvis oppløst karbondioksid er tilstede i vannet (og det er alltid tilstede i naturlig vann), men fortsatt løser kalkstein seg dårlig sammenlignet med for eksempel gips eller spesielt salt. Men det viser seg at dette har en positiv effekt på dannelsen av utvidede huler, siden gips- og salthuler ikke bare dannes raskt, men også raskt kollapser.

Tektoniske sprekker og forkastninger spiller en stor rolle i dannelsen av huler. Fra kartene over de studerte hulene kan man ofte se at passasjene er begrenset til tektoniske forstyrrelser som kan spores på overflaten. For dannelsen av en hule er det også nødvendig med en tilstrekkelig mengde vannutfelling, en gunstig form for lettelse: nedbør med stort område skulle falle ned i hulen, skal inngangen til hulen være plassert merkbart over stedet der grunnvannet slippes ut, etc.

En haug med karstgrotter er reliktsystemer: vannstrømmen som dannet grotten forlot den på grunn av endringer i topografien enten til dypere nivåer (på grunn av en nedgang i det lokale erosjonsgrunnlaget - bunnen av nærliggende elvedaler), eller sluttet å renne inn i hulen pga. endringer i overflatedreneringsområdet, etter å ha fått hulen til å gå gjennom ulike faser av aldring. Svært ofte er hulene som er studert små fragmenter av et eldgammelt hulesystem, eksponert ved ødeleggelsen av vertsfjellkjedene.

Utviklingen av karstprosesser og deres kjemi er slik at ofte vann, etter å ha løst opp mineralstoffene i bergarter (karbonater, sulfater), etter en tid avleirer dem på hvelvene og veggene til hulene i form av massive skorper opp til en meter tykke eller mer (hulemarmoronyx) eller spesiell for hver hule av ensembler av mineralaggregater av huler, som danner stalaktitter, stalagmitter, heliktitter, draperier og andre spesifikke karstmineralformer - sinterformasjoner.

Den siste tiden har flere og flere huler åpnet seg i bergarter som tradisjonelt ble ansett som ikke-karst. For eksempel, i sandsteinene og kvartsittene i tepui-tabellfjellene i Sør-Amerika, Abismo Gai Collet-hulene, med en dybde på -671 m (2006), og Cueva Ojos de Cristal, med en lengde på 16 km (2009), ble oppdaget. Tilsynelatende er disse hulene også av karstopprinnelse. I varmt tropisk klima, under visse forhold, kan kvartsitt løses opp av vann.

Et annet eksotisk eksempel på dannelsen av karstgrotter er den veldig lange og dypeste Lechugia-hulen på det amerikanske fastlandet (og andre grotter i Carlsbad) nasjonalpark). I følge den moderne hypotesen ble den dannet ved oppløsning av kalkstein ved stigende termisk vann mettet med svovelsyre.

tektoniske huler

Slike huler kan dukke opp i hvilken som helst bergart som et resultat av dannelsen av tektoniske forkastninger. Som regel finnes slike grotter på sidene av elvedaler dypt skåret inn i platået, når enorme steinmasser bryter av fra sidene og danner innsynkningssprekker (sherlops). Innsynkningssprekker konvergerer vanligvis som en kile med dybde. Oftest er de fylt med løse sedimenter fra overflaten av massivet, men noen ganger danner de ganske dype vertikale grotter opp til 100 m dype Sherlops er utbredt i Øst-Sibir. De er relativt dårlig studert og er sannsynligvis ganske vanlige.

Erosjonsgrotter

Grotter dannet i uløselige bergarter på grunn av mekanisk erosjon, det vil si gjennomarbeidet av vann som inneholder korn av fast materiale. Ofte dannes slike huler på kysten under påvirkning av brenningene, men de er små. Imidlertid er dannelsen av huler også mulig, gravd ut langs primære tektoniske sprekker av bekker som går under jorden. Ganske store (hundrevis av meter lange) erosjonsgrotter dannet i sandstein og til og med granitt er kjent. Eksempler på store erosjonsgrotter inkluderer T.S.O.D. (Touchy Sword of Damocles) Cave i gabbro (4 km/−51 m, New York), Bat Cave i gneiser (1,7 km, North Carolina), Upper Millerton Lake Cave i granitt (California).

Isbregrotter

Grotter dannet i kroppen av isbreer av smeltevann. Slike grotter finnes på mange isbreer. Smeltet brevann absorberes av isbreens kropp langs store sprekker eller i skjæringspunktet mellom sprekker, og danner passasjer som noen ganger er farbare for mennesker. Lengden på slike huler kan være flere hundre meter, dybde - opptil 100 m eller mer. I 1993 ble en gigantisk isbrønn "Isortog" med en dybde på 173 m oppdaget og utforsket på Grønland; vanntilstrømningen til den om sommeren var 30 m³ eller mer.

En annen type brehuler er huler dannet i en isbre ved utgivelsen av intraglasiale og subglasiale vann ved kanten av isbreene. Smeltevann i slike huler kan strømme både langs brebunnen og over isbreen.

En spesiell type bregrotter er huler dannet i isbreer ved utløpet av underjordiske termiske vann som ligger under breen. Varmt vann kan skape omfangsrike gallerier, men slike huler ligger ikke i selve breen, men under den, siden isen smelter nedenfra. Termiske bregrotter finnes på Island og Grønland og når betydelige størrelser.

Vulkanske grotter

Disse hulene dukker opp under vulkanutbrudd. Lavastrømmen, når den avkjøles, blir dekket med en hard skorpe, og danner et lavarør, innenfor hvilket smeltet stein fortsatt renner. Etter at utbruddet faktisk er avsluttet, renner lavaen ut av røret fra den nedre enden, og et hulrom forblir inne i røret. Det er tydelig at lavahuler ligger på selve overflaten, og ofte kollapser taket. Imidlertid, som det viste seg, kan lavagrotter nå veldig store størrelser, opptil 65,6 km i lengde og 1100 m i dybden (Kazumura Cave, Hawaii-øyene).

I tillegg til lavarør er det vertikale vulkanske grotter - vulkanske ventiler.

Grotter etter type vertsstein

Den lengste grotten i verden, Mammoth Cave (USA), er en karstgrotte bygget i kalkstein. Den har en total lengde på passasjer på mer enn 600 km. Den lengste grotten i Russland er Botovskaya-hulen, over 60 km lang, lagt i et relativt tynt lag av kalkstein, klemt mellom sandsteiner, som ligger i Irkutsk-regionen, elvebasseng Lena. Litt dårligere enn det er Bolshaya Oreshnaya - verdens lengste karsthule i konglomerater i Krasnoyarsk-territoriet. Den lengste hulen i gips er Optimisticheskaya, i Ukraina, med en lengde på mer enn 230 km. Dannelsen av slike utvidede huler i gips er assosiert med et spesielt arrangement av bergarter: lagene av gips som inneholder hulen er dekket med kalkstein på toppen, på grunn av hvilket hvelvene ikke kollapser. Det er kjente grotter i steinsalt, i isbreer, i størknet lava, etc.

