| Karsztgeomorfológia |  |
|
KARSZTGEOMORFOLÓGIA
A felszínközeli kőzetek többsége a hidrológiai körfolyamatban mozgó vízben (ún. természetes vízben) bizonyos mértékig oldható. Közülük a karsztosodó kőzetek azonban a természetes vizekben olyan nagy mértékben oldódnak, hogy a karsztosodáshoz szükséges feltételek között rajtuk a meghatározó formaképző folyamat az oldódás. A karsztosodó kőzetekre hatnak a nem karsztosodó kőzetekre jellemző exogén felszínformáló folyamatok (erózió, aprózódás, mállás) is, de a karsztok jellegét az oldásformák adják meg, és a rájuk jellemző folyamatokat, alakzatokat karsztjelenségeknek nevezzük. A karsztjelenségek részben felszíniek, részben felszín alattiak, mivel a karsztban a víz háromdimenziós üreg- és oldásjáratrendszert alakít ki. A karszt létrejöttéhez az alábbi alapfeltételek szükségesek:
Amennyiben a karsztosodás alapfeltételei adottak, a karsztosodási folyamat erősségét és az általa létrehozott karsztformákat a karsztosodás tényezői határozzák meg. A karsztosodás számos tényező által irányított, összetett folyamat, amelyre a víz oldó tevékenysége mellett és azokon keresztül is, a földrajzi környezet széles skálán mozgó adottságai hatnak:
A karszt olyan nyílt rendszer, amely egy geokémiai és egy hidrológiai alrendszer működő együttese. Előfordul, hogy az egyes tényezők (pl. klímatényezők) megváltozásával a hidrológiai és geokémiai rendszerek szétválnak, de a kialakult karsztformák megőrződnek az új viszonyok között is (paleokarszt). Egyes esetekben a paleokarsztok a nem karsztosodó takaró alól exhumálódnak, és újra megindul bennük az aktív karsztosodás, aminek következtében átformálódnak (reliktumkarszt). A maradványkarszt az erózióbázishoz (karsztvízszinthez) képes megemelkedve eltávolodott az őt kialakító hidrológiai hatásoktól, de karsztosodott jellegét hosszú időn át megőrzi. A karsztos felszínekre általában a felszíni vízfolyások fejletlensége, hiánya, a kis vízfolyássűrűség jellemző. A lefolyásra kerülő csapadékhányad túlnyomórészt beszivárog, elnyelődik a karsztok hasadék- és nyelőhálózatában. Az így kialakult háromdimenziós térbeli hidrográfiai rendszer magyarázza a felszíni eróziós domborzat jellegtelenségét, de indokolja a karsztfelszínek rendkívül lassú lepusztulását is. A karsztos területek hordalék felhalmozódása (anyagkihordása) során jön létre a karsztfennsík, a karsztplató (planina). Mivel a karsztosodás folyamata a kőzet oldhatóságán alapul, a karsztjelenségek a jól oldható és mennyiségileg-területileg jelentős felszínalkotó és felszínközeli kőzetekhez kötődnek. Ezek túlnyomó többségükben az üledékes közé tartoznak, amelyeknek mindhárom csoportjában - törmelékes, vegyi és szerves üledék - előfordulnak karsztosodó kőzetek. A legtömegesebb megjelenésűek a karbonátos kőzetek a kalcit, aragonit, dolomit. A karbonátos kőzetek felszíni megjelenése a jégmentes szárazulatok 12%-a, azonban ezen belül csak 7-10% a karsztosodott terület. Jelentős globális elterjedésük ellenére - rendkívül gyors karsztosodásuk miatt - csak kis területeken felszínalkotók a gipsz, anhidrit, kősó- és kálisóösszletek. A szilikátos kőzetek közé tartozó kvarcitok és kovasavas homokkövek is mutatnak oldással keletkezett karsztformákat. A homokkő és kvarcitkarsztok nagyon ritkák. A kemény szilikátkarszt kialakulásának feltételei:
A karsztosodási alapfeltételek tökéletlen kifejlődése - pl. a kellő szilárdság hiánya vagy a nagy mennyiségű málladék, oldási reziduum keletkezése - nem teszi lehetővé valódi karsztok létrejöttét. A karsztok jellegét az oldásfolyamat - karsztkorrózió - adja meg, de emellett és ezzel kölcsönhatásban hatnak a szokásos, nem karsztosodó kőzeteken jellemző exogén felszínalakító folyamatok is. Ezek közül a legfontosabbak:
