Введение

Геологически образовавшаяся топологическая депрессия – это углубление или отверстие в земле, вызванное обрушением поверхностного слоя. Этот термин иногда используется для обозначения долин – замкнутых депрессий, также известных как шейкхолы, и отверстий, в которые поверхностные воды проникают в подземные проходы, известные как поноры, глотательные воронки или свалы. Ценоте – это тип карстовой воронки, открывающий подземные воды. Карстовые воронки обычно имеют округлую форму и варьируются в размерах от десятков до сотен метров в диаметре и глубине, а также по форме – от чашеобразных углублений с почвенными стенками до глубоких расщелин с каменистыми краями. Карстовые воронки могут формироваться постепенно или внезапно и встречаются по всему миру. Их образование связано с естественными процессами эрозии или постепенным растворением легкорастворимых пород (например, известняка) просачивающейся водой, обрушением свода пещеры или понижением уровня грунтовых вод. Карстовые воронки часто образуются в результате суффозии. Например, грунтовые воды могут растворять карбонатный цемент, скрепляющий частицы песчаника, и выносить ослабленные частицы, постепенно образуя пустоту. Иногда в карстовой воронке можно увидеть видимый вход в пещеру. В случае особо крупных воронок, таких как воронка Минье в Папуа-Новой Гвинее или воронка Седар в Национальном парке Мамонтова пещера в Кентукки, по дну может протекать подземный ручей или река, перетекающая с одного края на другой. Карстовые воронки распространены в районах, где под поверхностью земли залегают известняк или другие карбонатные породы, соляные пласты или другие растворимые породы, такие как гипс, которые могут естественным образом растворяться циркулирующими грунтовыми водами. Карстовые воронки также встречаются в песчаниках и кварцитах. По мере растворения породы под землей образуются пустоты и пещеры. Эти воронки могут быть особенно опасными, поскольку поверхность земли обычно сохраняется до тех пор, пока не потеряет достаточную поддержку. После этого может произойти внезапное обрушение земной поверхности.

Космические и планетарные тела

2 июля 2015 года ученые сообщили, что космический аппарат "Розетта" обнаружил активные углубления на комете 67P/Чурюмова-Герасименко, связанные с провалами и, возможно, с выбросами.

Искусственные процессы

Крушения, часто ошибочно называемые провалами (или карстовыми воронками), также происходят из-за деятельности человека, например, обрушения заброшенных шахт и соляных каверн в соляных куполах в таких местах, как Луизиана, Миссисипи и Техас, в Соединенных Штатах Америки. Чаще всего крушения происходят в городских районах из-за прорывов водопроводных труб или обрушения канализационных систем, когда старые трубы приходят в негодность. Они также могут возникать в результате чрезмерной откачки и извлечения подземных вод и флюидов. Провалы могут также формироваться при изменении естественных схем дренажа и создании новых систем водоотведения. Некоторые провалы образуются при изменении земной поверхности, например, при создании промышленных и отводных прудов; значительный вес нового материала может спровоцировать обрушение кровли существующей пустоты или полости в подповерхностных слоях, что приводит к образованию провала.

Растворные провалы

Карстовые воронки (провалы) образуются там, где вода растворяет известняк под почвенным слоем. Растворение увеличивает естественные трещины и полости в породе, такие как трещины растяжения, разломы и плоскости слоистости. Почва оседает в расширенные полости, формируя небольшое углубление на поверхности земли.