Grotter etter størrelse

De dypeste hulene på planeten er også karst: Krubera-Voronya (opptil −2196 m), Snezhnaya (−1753 m) i Abkhasia. I Russland er den dypeste grotten Gorlo Barloga (−900 m) i Karachay-Cherkessia. Alle disse postene er i konstant endring, men bare én ting forblir konstant: karstgrotter er i ledelsen.

De dypeste hulene i verden

Dybden til en hule er forskjellen i høyde mellom inngangen (den høyeste av inngangene, hvis det er flere) og det laveste punktet i hulen. Hvis det er passasjer i hulen som ligger over inngangen, bruk konseptet amplitude - forskjellen i nivåer mellom den laveste og høyeste punkt huler. Ifølge estimater, maksimal dybde Forekomsten av hulepassasjer under overflaten (ikke å forveksle med hulens dybde!) kan ikke være mer enn 3000 meter: dypere enn det vil enhver hule bli knust av vekten av de overliggende steinene. For karsthuler bestemmes maksimal dybde av karstbasen (den nedre grensen for karstprosesser, sammenfallende med bunnen av kalksteinslagene), som kan være lavere enn erosjonsbasen på grunn av tilstedeværelsen av sifonkanaler. Den dypeste grotten er for tiden Krubera-Voronya-grotten med en dybde på 2196 m, dette er den første og eneste grotten som har krysset 2 km-merket. Den første grotten som ble utforsket med en dybde på mer enn 1000 meter var den franske Berger Chasm, som ble ansett som den dypeste i verden fra oppdagelsen i 1953 til 1963.

		Dybde, m	plassering
1	Krubera-Voronya
2
3
4	Lamprechtsofen
5	Mirolda
6	Jean-Bernard
7	Torca del Cerro
8	Pantyukhinskaya
9	Sima de la Corniza
10			Slovenia

De lengste hulene i verden

		Dybde, m	plassering
1	Mamontova
2
3	Okse-Bel-Ha
4	Optimistisk
5
6
7	Sak-Actun
8			Sveits
9	Fisher Ridge
10	Gua-Air-Jernich		Malaysia

Innholdet i hulene

Speleofauna

Selv om den levende verdenen av huler som regel ikke er veldig rik (unntatt inngangsdelen der sollys når), lever likevel noen dyr i huler eller til og med bare i huler. Først av alt, dette flaggermusene, mange av artene deres bruker huler som daglig ly eller til overvintring. Dessuten flyr flaggermus noen ganger inn i svært avsidesliggende og vanskelig tilgjengelige hjørner, og navigerer perfekt i de trange labyrintiske passasjene.

I tillegg til flaggermus er noen huler i varmt klima hjem til flere arter av insekter, edderkopper (Neoleptoneta myopica), reker (Palaemonias alabamae) og andre krepsdyr, salamandere og fisk (Amblyopsidae). Hulearter tilpasser seg fullstendig mørke, og mange av dem mister syn og pigmentering. Disse artene er ofte svært sjeldne, mange av dem endemiske.

Arkeologiske funn

Forhistoriske mennesker brukte grotter over hele verden som hjem. Enda oftere slo dyr seg ned i huler. Mange dyr døde i fellehuler som startet fra vertikale brønner. Den ekstremt langsomme utviklingen av grotter, deres konstante klima og beskyttelse fra omverdenen har blitt bevart for oss stor mengde arkeologiske funn. Dette er pollen fra fossile planter, bein fra lenge utdødde dyr (hulebjørn, hulehyene, mammut, ullaktig neshorn), huletegninger eldgamle mennesker (Kapova grotter videre Sørlige Ural, Divya i Nord-Ural, Tuzuksu i Kuznetsk Alatau, Niah-grotter i Malaysia), verktøy for deres arbeid (Strashnaya, Okladnikova, Kaminnaya i Altai), menneskelige rester av forskjellige kulturer, inkludert neandertalere, opptil 50-200 tusen år gamle (Teshik-Tash-hulen i Usbekistan, Denisova-hulen i Altai, Cro-Magnon i Frankrike og mange andre).

Grottene kan ha fungert som moderne kinoer.

Vann i huler

Vann finnes vanligvis i mange huler, og karstgrotter har sin opprinnelse til det. I grotter kan du finne kondensfilmer, dråper, bekker og elver, innsjøer og fosser. Sifoner i huler kompliserer passasje betydelig og krever Spesial utstyr og spesialtrening. Undervannsgrotter er ofte funnet. I inngangsområdene til grotter er vann ofte til stede i frossen tilstand, i form av isavsetninger, ofte svært betydelige og flerårige.

Luft i huler

I de fleste huler er luften pustende på grunn av naturlig sirkulasjon, selv om det er huler der du bare kan være i gassmasker. For eksempel kan guanoavsetninger forgifte luften. Imidlertid i det overveldende flertall naturlige grotter luftutveksling med overflaten er ganske intens. Årsakene til luftbevegelsen er oftest temperaturforskjellen i hulen og på overflaten, så sirkulasjonsretningen og intensiteten avhenger av årstiden og værforhold. I store hulrom er luftbevegelsen så intens at den går over i vind. Av denne grunn er lufttrekk et av de viktige tegnene når man leter etter nye grotter.

Grotteavsetninger

Det er mekaniske (leire, sand, småstein, blokker) og kjemogene avsetninger (stalaktitter, stalagmitter, etc.). I hulesystemer med et aktivt vassdrag presenteres som regel mekaniske avsetninger i form av blokkerte steinsprut, ofte av svært store volumer, dannet som et resultat av kollapsen av gangbuen, som dannes ved oppløsning av vannet strømme. Ruiner er vanskelige å passere og farlige, siden balansen til en blokkete steinsprut ofte er ustabil. Leireavsetninger er bredt representert i gallerier som ble forlatt av et aktivt vassdrag som bar ut mekanisk uløselige steinpartikler. Den løselige komponenten i hulens kalkstein er kalsiumkarbonat, som ofte utgjør bare rundt 50 % av bergarten. De gjenværende mineralene er som regel uløselige, og hvis vannet som løser bergarten presenteres i form av en dråpe, et infiltrat, med lav vannstrøm, som ikke er i stand til å gi mekanisk transport av partikler, begynner akkumuleringen av leireavsetninger. Svært ofte er gamle passasjer fullstendig blokkert av leire.