A meghatározó oldófolyamatoknak megfelelően a karsztos tájak karakterisztikus alakzatai a következők:
A karsztok változatos formatípusait sokféle szempont (kőzetminőség, formai bélyegek, tszf.-i magasság, éghajlati övek, az erózióbázishoz való viszonyuk, méreteik stb.) szerint lehet osztályozni. Az eróziós zónában jönnek létre a sajátos karsztformák, amelyeket kiterjedésük alapján kis, közepes és nagyméretű formacsoportokba osztanak. Funkciójuk szerint szokásos a nyelő-bevezető, a közvetítő és a kivezető-kifolyási szerepek megkülönböztetése a karsztrendszer keretein belül. A nyelő formák (karrok, víznyelők, dolinák, vakvölgyek, poljék) vannak többségben. Az eróziós bevágódások, szakadékvölgyek a karsztvízkivezetés színterei, ahol a források környezetében az oldatokból kicsapódott hordalék forrásmészkő formákat (mésztufagátak) épít fel. A felhalmozódásos övezet főként a karszt peremén vagy a part menti részeken, gyakran az árapály által érintett sávban alakul ki. A mészkőkarsztok formálódása A felszínen legtömegesebb karsztosodó kőzet a mészkő. A mészkőben alakultak ki klasszikus formában a karsztosodási folyamatok és a karsztos formák. Az oldás során a víz, a mészkő ásványai és az oldás különböző formáiban közreműködő agresszív vegyületek között (amelyek ionok formájában vannak jelen) nagyobbrészt megfordítható kémiai átalakulások mennek végbe, miközben a rendszer a résztvevő anyagok koncentrációjának változásával kémiai egyensúly elérésére törekszik a tömeghatás törvényének megfelelően. A karsztkorrózió heterogén kémiai rendszerben megy végbe, amely lehet kétfázisú - ilyen körülmények alakulnak ki a vízzel teljesen kitöltött üregekben és pórusokban - háromfázisú (szilárd kőzet, agresszív víz és levegő); ennek felelnek meg a nedvesített elárasztott karsztfelszínek, a karsztvízszint feletti szivárgási öv üregei, járatai és a folyási öv levegőt is magukba foglaló barlangjai. A mészkő oldódása a természetben többféle kémiai reakciósorozat szerint megy végbe:
Az agresszív szénsav további mészkőoldást végez, egészen az egyensúly beálltáig az oldatban. Ha a kémiai egyensúlyban lévő karsztvíz szabad - egyensúlyi - szén-dioxidja egy részét a levegőbe leadja, az egyensúly megbomlik, és mészkőkicsapódás indul meg. Azt a jelenséget, hogy különböző egyensúlyi állapotban lévő (különböző szén-dioxid tartalmú) telített karsztvizek találkozásakor az összevegyült - korábban külön-külön egyensúlyban lévő - karsztvíz ismét oldóképessé válik, keveredési korróziónak nevezzük. 3. A mállásos korrózió a mállás és a talajélet, illetve a légköri folyamatok során keletkezett egyéb mészagresszív vegyületek oldó hatását jelenti. A talajban és a mállott rétegekben a mállásfolyamatokkal, az élővilág anyagfelvételi folyamataival, a humuszosodással, a szerves anyagok lebomlásával számos olyan vegyület keletkezik, amely közvetlenül korrodálja a mészkövet, vagy a vízben oldva kerül kapcsolatba a mészkővel. Ezek az agresszív vegyületek többnyire erős szervetlen savak, általában gyenge szerves savak, szulfidok, szulfátok, sók. A nyitott karsztvíztartóban az üregekben elhelyezkedő víz nívóját összekötő felületet karsztvíznívónak nevezzük. A tágas, összefüggő üregrendszerben a közlekedőedények törvényének megfelelően mozgó víz nívója elméletileg vízszintes, sík felszín; a természetben azonban ezt számos tényező módosítja: A karsztvízszintnek időben és térben változó domborzata van. Helyi domborulatok keletkeznek a