Скважины для покрытия и просачивания

Провалы покрытий образуются там, где пустоты в нижележащем известняке вызывают большую осадку грунта, приводящую к образованию крупных поверхностных углублений. Провалы обрушения, характеризующиеся обрушением полостей в грунте, образовавшихся в результате проваливания грунта в подземные полости в породе, представляют наибольшую опасность для жизни и имущества. Колебания уровня воды ускоряют этот процесс обрушения. Когда вода поднимается по трещинам в породе, она снижает сцепление грунта. Впоследствии, при понижении уровня воды, размягченный грунт просачивается вниз в полости в породе. Проточная вода в карстовых каналах выносит грунт, препятствуя его накоплению в полостях породы и позволяя процессу обрушения продолжаться. Индуцированные провалы возникают там, где деятельность человека изменяет процесс пополнения подземных вод поверхностными водами. Многие индуцированные провалы образуются там, где нарушается естественная рассеянная инфильтрация, и поверхностные воды концентрируются. К видам деятельности, способным ускорить обрушение, относятся вырубка леса, прокладка канав, прокладка трубопроводов, канализационных, водопроводных сетей, ливневой канализации и бурение. Эти действия могут увеличить нисходящий поток воды сверх естественной скорости пополнения подземных вод. Там, где в известняке существуют крупные полости, могут происходить масштабные обрушения поверхности, такие как обрушение в Винтер-Парке, штат Флорида. Наибольший ущерб от карстовых провалов в Соединенных Штатах наблюдается во Флориде, Техасе, Алабаме, Миссури, Кентукки, Теннесси и Пенсильвании. Крупнейший недавний провал в США, возможно, образовался в 1972 году в Монтевалло, штат Алабама, в результате искусственного понижения уровня воды в близлежащем каменном карьере. Этот "Декабрьский гигант" или "Дыра Голли" имеет размеры 425 футов (130 м) в длину, 350 футов (107 м) в ширину и 150 футов (46 м) в глубину. Другие районы с существенными карстовыми опасностями включают бассейн Эбро на севере Испании; остров Сардиния; Апеннинский полуостров; меловые районы на юге Англии; Сычуань, Китай; Ямайка; Франция; Хорватия; Босния и Герцеговина; Словения; и Россию, где одна треть общей площади страны подстилается карстом.

Возникновение

Карстовые воронки обычно образуются в карстовых ландшафтах. В карстовых ландшафтах на небольшой площади могут быть тысячи воронок, придающих ландшафту испещрённый вид. Эти воронки отводят всю воду, поэтому в этих районах существуют только подземные реки. Примеры карстовых ландшафтов с многочисленными массивными воронками включают горы Хаммуан (Лаос) и плато Мамо (Папуа — Новая Гвинея). Самые большие известные воронки, образованные в песчанике, — Сима Гумбольдт и Сима Мартель в Венесуэле. Мощные подземные реки могут формироваться на контакте известняка с лежащей ниже нерастворимой породой, создавая большие подземные полости. В таких условиях сформировались самые большие известные в мире воронки, такие как Сяоцзай Тянькэн (Чунцын, Китай), гигантские сотано в штатах Керетаро и Сан-Луис-Потоси в Мексике и другие. Необычные процессы привели к образованию огромных воронок в системе Закатон в Тамаулипасе (Мексика), где более 20 воронок и другие карстовые образования были сформированы вулканически нагретой кислой подземной водой. Это привело не только к образованию самой глубокой воронки, заполненной водой, в мире — Закатон, но и к уникальным процессам осаждения травертина в верхних частях воронок, что привело к запечатыванию этих воронок крышками из травертина. В районе Мурге на юге Италии также есть многочисленные воронки. Воронки могут образовываться в водосборных прудах из-за обильных дождей. На дне Арктического океана выбросы метана привели к образованию крупных воронок.

Использование человеком

На протяжении веков воронки использовались как места для утилизации различных видов отходов. Следствием этого является загрязнение подземных водных ресурсов, что имеет серьезные последствия для здоровья в таких районах. Цивилизация майя иногда использовала воронки на полуострове Юкатан (известные как сеноты) для хранения ценных предметов и совершения человеческих жертвоприношений. Очень глубокие воронки или воронки, соединенные с пещерами, могут представлять собой вызов для опытных спелеологов или, когда они заполнены водой, для дайверов. К наиболее впечатляющим относятся сенот Закатон в Мексике (самая глубокая в мире воронка, заполненная водой), воронка Босмансгат в Южной Африке, тепуй Сарисаринама в Венесуэле, Сотано-дель-Барро в Мексике и город Маунт-Гамбиер в Южной Австралии. Воронки, образующиеся на коралловых рифах и островах, которые обрушаются на огромную глубину, известны как голубые дыры и часто становятся популярными местами для дайвинга.