Kjemogene avleiringer (sinterformasjoner) pryder vanligvis også de gamle galleriene i hulen, der vann, som sakte filtrerer gjennom sprekker i kalksteinen, er mettet med kalsiumkarbonat, og når det kommer inn i hulrommene, på grunn av en liten endring i partialtrykket av vanndamp når en dråpe kommer av, eller når Når den faller på gulvet, eller når det oppstår turbulens under drenering, krystalliserer kalsiumkarbonat fra den mettede løsningen i form av kalsitt.

Ekskursjon grotter

Noen grotter er utstyrt for besøk av ekskursjonsgrupper (såkalte showcaves). For å gjøre dette, i den delen av hulen som er mest romslig og rik på sinterformasjoner, legges gangstier, stiger, broer, og det lages elektrisk belysning; i noen tilfeller, hvis inngangspartiet til grotten er et teknisk vanskelig område, lages det tunneler. På territoriet til det tidligere Sovjetunionen er de mest kjente hulene Mramornaya på Krim, Kungurskaya i Ural og Novoafonskaya i Abkhasia.

Grotter i solsystemet

I tillegg til Jorden er det oppdaget grotter på Månen og Mars. Tilsynelatende er dette vulkanske grotter, eldgamle spor etter vulkansk aktivitet.

Kunstige grotter

Grotter - fangehull i den industrielle verden

Under noen stor by det er et system med tekniske fangehull: kjellere i bygninger over bakken, metro, livstøttesystemer (rørleggerarbeid, varme, kloakk, elektriske og telefonkabler, fiberoptisk nettverk), bomberom, bunkere i tilfelle krig, etc.

Hulen er som boligen til hellige asketer

Mange hellige asketer bygde sine hjem i hulene. Senere ble klostre og Lavras grunnlagt på disse stedene:

Kiev-Pechersk Lavra
Pskov-Pechersky kloster
Holy Dormition Cave Monastery (Krim)
Kholkovsky kloster
Chelter-Koba
Basarbovsky kloster
Hulekirker i Ivanovo

Hellige asketer som bodde i huler:

«Og Lot dro ut fra Soar og begynte å bo på fjellet, og hans to døtre med ham, for han var redd for å bo i Soar. Og han bodde i en hule, og hans to døtre med ham" (1. Mosebok 19.30)
"Og han, profeten Elias, gikk inn i en hule der og tilbrakte natten i den" (3. Kongebok 19.9)
Hilarion av Kiev
Anthony Pechersky
Varlaam Pechersky

Hule-hus

Mange folkeslag bygde hjemmene sine i huler, siden de var enkle å holde rene og holdt en konstant temperatur hele året.

Kappadokia
Anasazi
Guadiz
Sassy Di Matera

Medisinske huler

Mange medisinske institusjoner har rom kalt "saltgrotter". Veggene er foret med kaliumsalt murstein, og pasienter tilbringer litt tid i dem, lytter til musikk og får en helbredende effekt.

Underholdende grotter

Det er velkjente skrekkhuler som en del av fornøyelsesparker, kafeer og barer som er dekorert for å se ut som grotter.

Huler i mytologi, mystikk og religion.

V. G. Ivanchenko skrev om den symbolske og mystiske betydningen av huler i sin artikkel "The Sign of the Cave", publisert i magasinet "Orientation".

Grotter i kunst, litteratur og film

Grotter vises i mange fantasyverk (både fantasy og science fiction). Grotter (mer presist, bunkere) i science fiction fungerer hovedsakelig som tilfluktsrom etter en global katastrofe som har gjort livet på overflaten umulig. Og også grotter i fantasi er bebodd av: nisser, kobolder, nisser, drager og på russisk folkeeventyr«Kobberfjellets elskerinne», slangen Gorynych, bor der. I den nordlige mytologien bor Sirtya i huler. En av de mest kjente litterære heltene som havnet i hulene var: Tom Sawyer, sammen med Becky Thatcher, Bilbo Baggins.

Underjordiske hulrom

I tillegg til huler som har tilgang til overflaten og som er tilgjengelige for direkte studier av mennesker, er det lukkede underjordiske hulrom i jordskorpen. Det dypeste underjordiske hulrommet (2952 meter) ble oppdaget ved boring på kysten av Cuba. I Rhodopefjellene ble et underjordisk hulrom oppdaget på 2400 meters dyp under boring. På Svartehavskysten I Gagra oppdaget boring underjordiske hulrom på en dybde på opptil 2300 meter.

(Besøkt 402 ganger, 1 besøk i dag)

Moskva statsinstitutt for stål og legeringer

Vyksa gren

(Teknologisk Universitet)

Abstrakt om emnet

krystallfysikk

Om emnet: "Danning av huler og karsts"

Student: Pichugin A.A..

Grupper: MO-07 (MFM)

Lærer: Lopatin D.V.

Moskva 2008

JEG. Generell informasjon om huler og karst

II. Hypotese om opprinnelsen til karstområder

III. Betingelser for dannelse av huler

IV. Typer huler:

1. Karstgrotter

2. Tektoniske huler

3. Erosjonsgrotter

4. Bregrotter

5. Lavahulen

V. Grotter i Baikal-regionen

VI. Hulen Kyzylyarovskaya oppkalt etter. G.A. Maksimovich.

Generell informasjon om huler og karst

Karst(fra tysk Karst, etter navnet på kalksteinalpineplatået Kras i Slovenia) - et sett med prosesser og fenomener knyttet til vannaktiviteten og uttrykt i oppløsningen av bergarter og dannelsen av hulrom i dem, samt særegne relieff former som oppstår i områder sammensatt av relativt bergarter som er lett løselige i vann (gips, kalkstein, marmor, dolomitt og steinsalt).

Negative relieffformer er mest karakteristiske for karst. Basert på deres opprinnelse er de delt inn i former dannet ved oppløsning (overflate og underjordisk), eroderende og blandet. Basert på morfologi skilles følgende formasjoner ut: karst, brønner, gruver, feil, trakter, blinde karstraviner, daler, felt, karsthuler, underjordiske karstkanaler. For utviklingen av karstprosessen er følgende forhold nødvendige: a) tilstedeværelsen av en flat eller svakt skrånende overflate slik at vann kan stagnere og sive inn gjennom sprekker; b) tykkelsen på karstbergarter må være betydelig; c) Grunnvannstanden bør være lav slik at det er tilstrekkelig plass til vertikal bevegelse av grunnvann.

Basert på dybden på grunnvannstanden skilles karst mellom dypt og grunt. Det er også et skille mellom "bar" eller middelhavskarst, der karstrelieffformer er blottet for jord og plantedekke (for eksempel Krim-fjellene), og "dekket" eller sentraleuropeisk karst, på overflaten hvis forvitring skorpen bevares og jord og plantedekke utvikles.