vízutánpótlódás környezetében, a közbeékelődő vízzáró rétegek felett, a szűk járatrendszerű víztartó részekben. Karsztvíz depressziók alakulnak ki a megcsapolások, kifolyások, völgybevágások, a karszt peremei környékén. Nyitott, a felszínnel összeköttetésben álló üregek vizének felszíne a légköri nyomással egyensúlyban van. A zárt karsztvíztározó vízszintjét a felette elhelyezkedő vízzáró kőzetek rétegtani helyzete, szerkezete határozza meg: a vízre rétegnyomás és hidrosztatikai nyomás nehezedik, ezért leszorított szintű karsztvíznek nevezik. Ha megcsapolják, a furatban a vízszint rendszerint megemelkedik: ez a feszültségkiegyenlítési felszín. A karsztvíztározó alsó határa általában az impermeábilis kompakt kőzet. Gyakran előfordul azonban, hogy a karsztosodásra alkalmas kőzetek nagy vastagságban, a mélybe hatolva helyezkednek el. A korróziós üregesedés mindamellett nem hatolhat korlátlan mélységig, csak ameddig a víznek korróziós képessége van. Egyes megfigyelések szerint a karsztvízszint alatt, a mélyben is előfordulhatnak vízzel kitöltetlen levegős üregek. A karsztvízutánpótlás túlnyomó részben a hidrológiai körfolyamatban mozgó csapadékvízből származik (vadózus víz). Az a terület, amelyről a csapadékvíz a karsztba jut, a karszt vízgyűjtője. Ez állhat karsztosodó kőzetből: az erre hulló csapadékból ered kizárólag az autogén karsztok vize, vagy összetevődhet a karszttal érintkező, nem karsztosodó kőzetekből felépülő, de lefolyó vízmennyiségét a karsztba továbbító felszínekből: Róluk származik az allogén karsztok vízutánpótlása, a nem oldódó, mechanikai erózióra alkalmas hordalékkal együtt. A felszíntől a karsztvízszintig terjedő zónában a víz az üreg, cső, járat, repedés és kapilláris rendszerben lefelé mozog (leszálló karsztvízöv vagy beszivárgási zóna). Ennek alsó részén, ahol a legmagasabb karsztvízszintállások idején időszakos források törhetnek elő, elkülönítették a magaskarsztot, ez alatt a sekélykarsztot. Az utóbbi szintjében szifonos karsztforrások jellemzők. A beszivárgási zóna felső részében intenzív korróziós folyamat játszódik le. Az alászivárgó, kezdetben telítetlen, lassan mozgó, szűrődő vizek mészagresszivitását szabályozza és fokozza a zóna felett legtöbbször megtalálható laza szerkezetű mállott réteg, illetve talajtakaró. Ez az összlet megszabja a csapadékvíz lefolyásra nem kerülő mennyiségét, a beszivárgási hányadot. A talaj alatti beszivárgási zóna felső részében megy végbe a legnagyobb mérvű korróziós üregesedés, az üregek omlása, rogyása, a felszíni formák képződése. A lefelé szivárgó víz 5-20 m-es övezetben - viszonylag gyorsan tágítja a vízvezető csatornákat, amíg a víz agresszivitásának megfelelő szinten telítetté válik. Ezt a vízvezető járatokkal átszőtt részt epikarsztnak vagy korróziós "B" zónának nevezzük. A beszivárgási zóna alsó részében - amelyet gravitációs "A" zónának is neveznek - a víz a további szivárgás során a járatrendszert már kevésbé képes tágítani, korróziós képességét csak további, pótlólagos agressziváló tényezők növelhetik. A karsztvízszint alatt a freatikus (vízzel telített) zóna helyezkedik el, amelynek a járataiban és üregeiben időszakosan vagy állandóan karsztvíz cirkulál. A freatikus zónában, a karsztvízszint alatt minden járat vízzel kitöltött, ezért telített zónának, erózióbázis alatti részét mélykarsztnak is nevezik. A horizontális üregesedés, járatképződés legkedvezőbb feltételei a freatikus zóna felső részén - a folyási övben - és az epifreatikus zónában vannak; a nagyméretű barlangok általában a karsztvízszint-ingadozás sávjában és közvetlenül ez alatt