Местные названия

Большие и необычные по виду карстовые воронки хорошо известны местным жителям с древних времен. В настоящее время карстовые воронки группируются и называются по месту расположения или по общим признакам. Ниже приведены некоторые примеры таких названий. Авен – на юге Франции (это название означает «пещерная яма» на окситанском языке). Чёрные дыры (не путать с космическими чёрными дырами) – этот термин относится к группе уникальных, круглых, заполненных водой воронок на Багамах. Эти образования, по-видимому, образуются в результате растворения карбонатной гряды сверху морской водой. Тёмный цвет воды обусловлен слоем фототропных микроорганизмов, сконцентрированных в плотном, фиолетовом слое на глубине; этот слой «поглощает» свет. Метаболизм в слое микроорганизмов вызывает нагрев воды. Одна из них – Чёрная дыра Андроса. Голубые дыры – это название первоначально было дано глубоким подводным карстовым воронкам Багамских островов, но часто используется для обозначения любых глубоких водяных воронок, образованных в карбонатных породах. Название происходит от глубокого синего цвета воды в этих воронках, который создаётся высокой прозрачностью воды и большой глубиной; только глубокий синий цвет видимого спектра может проникать на такую глубину и возвращаться после отражения. Сеноты – так называют характерные заполненные водой карстовые воронки на полуострове Юкатан, в Белизе и некоторых других регионах. Многие сеноты образовались в известняке, отложенном на мелководье, возникшем в результате падения метеорита Чиксулуб. Долина – славянский топоним (от словенского dòla: «долина» или «овраг»). Это название широко используется в различных славянских регионах Восточной Европы для обозначения карстовых воронок, включая Румынию. Фойба – слово из фриульского итальянского диалекта (от латинского fŏvea: «яма» или «пропасть»). Это название дано карстовым воронкам в приграничной зоне между итальянским регионом Фриули-Венеция-Джулия, Хорватией и Словенией, на Карстовом плато. Сотанос – это название дано нескольким гигантским воронкам в нескольких штатах Мексики. Тянькэн – это чрезвычайно большие карстовые воронки, как правило, более глубокие и широкие, с преимущественно вертикальными стенами, чаще всего образованные в результате обрушения пещер. В переводе с китайского этот термин означает «небесные ямы»; многие из этих самых крупных воронок находятся в Китае. Томо – этот термин используется в карстовых районах Новой Зеландии для описания карстовых воронок. Вртаче – используется в Югославии.

Трубопроводный псевдокарст

В 2010 году в Гватемала-Сити в мае этого года внезапно образовалась провальная воронка. Ее образование связывают с проливными дождями, вызванными тропическим штормом «Агата», и плохой системой дренажа. Она поглотила трехэтажное здание и дом; ее ширина и глубина составляли приблизительно [значение] и [значение] соответственно. Похожая воронка образовалась неподалеку в феврале 2007 года. Эта большая вертикальная полость не является настоящей карстовой воронкой, так как она не образовалась в результате растворения известняка, доломита, мрамора или любой другой водорастворимой породы. Вместо этого это примеры «трубчатого псевдокарста», образованного обрушением крупных полостей, которые развились в слабых, рыхлых вулканических отложениях четвертичного периода, лежащих в основании города. Несмотря на свою слабость и рыхлость, эти вулканические отложения обладают достаточной связностью, чтобы сохранять вертикальные стенки и образовывать в них большие подземные пустоты. Процесс, называемый «вымывание грунта» (soil piping), сначала создал большие подземные пустоты, поскольку вода из протекающих водопроводных труб просачивалась сквозь эти вулканические отложения и механически выносила из них мелкие вулканические частицы, а затем постепенно разрушала и удаляла более крупные материалы. В конечном итоге эти подземные пустоты стали настолько большими, что их перекрытия обрушились, образовав крупные провалы. Примеры включают случаи над траншеями Первой мировой войны в Ипре, Бельгия; вблизи шахт в Нитре, Словакия; и над старой гипсовой шахтой в Магераклоне, Ирландия. Озеро Кашиба – Замбия. Площадью около [значение] и глубиной около [значение].

Карибский бассейн

Дина Блю Хоул на Багамах. Вторая по глубине известная в мире подводная воронка, популярное место проведения чемпионатов мира по фридайвингу, а также для любительского дайвинга.