Karst er preget av et kompleks av overflaterelieffer (kratere, steinbrudd, skyttergraver, bassenger, huler, etc.) og underjordiske (karsthuler, gallerier, hulrom, passasjer). Overgang mellom overflate- og underjordiske former er grunne (opptil 20 m) karstbrønner, naturlige tunneler, sjakter eller feil. Karst synkehull eller andre elementer av overflatekarst gjennom hvilke overflatevann strømmer inn i karstsystemet kalles ponorer.

KARST, kalksteinsplatå - et kompleks av uregelmessigheter, konvekse fjellknauser, forsenkninger, grotter, forsvunne bekker og underjordiske avløp. Forekommer i vannløselige og forvitrede bergarter. Prosessen er typisk for kalkstein, så vel som på steder hvor bergarter vaskes bort. Mange elver er under jorden, og det er også mange huler og store huler. De største grottene kan kollapse og danne en kløft eller kløft. Gradvis kan all kalkstein vaskes bort. Fenomenet er oppkalt etter Karst-platået i det tidligere Jugoslavia. Karstistiske karstsystemer er bredt representert i Krim-fjellene og i Ural.

Karst kan observeres i de vestlige Alpene, i Appalachene (USA) og i Sør-Kina fordi lag av kalkstein, først bestående av et lag med kalsitt (kalsiumkarbonat), opptil 200 m tykt, ble delvis erodert av vann. Karbondioksid fra atmosfæren løste seg opp i regnet og bidro til dannelsen av svak karbonsyre, som igjen bidro til erosjon av bergarter, spesielt langs spaltelinjer og lag, og økte dem til dannelsen av karsthuler, daler som oppsto som en resultat av kollapsen av hulevegger, som videre utvikling prosessen kan bli til kløfter, og til slutt gjenstår det rester av kalkstein som ikke er erodert, karakteristisk for et karstlandskap.

Hule- et naturlig hulrom i det øvre laget av jordskorpen, som kommuniserer med jordoverflaten ved en eller flere utgangsåpninger som er farbare for mennesker. De største grottene er komplekse systemer av passasjer og haller, ofte med en total lengde på opptil flere titalls kilometer. Grotter er et studieobjekt for speleologi.

Grottene kan deles inn i fem grupper etter deres opprinnelse. Dette er tektoniske grotter, erosjonsgrotter, isgrotter, vulkanske grotter, og til slutt den største gruppen, karstgrotter. Grotter i inngangspartiet, med passende morfologi (horisontal romslig inngang) og plassering (nær vann), ble brukt av eldgamle mennesker som komfortable boliger.

HYPOTESE OM KARST-OMRÅDENES OPPRINNELSE

Det er nemlig en hypotese som:

I gamle tider, for 300-400 millioner år siden, var det i sjøvann en prosess med vekst og død av levende organismer som intensivt brukte kalsium for å bygge skjellene sine. Vannet var en mettet løsning av kalsiumkarbonat. De døde skjellene sank til bunnen og akkumulerte sammen med sedimenter som falt ut av løsningen som følge av klimaendringer;

Over millioner av år samlet kalksteinsmasse seg i lag i bunnen;

Under press endret kalksteinsedimentet struktur, og ble til stein som lå i horisontale lag;

I det øyeblikket jordskorpen beveget seg, trakk havet seg tilbake, og den tidligere bunnen ble til tørt land;

To scenarier for utvikling av hendelser var mulige: 1) lagene forble nesten horisontale og uforstyrrede (som i nærheten av Moskva); 2) bunnen bulte ut for å danne fjell, mens integriteten til kalksteinslagene ble krenket, og det dannet seg tallrike tverrgående sprekker og forkastninger i dem. Slik ble den fremtidige karstregionen dannet.

Denne hypotesen bekreftes av funn av rester av eldgamle skjell og andre tidligere levende organismer i kalksteinslaget. Uansett er det åpenbart at grotter og bergartene der de er dannet er nært beslektet med eldgammelt liv på bakken.

FORUTSETNINGER FOR HULEDANNING

Det er tre hovedbetingelser for dannelsen av karsthuler:

1. Tilstedeværelse av karstbergarter.

2. Tilstedeværelsen av fjellbygningsprosesser, bevegelser av jordskorpen i distribusjonssonen av karstbergarter, som et resultat - tilstedeværelsen av sprekker i tykkelsen av massivet.

3. Tilstedeværelse av aggressivt sirkulerende vann.

Uten noen av disse forholdene vil grottedannelse ikke skje. Imidlertid kan disse nødvendige forholdene overlappes av lokale trekk ved klima, relieffstruktur og tilstedeværelsen av andre bergarter. Alt dette fører til utseendet til huler av forskjellige typer. Selv i en hule er det forskjellige "sammensatte" elementer som er dannet på forskjellige måter. De viktigste morfologiske elementene i karsthuler og deres opprinnelse.

Morfologiske elementer i karsthuler:

Vertikale avgrunner, sjakter og brønner,

Horisontalt skrånende huler og bukter,

Labyrinter.

Disse elementene oppstår avhengig av typen forstyrrelser i tykkelsen på karstmassivet.

Typer brudd:

Feil og feil, sprekker:

Bedding,

På grensen mellom karst og ikke-karst stein,

tektonisk (vanligvis tverrgående),

Såkalte sidetrykksprekker.

Plan for dannelse av vertikale elementer av huler (brønner, sjakter, avgrunner): Utvasking.

Brønner dannes i skjæringspunktet mellom tektoniske sprekker - på det mekanisk svakeste punktet av massivet. Vann fra atmosfærisk nedbør absorberes der. Og sakte oppløser kalksteinen; Over millioner av år utvider vann sprekkene og gjør dem til brønner. Dette er en sone med vertikal sirkulasjon av grunnvann

Nival-brønner (fra overflaten av massivet):

Om vinteren er sprekkene tilstoppet med snø, så smelter det sakte, dette er aggressivt vann, det eroderer intensivt og utvider sprekkene, og danner brønner fra jordens overflate.

Dannelse av horisontalt skrånende passasjer:

Vann, som har trengt gjennom laget (laget) av karststein, når sengebunnssprekken og begynner å spre seg langs den langs "dipplanet" av lagene. Utvaskingsprosessen skjer og det dannes en subhorisontal passasje. Da vil vannet nå neste skjæringspunkt av tektoniske sprekker og igjen vil det dannes en vertikal brønn eller avsats. Til slutt vil vannet nå grensen til karstiske og ikke-karstiske bergarter og deretter spre seg bare langs denne grensen. Vanligvis renner det allerede en underjordisk elv her og det er sifoner. Dette er en sone med horisontal sirkulasjon av grunnvann.

Dannelse av haller.

