Karst

frá Wikipedia, ókeypis alfræðiorðabókinni
Fara í siglingar Fara í leit
Tower karst landslag, Guilin (Kína)
Pinnacle Karst Landslag, Shilin (Kína)
Glaziokarst landslag, Orjen (Svartfjallaland)
Karst fossar og stöðuvatn: Plitvice Lakes þjóðgarðurinn (Króatía)
Karst í El Torcal de Antequera, Andalúsíu (Spáni)

Í jarðfræði og jarðfræði er átt við að karst merki neðanjarðarform ( karst hellar ) og yfirborðsform ( yfirborðs karst ) í karbónatsteinum (einnig í súlfati, saltsteinum og sandsteinum / kvarsítum), sem fyrst og fremst stafa af veðrun lausna og kolsýru auk úrkomu líffræðilegra kalksteina og svipaðra setlaga með miklu magni af kalsíumkarbónati (CaCO 3 ). The aðalæð lögun er aðallega neðanjarðar vatn jafnvægi , sem ekki er byggð á aðal gleypni berginu, en efri og jarðfræðilegum tíma á tæringu klettinum, sem karstification .

Karst er að finna á stórum svæðum í kringum Miðjarðarhafið sem og í Suðaustur-Asíu og Suður-Kína , Stóru Antillaeyjum og Indó-Ástralíu eyjaklasanum , og í minni mæli í þýsku lágfjöllunum ( Swabian Alb , Franconian Alb ), franska og svissneska Jura , aðra hluta norður- og suðurhluta Ölpanna sem og almennt í Vestur -Evrópu .

Að því er varðar landafræði manna er notkun náttúrunnar einkum frábrugðin karst -landslagi við Miðjarðarhafið (= Miðjarðarhafið ) og Suðaustur- og Austur -Asíu . Búfénaður og árstíðaleiðréttir hálfflakkaðir hjarðflutningar hafa verið útbreiddir í karstfjöllum við Miðjarðarhafið frá fornu fari , en samsvarandi notkun karstsléttna utan við Miðjarðarhafið varla; það er oft gert ábyrgt fyrir meiri niðurbroti þeirra og skógareyðingu með síðari skemmdum á jarðvegsþekjunni, en dýralíf eftir jökul með miklu hlutfalli af alpistilluðum dýrategundum á lágliggjandi karstsléttum gefa til kynna að jafnvel í mest þróuðu nútímalegu karstlandslagi í Miðjarðarhafi, Dinarides, eftir jólahátíð hefur engin þróun átt sér stað í skógarlandslag. [1] Að því er varðar menningarlega staðfræði, er aðgreint agro-efnahagslegt búskapur með smádýrarækt og vökvuðum landbúnaði komið á í suðrænum Karst-löndum.

Almennt

Djúpt þróað karstlandslag getur haft alveg þurran jarðveg þrátt fyrir mikla og stundum mikla úrkomu. Landslag Karst er háð aldurstengdri rofhring . Í grundvallaratriðum stafar þetta af sterkari tæringu og rofi við rakt hitabeltisloftslag . Munurinn er á suðrænum og utan-suðrænum karstformum, svo og landfræðilega fullþróaðri karst (holokarst) og vanþróuðum karst (merokarst). Karstification og rof á karst relief er hluti af alþjóðlegu lífefnafræðilegu efni og jarðfræðilegu bergi hringrás ; einkum er karbónatsilíkat hringrásin í beinum tengslum við kolefnishringrásina með lífefnafræðilegum og jarðfræðilegum ferlum sem eru afleiðing þróunar lífsins. Karbónöt ( kalsít CaCO 3 og dólómít CaMg (CO 3 ) 2 ) eru einnig stærstu kolefnisgeymslur á jörðinni.

Málfræði hugtaka

Landslag Karst -vatns Baćina -vötn nálægt Ploče í suðurhluta Króatíu

Sem tegundarstaður og þar með nafn þess á jarðfræðilega fyrirbæri Karst gildir landslagið Karst , sem er miðja vegu milli Ljubljana og Trieste í suðurjaðri Ölpanna .

Í þessu karstlandslagi, þar sem stærsta karstvatn ( síldarvatn ) í heimi er, Cerkniško jezero (þýska Zirknitzer See ), var karstfyrirbæri rannsakað í smáatriðum í fyrsta skipti.