Европа

Границе Абсис, расположенный в Моравии, Чехия, является самой глубокой известной подводной пещерой в мире. Самая низкая подтвержденная глубина (на 27 сентября 2016 года) составляет 473 м (404 м ниже уровня воды). Маклуба, на Мальте – это карстовая воронка площадью около 4765 квадратных метров (51 290 квадратных футов), расположенная в деревне Кренди на Мальте. Диаметр около 50 м, глубина около 15 м, а периметр 300 м. Поццо дель Мерро, недалеко от Рима, Италия. На дне конической ямы, глубиной приблизительно, это одна из самых глубоких воронок в мире (см. Sótano del Barro ниже). Красное озеро – Хорватия. Яма глубиной приблизительно с почти вертикальными стенами содержит озеро глубиной приблизительно. Гуфре де Падирак – Франция. Его глубина, при диаметре, посетители спускаются на 75 м на лифте или по лестнице к озеру, откуда можно совершить лодочную экскурсию после входа в пещерную систему, содержащую подземную реку длиной 55 км. Вулиагмени – Греция. Карстовая воронка Вулиагмени известна как «Дьявольский колодец», поскольку считается чрезвычайно опасной. В ней погибли четыре дайвера. Максимальная глубина и горизонтальное проникновение. Pouldergaderry – Ирландия. Эта воронка расположена в местности Килдэрри-Южный недалеко от Миллтауна, графство Керри. Воронка, расположенная в зоне карстовых пород, имеет диаметр приблизительно и глубину, а на дне растут многие зрелые деревья. На уровне окружающей земли воронка занимает площадь около 1,3 акра. Её наличие отмечено на картах Ordnance Survey, датируемых 1829 годом.

Мексика

Пещера ласточек – Сан-Луис-Потоси. Глубокая круглая воронка со свисающими стенами. Пуэбла-упадина – Санта-Мария-Закатепек, Пуэбла. Диаметр 400 футов (122 м) и глубина 50 футов (15 м), и она продолжает расти по состоянию на июнь 2021 года. 2021 год. Сима де лас Которрас – Чиапас. Глубокая воронка, простирающаяся в ширину, с тысячами зеленых попугаев и древними наскальными рисунками. Закатон – Тамаулипас. Самая глубокая в мире воронка, заполненная водой, глубиной.

Соединенные Штаты

Amberjack Hole – голубая дыра, расположенная в 30 милях (48 км) от побережья Сарасоты, штат Флорида. Пропасть Байо Корне – приход Успенский, Луизиана. Площадь около 25 акров, глубина 750 футов (229 м). Голубая дыра – Санта-Роза, Нью-Мексико. Диаметр входного отверстия на поверхности всего 24 метра, расширяется до 40 метров внизу. Пропасти Дайсетта – Дайсетта, Техас. Сформировалось несколько провалов, последний – в 2008 году, с максимальным диаметром 620 футов (189 м) и максимальной глубиной 150 футов (46 м). Devil's Millhopper – Гейнсвилл, Флорида. Глубина 37 метров, ширина 152 метра. Двенадцать источников, некоторые более заметные, чем другие, питают пруд на дне. Golly Hole или December Giant – Калера, Алабама. Появилась 2 декабря 1972 года. Примерно и глубиной 37 метров. Grassy Cove – округ Камберленд, Теннесси. по площади и глубиной, является Национальным природным памятником. Green Banana Hole – голубая дыра, расположенная в 50 милях (80 км) от побережья Сарасоты, штат Флорида. Гипсовый провал – Юта, в Национальном парке Капитолийский риф. Диаметр почти и глубина примерно. Озеро Кингсли – округ Клей, Флорида. по площади, глубиной и почти идеально круглой формы. Озеро Пейнжера – Новая Иберия, Луизиана. Первоначальная глубина 3 метра (11 футов), в настоящее время 396 метров (1300 футов) после обрушения шахты Diamond Crystal Salt Mine. Пропасть Винтер-Парк – Винтер-Парк, Флорида. Появилась 8 мая 1981 года. Ширина около 107 метров, глубина 23 метра. Отмечена как одна из крупнейших недавних пропастей, образовавшихся в Соединенных Штатах. В настоящее время известна как озеро Роза.

Океания

Харвудс-Хоул – Национальный парк Абеля Тасмана, Новая Зеландия. Глубокий.

Южная Америка

Сима Гумбольдт – Боливар, Венесуэла. Самая большая карстовая воронка в песчанике, глубокая, с вертикальными стенами. Уникальный, изолированный лес на дне. В западной части Серро-Дуида, Венесуэла, находится комплекс каньонов с карстовыми воронками. Самая глубокая воронка имеет глубину (от нижнего края внутри каньона); общая глубина .