Hallene finnes i feilsoner - store mekaniske forstyrrelser i massivet. Hallene er et resultat av vekslende prosesser med fjellbygging, utvasking og fjellbygging igjen (jordskjelv, jordskred).

Noen ganger aktiveres ytterligere mekanismer:

Mekanisk fjerning av steinfragmenter ved vannstrømmer,

Effekten av trykk termisk vann (New Athos Cave).

Karst grotter– dette er underjordiske hulrom dannet og tykkere enn jordskorpen, i områder hvor lettløselige karbonat- og halogenbergarter er fordelt, utsatt for utvasking og mekanisk påkjenning, blir disse bergartene gradvis ødelagt, noe som fører til dannelsen av ulike karstformer. Blant dem er den største interessen forårsaket av underjordiske karstformer - huler, gruver og brønner, noen ganger preget av en veldig kompleks struktur. En av hovedbetingelsene dannelse av karsthuler er tilstedeværelsen av karstbergarter preget av betydelig litologisk mangfold. Blant dem er karbonatbergarter (kalksteiner, dolomitter, kritt, klinkekuler), sulfatbergarter (gips, anhydritter) og halogenidbergarter (steinsalter, kaliumsalter). Karstbergarter er svært utbredt. Mange steder er de dekket av et tynt dekke av sand-leireholdige sedimenter eller kommer direkte til overflaten, noe som favoriserer aktiv utvikling karstprosesser og dannelsen av ulike karstformer. Intensiteten til karstformasjonen er også betydelig påvirket av tykkelsen på steinene, deres kjemisk oppbygning og trekk ved forekomsten.

Vann er byggeren av karsthuler

Som allerede nevnt, er byggeren av karsthuler vann. Men for at vann skal løse opp bergarter, må de være permeable, det vil si knekke. Steinbrudd er en av hovedbetingelsene for utviklingen av karst. Hvis et karbonat- eller sulfatmassiv er monolittisk og består av solide bergartvarianter uten brudd, påvirkes det ikke av karstprosesser. Dette fenomenet er imidlertid sjeldent, siden kalksteiner, dolomitter og gips er knust av naturen. Sprekkene som skjærer gjennom kalksteinsmassiver har ulik opprinnelse. Sprekker skiller seg ut litogenetisk, tektonisk, mekanisk lossing og forvitring. De vanligste er tektoniske brudd, som vanligvis skjærer gjennom forskjellige lag av sedimentære bergarter, uten å brytes under overgangen fra ett lag til et annet og uten å endre deres bredde. Tektonisk brudd er preget av utviklingen av komplekse innbyrdes vinkelrette sprekker 1–2 mm brede. Bergarter er preget av størst fragmentering og oppsprekking i soner med tektoniske forstyrrelser. Faller ned på overflaten av et karstmassiv, trenger atmosfærisk nedbør inn i dypet av dette massivet gjennom sprekker av ulik opprinnelse. Vann sirkulerer gjennom underjordiske kanaler, utvasker fjellet, utvider gradvis de underjordiske passasjene og danner noen ganger enorme grotter. Vann i bevegelse er den tredje forutsetningen for utvikling av karstprosesser. Uten vann, som løser opp og ødelegger bergarter, ville det ikke vært noen karsthuler. Det er derfor egenskapene til det hydrografiske nettverket og det unike ved det hydrogeologiske regimet i stor grad bestemmer graden av vanskelighet til karstinglag, intensiteten og forholdene for utvikling av underjordiske hulrom.

Regn og smeltet snøvann

Hovedrollen i dannelsen av mange karsthulrom spilles av infiltrasjon og oppblåsing av regn og smeltet snøvann. Slike huler - korrosjon-erosjon opprinnelse, siden ødeleggelsen av stein skjer både på grunn av dens kjemisk utvasking, og ved mekanisk erosjon. Man skal imidlertid ikke tro at disse prosessene skjer samtidig og kontinuerlig. På ulike stadier av grotteutviklingen og i ulike områder dominerer vanligvis en av disse prosessene. Dannelsen av noen huler er helt assosiert med enten korrosjons- eller erosjonsprosesser. Det er også nival-korrosjonshuler, deres opprinnelse på grunn av aktiviteten til smeltet snøvann i kontaktsonen for snømassen med karststein. Disse inkluderer for eksempel de relativt grunne (opptil 70 m) vertikale hulrommene på Krim og Kaukasus. Mange huler oppsto som et resultat av at taket kollapset over underjordiske korrosjons-erosive hulrom. Noen naturlige hulrom ble dannet ved utvasking av bergarter av artesiske, mineralske og termiske vann som steg opp gjennom sprekker. Dermed kan karsthuler være av korrosjon, korrosjon-erosjon, erosjon, nival-korrosjon, korrosjon-gravitasjon (synkehull), hydrotermisk og heterogen opprinnelse.

Kondensvann

Karsthuler er underjordiske hulrom dannet i tykkelsen av jordskorpen, i områder hvor lettløselige karbonat- og halogenbergarter er fordelt. Utsatt for utvasking og mekanisk stress, blir disse bergartene gradvis ødelagt, noe som fører til dannelsen av ulike karstformer. Blant dem er den største interessen forårsaket av underjordiske karstformer - huler, gruver og brønner, noen ganger preget av en veldig kompleks struktur.

En av hovedbetingelsene for utviklingen av karsthuler er tilstedeværelsen av karstbergarter, preget av betydelig litologisk mangfold. Blant dem er karbonatbergarter (kalksteiner, dolomitter, kritt, klinkekuler), sulfatbergarter (gips, anhydritter) og halogenidbergarter (steinsalter, kaliumsalter). Karstbergarter er svært utbredt. Mange steder er de dekket av et tynt dekke av sandleireavsetninger eller kommer direkte til overflaten, noe som favoriserer den aktive utviklingen av karstprosesser og dannelsen av forskjellige karstformer. Intensiteten til karstdannelsen er også betydelig påvirket av tykkelsen på bergartene, deres kjemiske sammensetning og funksjoner ved forekomst.

Som allerede nevnt, er byggeren av karsthuler vann. Men for at vann skal løse opp bergarter, må de være permeable, det vil si knekke. Bergbrudd er en av hovedbetingelsene for utvikling av karst. Hvis et karbonat- eller sulfatmassiv er monolitisk og består av solide bergartvarianter uten brudd, påvirkes det ikke av karstprosesser. Dette fenomenet er imidlertid sjeldent, siden kalksteiner, dolomitter og gips er knust av naturen. Sprekkene som skjærer gjennom kalksteinsmassiver har ulik opprinnelse. Det er sprekker av litogenetisk, tektonisk, mekanisk lossing og forvitring. De vanligste er tektoniske sprekker, som vanligvis skjærer gjennom forskjellige lag av sedimentære bergarter, uten å brytes under overgangen fra ett lag til et annet og uten å endre deres bredde. Tektonisk brudd er preget av utviklingen av komplekse innbyrdes vinkelrette sprekker 1-2 mm brede. Bergarter er preget av størst fragmentering og oppsprekking i soner med tektoniske forstyrrelser.