keletkeznek. Az allogén karsztok és kevert karsztok esetében a karsztosodáshoz hozzájárul a nemkarsztosodó vízgyűjtőkről származó víz is. Ennek sajátos, de gyakran előforduló változata az, amikor a karsztosodásra alkalmas kőzetet, kisebb-nagyobb vastagságban nemkarsztosodó kőzettakaró borítja (fedettkarszt). Karsztos felszínformák A gyűjtőnévvel karroknak nevezett karsztos mikroformák a karsztosodó kőzetek felszínén végbemenő oldódás legközvetlenebb formai megnyilvánulásai. A karrok a legkülönfélébb más karsztformák sziklafelszíneit boríthatják, és részt vehetnek a formák kialakításában. A karrosodási folyamatot befolyásoló tényezők: a kőzet szövete, szerkezete, rétegzettsége; a víz oldóképességét kialakító CO2 tartalmú levegő, talaj, növényzet; az oldás körülményeit biztosító környezeti hatások (hőmérséklet, aprózódás, mállás stb.). A karrososdás tényezőinek változatos kombinációja, kölcsönhatása a karrok sokféleségét, átmeneti és típusos alakjait, összetett formacsoportját hozza létre. Néhány kivételesen nagyméretű megjelenés ellenére, a mikroformák közé a 10 m-nél kisebb oldásformákat sorolják. Az 1 cm-nél kisebb mikrokarrokhoz tartoznak a mikroszkopikus méretű oldásmélyedések, furatok, csatornák, amelyek kialakulásában nagy szerepe van a talaj alatt és a kőzetfelszín málló rétegében tenyésző élővilágnak (baktérium, algák, gombák, egysejtűek), amely szerves és szervetlen savtermelésével a kőzetszövet megbontásában és az ásványi összetevők oldatba kerülésében fontos szerepet játszik. A karrok jellemző formai jegyei (éles, hegyes, szögletes, töredezett alakzatok) és eltérő genetikai folyamataik alapján elkülöníthetők a szabad kőzetfelszínen - atmoszferiliák közvetlen hatása alatt - létrejövő karrtípusok, amelyek fejlődésében az aprózódásnak és a mechanikai tényezőknek is szerepe van (szabad karrok). A gyér növényzetű, a csak mélyedésekben, bevágásokban, repedésekben talajjal fedett mészkőfelszíneken, ahol a hasadékokban és azok metszéspontjain a talaj alatti intenzívebb korrózió érvényesül, az ún. félig szabad karrok alakulnak ki. Annak megfelelően, hogy a karrok kialakulásában mely tényező a meghatározó, megkülönböztethetők a lefolyó víz hidraulikus munkájával és bevéső, a kőzetfelszín anyagi tulajdonságait érvényre juttató hatások által jellemezhető csoportok.
A karsztos vízelvezetés domborzati formái A karsztos vízgyűjtő felszínéről a csapadék és az ott összegyűlt víz egy része a talajtakarón, a permeábilis fedőrétegen, illetve a szabadon felszínre nyíló repedéseken, hasadékokon keresztül a karsztosodó kőzet mélyébe jut. A szivárgó és elnyelt víz a járatokat oldással, esetleg mechanikai koptató hatásokkal tágítja, és a vízelvezetés számos formai változatát alakítja ki. A málladék alatti, részben vízáteresztő kőzetekkel kitöltött szivárgási járatok változatai mellett a nyelőpontok, bujtatók a - vízgyűjtő domborzati és hidrográfiai viszonyainak megfelelő - alakzatai jönnek létre. A kitágított bujtatók lehetnek önálló, saját vízgyűjtő területtel rendelkező víznyelők - esetenként tölcsér alakú, domború lejtőjű mélyedések, hozzájuk vezető vízmosásokkal, néha teraszos völgyekkel vagy aszókkal -, de kapcsolódhatnak más karsztos felszínformákhoz (dolina, karrmező, zsomboly, karsztos folyóvölgy stb.) is, és részt vehetnek azok morfológiai fejlődésében. Dolina (töbör): A megközelítően kör alakú, néha ovális vagy csillagszerűen formált, eredetileg zárt, esetenként más karsztformákkal kombinálódó felszíni bemélyedések összefoglaló elnevezése. Átmérőjük néhány m-től több mint ezer m-ig, mélységük pár m-től több száz m-ig terjedhet.