Faller ned på overflaten av et karstmassiv, trenger atmosfærisk nedbør inn i dypet av dette massivet gjennom sprekker av ulik opprinnelse. Vann sirkulerer gjennom underjordiske kanaler, utvasker fjellet, utvider gradvis de underjordiske passasjene og danner noen ganger enorme grotter. Vann i bevegelse er den tredje forutsetningen for utvikling av karstprosesser. Uten vann, som løser opp og ødelegger bergarter, ville det ikke vært noen karsthuler. Det er derfor egenskapene til det hydrografiske nettverket og det unike ved det hydrogeologiske regimet i stor grad bestemmer graden av kavernøsitet av karstinglag, intensiteten av utvaskingsprosesser og betingelsene for utvikling av underjordiske hulrom.

Hovedrollen i dannelsen av mange karsthulrom spilles av infiltrasjon og oppblåsing av regn og smeltet snøvann. Slike huler er av korrosjon-erosjonsopprinnelse, siden ødeleggelsen av stein skjer både på grunn av dens kjemiske utlekking og mekanisk erosjon. Man skal imidlertid ikke tro at disse prosessene skjer samtidig og kontinuerlig. På ulike stadier av grotteutviklingen og i ulike områder dominerer vanligvis en av disse prosessene. Dannelsen av noen huler er helt assosiert med enten korrosjons- eller erosjonsprosesser. Det er også nival-korrosjonshuler, deres opprinnelse på grunn av aktiviteten til smeltet snøvann i kontaktsonen for snømassen med karststein. Disse inkluderer for eksempel de relativt grunne (opptil 70 m) vertikale hulrommene på Krim og Kaukasus. Mange huler oppsto som et resultat av at taket kollapset over underjordiske korrosjons-erosive hulrom. Noen naturlige hulrom ble dannet ved utvasking av bergarter av artesiske, mineralske og termiske vann som steg opp gjennom sprekker. Dermed kan karsthuler være av korrosjon, korrosjon-erosjon, erosjon, nival-korrosjon, korrosjon-gravitasjon (synkehull), hydrotermisk og heterogen opprinnelse.

I tillegg til infiltrasjon, infusjon og trykkvann, spiller kondensvann også en viss rolle i dannelsen av huler, som samler seg på vegger og tak i huler, korroderer dem og skaper bisarre mønstre. I motsetning til underjordiske bekker påvirker kondensvann hele overflaten av hulrommet, og har derfor størst innvirkning på grotters morfologi. Spesielt gunstige forhold for fuktkondensering er preget av små hulrom plassert i en betydelig dybde fra overflaten, siden mengden kondensfuktighet er direkte avhengig av intensiteten av luftutveksling og omvendt av hulrommets volum. Observasjoner utført i Krim-fjellene viste at i de studerte karsthulene kondenserer 3201,6 m3 vann i løpet av året (Dublyansky, Ilyukhin, 1971), og i de underjordiske hulrommene på hele hovedryggen 2500 ganger mer (dvs. 0,008004 km 3 ). Disse farvannene er svært aggressive. Deres hardhet overstiger 6 mEq (300 mg/l). Dermed på grunn av infiltrasjonsvannet i hulen Fjell Krim, som enkle beregninger viser, øker sammenlignet med totalvolumet med ca. 5,3 %. Gjennomsnittlig mineralisering av kondensvann er omtrent 300 mg/l, derfor utfører de 2401,2 tonn (8004 10 6 l X 300 mg/l) kalsiumkarbonat i løpet av året. Den totale fjerningen av kalsiumkarbonat fra karstkilder i Krim-fjellene er ca. 45 000 tonn/år (Rodionov, 1958). Følgelig er kondensvannets rolle i dannelsen av underjordiske hulrom relativt liten, og deres effekt på stein som et middel for denudering er hovedsakelig begrenset til den varme perioden.

Hvordan foregår prosessen med utvasking av karstbergarter? La oss vurdere dette problemet i generelle termer ved å bruke eksemplet med karbonatformasjoner. Naturlige vann inneholder alltid karbondioksid, samt ulike organiske syrer, som de anrikes med ved kontakt med vegetasjon og siver gjennom jorddekket. Under påvirkning av karbondioksid blir kalsiumkarbonat til bikarbonat, som er mye lettere løselig i vann enn karbonat

Denne reaksjonen er reversibel. En økning i karbondioksidinnholdet i vann fører til at kalsitt går over i løsning, og når det avtar, feller det ut kalsiumbikarbonat (kalksdiment) fra den vandige løsningen som akkumuleres enkelte steder i betydelige mengder. Det er et omvendt forhold mellom karbondioksidinnhold og vanntemperatur.

Løseligheten til kalkstein øker kraftig når grunnvannet anrikes med syrer og salter. Når grunnvannet er anriket med svovelsyre, fortsetter reaksjonen i henhold til ligningen

Karbondioksidet som frigjøres som et resultat av denne reaksjonen viser seg å være en ytterligere kilde til dannelse av bikarbonater.

Graden av løselighet av gips og anhydritt avhenger også av tilstedeværelsen av visse syrer og salter. For eksempel reduserer tilstedeværelsen av CaCl 2 i vann løseligheten av gips betydelig, tvert imot øker tilstedeværelsen av NCl og MgCl 2 i vann løseligheten av kalsiumsulfat. Oppløsningen av gips kan i prinsippet også skje i kjemisk rent vann.

Selv om vi kaller karbonat- og sulfatbergarter lettløselige, oppløses de ekstremt sakte. Det tar mange, mange tusen år før underjordiske tomrom dannes. I dette tilfellet oppløses karstbergarter og kollapser bare langs sprekker; utenfor sprekkene forblir de veldig sterke og harde.

Atmosfærisk vann som trenger inn i karstmassiver gjennom sprekker og tektoniske forstyrrelser er i utgangspunktet preget av overveiende vertikal bevegelse. Etter å ha nådd aquitard eller lokal erosjonsbase, får de horisontal bevegelse og flyter vanligvis langs bunnen av berglagene. Noe av vannet siver inn i dype horisonter og danner regional avrenning. I denne forbindelse skilles flere hydrodynamiske soner ut i karstmassivet, nemlig sonen med overflate, vertikal, sesongmessig, horisontal, sifonisk og dyp sirkulasjon av karstvann (fig. 1). Hver av disse hydrodynamiske sonene er preget av et visst sett med karstformer. Dermed er hovedsakelig vertikale underjordiske hulrom - karstbrønner og gruver - begrenset til sonen med vertikal vannsirkulasjon eller luftingssonen. De utvikler seg langs vertikale eller svakt skrånende sprekker som et resultat av periodisk utvasking av steiner av smeltet snø og regnvann. I sonen med horisontal sirkulasjon, hvor det er fri strøm av frittflytende vann til elvedaler eller periferien av karstingmassivet, dannes horisontale grotter. Skrå og horisontale hulrom observeres i sifonsirkulasjonssonen, preget av trykkvann som beveger seg i underkanaler ofte under den lokale erosjonsbasen.

Utviklingen av grotter, i tillegg til morfostrukturelle og hydrogeologiske trekk, er også betydelig påvirket av klima, jord, vegetasjon, dyreverden, og Økonomisk aktivitet person. Dessverre er ikke disse faktorenes rolle i huledannelse tilstrekkelig studert i dag. Det er håp om at dette gapet vil bli lukket i nær fremtid.

Teorien om opprinnelsen til kalksteinskarsthuler som utvikler seg i bergarter med horisontale lag ble utviklet av W. M. Davis (1930). I utviklingen av de såkalte tosyklushulene, dannet under den doble hevingen av kalksteinsmassivet, skilte han fem hovedstadier: a) embryonale kanaler dannet i sonen med fullstendig metning av sakte bevegelige freatiske vann under trykk; b) modne gallerier, når mekanisk erosjon (korrosjon) begynner å dominere under forholdene for spredning av friflytende vadose strømmer; c) tørre gallerier som oppsto som et resultat av at vann beveget seg dypere inn i massivet på grunn av lokal heving av territoriet; d) sinterakkumulerende, karakterisert ved fylling av gallerier med sinter-drypp og andre huleavsetninger; e) ødeleggelse av underjordiske gallerier (peneplanering).

Basert på utviklingen av Davis syn, ble det skapt en idé om de freatiske (hulegallerier er utviklet av grunnvann under trykk) og vadose (grunnvann fritt, ikke under press, beveger seg gjennom galleriene mot dreneringssystemer) stadier av grotteutvikling (Bretz, 1942).

Spørsmålene om utviklingen av underjordiske hulrom ble mest utviklet av sovjetiske forskere G. A. Maksimovich (1963, 1969) og L. I. Maruashvili (1969), som identifiserte flere stadier av dannelsen av horisontale karsthuler. Det første stadiet er sprekk, deretter sprekk. Ettersom bredden på sprekker og sprekker øker, trenger mer og mer vann inn i dem. Dette aktiverer karstprosesser spesielt i områder med rene bergartsforskjeller. Hulen går inn i kanalscenen. Når kanalene utvider seg, får underjordiske strømninger turbulent bevegelse, noe som favoriserer en enda større intensivering av prosessene med korrosjon og erosjon. Dette er stadiet av den underjordiske elven, eller Vauclusian. Det er preget av en betydelig fylling av den underjordiske kanalen med vannstrøm og frigjøring i form av en tilstrømningskilde på dagoverflaten, samt dannelse av orgelrør, kollaps av hvelv og vekst av grotter.

På grunn av erosjonen av bunnen av den underjordiske kanalen siver vann gjennom sprekker dypt inn i karbonat- og halogenlagene, hvor det utvikler nye hulrom på et lavere nivå som danner en nedre etasje i hulen (fig. 2). Gradvis utvides de underjordiske kanalene. vannstrøm går delvis og deretter helt inn i de nedre horisontene av massivet, og hulen blir tørr. Kun infiltrasjonsvann trenger gjennom sprekker i taket. Dette er korridor-grotte sinter-talus (vanngalleri, ifølge L.I. Maruashvili) stadiet av grotteutviklingen. Det er preget av en bred fordeling av kjemisk og mekanisk akkumulering (i gipshuler er det ingen stadium av sinterakkumulering). Taket og veggene i hulen er dekket med forskjellige kalsittavsetninger. Det dannes stein- og jordrekker, sistnevnte ligger hovedsakelig under orgelrør. Sedimenter fra elver og innsjøer samler seg også. Med avgang av vassdraget bremses ytterligere utvidelse av det underjordiske hulrommet kraftig, selv om korrosiv aktivitet fortsetter på grunn av infiltrasjons- og kondensvann.

Etter hvert som grotten utvikler seg, går den over i korridor-grotte-skred-sementeringsstadiet (tørrgalleri, ifølge L.I. Maruashvili). På dette stadiet, som et resultat av kollapsen av taket over de underjordiske hulrommene, er åpningen av noen deler av hulen mulig. Den gradvise kollapsen av huletaket fører til fullstendig ødeleggelse, noe som er spesielt typisk for de øvre delene med en liten taktykkelse. I de overlevende områdene gjenstår kun karstbroer og smale buer. På fullstendig ødeleggelse grotter dannes en karstdal.

Hvis tykkelsen på taket overstiger 100-200 m, er det som regel ingen hull i det, og de underjordiske hulrommene er fylt med steinblokker som har falt fra taket og brakt sandleireavsetninger, som bryter hulen i separate isolerte hulrom. I dette tilfellet ender utviklingen av hulen med korridor-grotte-skred-sementeringsstadiet (grotte-kammerstadiet, ifølge L. I. Maruashvili).

Varigheten av individuelle stadier av huledannende syklus, kjennetegnet ved deres hydrodynamiske og morfologiske egenskaper, spesifisiteten til fysisk-kjemiske prosesser og det unike ved bioklimatiske forhold, måles i titalls og hundrevis av årtusener. Dermed har tørrgalleristadiet av Kudaro-hulen i Kaukasus pågått i 200-300 tusen år (Maruashvili, 1969). Når det gjelder de tidlige stadiene av huleutvikling (sprekker, sprekker, kanal og hvelv), er varigheten mye kortere. Grotter "kan nå en moden vanngalleritilstand innen flere tusen år fra det første øyeblikket av deres utvikling." I denne forbindelse er de eksperimentelle studiene til E. M. Abashidze (1967) om oppløsningen av veggene til sprekker i glaukonittkalksteiner i Shaori-reservoaret (Kaukasus) interessante. Eksperimenter har vist at over 25 år med kontinuerlig filtrering, avhengig av strømningshastigheten, kan hårlinjesprekker som måler 0,1-0,25 mm øke til 5-23 mm.

Dermed er karsthuler preget av en kompleks evolusjon, hvis funksjoner avhenger av en kombinasjon av en rekke faktorer som ofte bestemmer betydelige avvik fra den vurderte ordningen. Utviklingen av grotter, av en eller annen grunn, kan stoppe eller begynne på nytt på ethvert morfologisk og hydrologisk stadium. Komplekse grottesystemer består vanligvis av områder i ulike utviklingsstadier. Således, i Ishcheevskaya-hulen i Sør-Ural, finnes områder fra kanalstadiet til karstdalen for tiden.