A karsztformák között különleges a jelentőségük, mint olyan alakzatoknak, melyek a karsztdomborzat jellegét meghatározzák. A dolinák típusai:
A dolinák genetikai típusaiba tartoznak a következők formák is:
Vízelvezető karsztos formák társulásai: A karsztos felszínfejlődés előrehaladtával a vízelvezetés formái egymásba átalakulhatnak, azonos és eltérő típusok egyesülései, társulásai jöhetnek létre a karsztosodási tényezők egymásra hatásának megfelelő változatokban.
Karsztvölgyek: a kiterjedt karsztfelszíneken gyér a felszíni vízfolyáshálózat. A különböző rendű folyókból összekapcsolódó folyóvízrendszerek a legtöbb esetben fedett karsztokon alakulnak ki, ahol a karsztosodó kőzetet borító nem karsztosodó kőzetrétegek a víz mélybe szivárgását megakadályozzák. A fedőréteg eróziós átvágásával vagy denudációjával a vízfolyások és völgyeik átöröklődhetnek a karsztosodó kőzetre is. A kiterjed, vastag és oldhatatlan homokszemeket alig tartalmazó karsztosodó kőzettömegből felépült területeken a vízlevezetés egészében felszín alatti; a felszínt a csapadék és allogén vizek mélyben való elvezetése és a karsztformák kizárólagossága jellemzi (holokarszt). A kevert karakterisztikájú karsztokat, ahol a karsztformákon kívül eróziós völgyek és vízfolyásrendszerek is megjelennek, fluviokarsztnak nevezzük. Poljék: nemcsak karsztterületeken kialakult nagy kiterjedésű, zárt, lapos fenekű mélyedés, esetleg teraszos zárt, karsztos vagy karsztperemi medence, amelynek alluviális, fluviokarsztos síkját éles megtöréssel meredek lejtőjű oldalak határolják, és amelynek karsztos vízelvezetése van. Minden polje közös jellemzője, hogy fejlődésének egy szakaszában fenéktérszíne a karsztvíznívóhoz kapcsolódik. Fajtái:
Karsztos síkságok, korróziós síkságok A hosszú időn át tartó denudáció a karsztosodó kőzettömeget a karsztvízszintig, illetve a karszterózió-bázisig lealacsonyítva karsztsíkságot alakíthat ki, amely különbözik a kiemelt helyzetű karsztfennsíktól. Megkülönböztetünk körülzárt hegyközi karsztsíkságot és karsztos peremsíkságot, amely tengerparti kifejlődésében karsztos szigettengert alkot. A karsztos peremsíkságok a forrásvonaltól gyengén lejtenek valamely impermeábilis kőzetküszöb vagy tó, esetleg tengerpart felé, és területük a források hátrálásával növekszik. A forrásvonal eltolódását alámosás, barlangbeomlás, a felszín alatti járatok összeolvadása idézi elő. A folyamat részeként a felszín alatti vízfolyások vonalán amfiteátrumszerű völgyfők, meredeken induló zsák alakú völgyek, mély beomlott hátravágott völgyszakaszok, vagy még nagyobb méretű eróziós-korróziós cirkuszok keletkeznek. A korróziós síkságok a karsztvízszint-ingadozás övében, általában az ismétlődő karsztvízáradások hatására, főként oldással elegyengetődő, szabálytalan, de alacsony domborzatú térszínek, amelyek formálásában az oldhatatlan reziduumokból álló hordalék mechanikai hatásának is szerepe lehet. A korróziós elegyengetődés magában foglalja:
|
|
 |