Et trekk ved mange huler er deres flerlags natur, med de øvre lagene alltid mye eldre enn de underliggende. Antall etasjer i forskjellige huler varierer fra 2 til 11.

Avstanden mellom to tilstøtende nivåer av huler med flere etasjer varierer fra flere meter til flere titalls. Sammenbruddet av hvelvene som skiller hulegulvene fører til dannelsen av gigantiske grotter, noen ganger når en høyde på 50-60 m (Krasnaya og Anakopiyskaya-hulene).

G. A. Maksimovich forbinder utseendet til et nytt gulv med den tektoniske løftingen av området der hulen ligger. N.A. Gvozdetsky tildeler hovedrollen i utviklingen av huler med flere etasjer under forhold med høy tykkelse av karstbergarter til oppadgående bevegelser, som han ikke ser på som en forstyrrende faktor, men som en generell bakgrunn for utviklingen av karst. I følge L.I. Maruashvili kan grottenes flerlagsnatur bestemmes ikke bare av den tektoniske løftingen av karstmassivet, men også av en generell nedgang i havnivået (eustasi), som forårsaker intensiv utdyping av elvedaler og en rask nedgang i nivået av horisontal sirkulasjon av karstvann.

Tiering kommer best til uttrykk i huler i lavland og ved foten, preget av relativt langsomme tektoniske løft. Under dannelsen av huler observeres noen ganger en forskyvning av hulegalleriers akse fra det opprinnelige vertikale planet. Tsutskvatskaya-hulen er interessant i denne forbindelse. Hvert yngre (av de fire nedre) nivåene i denne hulen er forskjøvet mot øst i forhold til den forrige, og derfor ligger den underjordiske delen av Shapatagele-elven for tiden mye lenger øst enn under dannelsen av de høyere nivåene i hulen. Forskyvningen av hulegalleriers akse er assosiert med hellingen av tektoniske sprekker som underjordiske hulrom er begrenset til.

Hva er alderen til karsthuler og hvilke tegn kan brukes for å bedømme begynnelsen på dannelsen av hulen? I følge L.I. Maruashvili bør perioden for overgangen til sinter-talus (vanngalleri)-stadiet tas som begynnelsen på dannelsen av hulen, siden hulen på de tidligere stadiene av utviklingen ennå ikke er en hule i vanlig forstand: det er dårlig utviklet, helt fylt vann og helt ufremkommelig.

Ulike forskningsmetoder brukes for å bestemme alderen til huler, inkludert paleozoologisk, arkeologisk, radiokarbondatering og geomorfologisk. I sistnevnte tilfelle sammenlignes det hypsometriske nivået av huler med nivåene av overflateformer. Dessverre gir mange av disse metodene kun en øvre grense for alderen til en hule. Direkte og indirekte data beviser den svært lange eksistensen av karsthuler, noen ganger som varer i mange millioner år. Selvsagt avhenger grottenes alder i stor grad av den litologiske sammensetningen av bergartene de er dannet i og den generelle fysiske og geografiske situasjonen. Selv i lettløselige sulfatformasjoner (gips, anhydritt) vedvarer imidlertid huler i svært lang tid. Interessant i denne forbindelse er gipsgrottene i Podolia, begynnelsen av deres dannelse går tilbake til øvre miocen. I. M. Gunevsky, basert på egenskapene til den geologiske strukturen til territoriet, graden av frakturering av bergarter, arten av lettelsen, morfologien til underjordiske hulrom og strukturen til sinterformasjoner, identifiserer følgende stadier av dannelsen av Podolsk-hulene : Øvre Sarmatian (begynnelsen av intens dyp erosjon), tidlig pliocen (preget av intensivering av vertikale prosesser), sen pliocen (prosesser med horisontal sirkulasjon av grunnvann råder over vertikale), tidlig pleistocen (prosesser med huledannelse når maksimal intensitet) , Midt-Pleistocen (prosesser av underjordisk karstdannelse begynner å falme), Sen Pleistocene (akkumulering av mineral- og kjemogene formasjoner), Holocene (akkumulering av blokkavsetninger). Dermed overstiger alderen til verdens største gipsgrotter Optimisticheskaya, Ozernaya og Kryvchenskaya i Podolia tilsynelatende 10 millioner år. Alderen til kalksteinsgrotter kan være enda mer betydningsfull. Dermed noen eldgamle karsthuler i Alai Range ( Midt-Asia), med hydrotermisk opprinnelse, ifølge Z. S. Sultanov, ble dannet i øvre paleozoikum, det vil si for mer enn 200 millioner år siden.

Gamle grotter er imidlertid relativt sjeldne, og forblir i lang tid bare under de mest gunstige forholdene. naturlige forhold. De fleste karstgrotter, spesielt i tungt vannet sulfatbergarter, er unge, hovedsakelig kvartære eller til og med holocen i alder. Selvfølgelig ble det dannet separate gallerier med komplekst konstruerte huler med flere lag annen tid og deres alder kan variere innenfor betydelige grenser.

For å kvantifisere karsthuler tilbyr G. A. Maksimovich (1963) to indikatorer: tetthet og tetthet av karsthuler. Tetthet refererer til antall huler per område på 1000 km 2, og tetthet refererer til den totale lengden av alle hulrom innenfor samme konvensjonelle område.

J. Corbel foreslo å karakterisere størrelsen på karsthuler ved tomhetsindikatoren, beregnet ved hjelp av formelen

Hvor V - volumet av løselig bergart som grotten er utviklet i er 0,1 km 3; L- avstanden (på planen) mellom ytterpunktene langs hovedaksen til hulrommet er 0,1 km; J- avstanden mellom de to fjerneste punktene vinkelrett på hovedaksen er 0,1 km; N - høydeforskjellen mellom de høyeste og laveste punktene i grottesystemet er 0,1 km.

For å bestemme størrelsen på huler, er det også en annen metode, som innebærer å beregne volumet av hulrom. Hvis hulrommet har en kompleks form, bør det representeres som et sett med forskjellige geometriske former (prisme, sylinder, full og avkortet kjegle, full og avkortet pyramide med en base av hvilken som helst form, ball, etc.), volumet av som beregnes ved hjelp av Simpson-formelen

Hvor v - volum av den geometriske figuren, m 3; h - høyden på figuren, m; s 1, s 2, s 3 - områder av nedre, midtre og øvre del av figuren, m 2. Testing av denne metoden av Krim-speleologer viste at feil ved beregning av volumet av hulrom ved bruk av Simpsons formel ikke overstiger 5-6%.