Rannsóknarniðurstöður vísindamanna frá Habsborgarveldinu , svo sem Marko Vincenc Lipold , Dionýs Štúr og Guido Stache , voru birtar á þýsku og því náði þýska nafnið Karst alþjóðlega.

Hugtakið karst og öll nöfn þess, sem hljóma svipað á öðrum tungumálum, koma frá latneska carusus með rótinni * kar- sem þýðir „steinn, klettur“ (sbr. Slóvenska kras , króatíska krš , serbneska - kyrillíska крш , ítalska carso , latína carsus ' grýttur og hrjóstrugur jarðvegur' ; í indóevrópsku líklegasti * kar- "steinn, klettur") [2] .

Það var aðeins í kjölfar fyrsta staðlaða verksins Formgerð á yfirborði jarðar ( Albrecht Penck , 1884) og einkum með starfi fyrsta karstólfræðingsins Jovan Cvijić sem jarðfræðin festi sig í sessi sem sjálfstæð vísindi. Staðbundin nöfn karstforma dínaríkjanna frá slóvensku , króatísku og serbnesku voru alhæfð fyrir þýska og franska tæknimál (svo dolina , polje , ponor , hum ).

Með könnunum á suðrænum karstsvæðum í Karíbahafi og Suðaustur -Asíu stækkaði hugtakasviðið (þar með talið spænsku nöfnin Mogote og Cenote og enska hugtakið cockpit ). Karst hugtök nota í dag fjölda hugtaka á mismunandi tungumálum. Vegna sögulegrar þróunar karstrannsókna eru sum hugtök sem notuð eru á ensku frábrugðin þeim í Mið -Evrópu.

Uppruni og einkenni

Veðrun karbónats og kolsýru, önnur efnafræðileg veðrunarferli

Karst myndast í rakt og hálf-þurr sviðum harða, með því að kolefnisanhýdrasahemlum tæringarþolin massa steinum með hátt innihald af kalsíumkarbónati (CaCO 3), svo sem kalksteins , eru smíðaðir. Móðurbergið er ekki fyrst og fremst holt; frekar, fyrst og fremst porous karbónöt eins og krít koma í veg fyrir djúpa karstification. Á hinn bóginn, á svæðum sem samanstanda af einsleitum, gríðarlegum kalksteini, getur karstification náð nokkrum þúsundum metra undir yfirborði jarðar.

Þegar kalsíumkarbónat tærist, hvarfast koltvísýringurinn sem er líkamlega leystur upp í vatni með því efnafræðilega til að mynda kolsýru :

Hið síðarnefnda hvarfast við kalsíumkarbónat til að mynda kalsíumvetniskarbónat :

[3]

Báðir hafa í för með sér jafnvægisviðbrögð lausnar kalsíumkarbónats:

Tvöfalda örin stendur fyrir afturkræfni hvarfsins, því kalkmettaðar lausnir geta endurmyndað berg eins og travertín eða stalaktít með endurfellingu kalsíumkarbónats.

Blandan af tveimur lausnum mettuðum með kalsíumkarbónati getur leitt til viðbótar kalsíumkarbónats í lausn ef styrkur kalsíumkarbónats í upphafslausnunum er annar (= blandað tæringu ). Því hærra sem styrkurinn í kalkríkri upphafslausn er því meira kalsíumkarbónat er leyst upp („þversögn blandaðrar tæringar“). Þessi áhrif útskýra hvers vegna stóru lausnarholin sem sjást í karstfjöllunum er ekki að finna við innkomu vatnsins, heldur innan í fjöllunum.

Dróna myndband af karst landslaginu í Kostivere, Eistlandi

Önnur veðrunarviðbrögð sem geta gegnt hlutverki í karstification er kelatblöndun málmjóna með lífrænum sýrum sem finnast í jarðveginum, svo sem humic sýrum . Ferlið er þekkt sem efna-lífveruleg veðrun .

Karstification

Jurassic Viñales myndun suðrænum karst keila ( Mogote ) í Valle de Viñales á Kúbu

Þar sem karstberg er leyst upp með kolsýru (= kolsýruveðrun ) og regnvatn rennur neðanjarðar í gegnum farvegina sem myndast, þá eru varla til ár í karstrinu. Þess í stað renna ár sem eru upprunnar annars staðar (þ.e. í ekki karst) um öll karst svæði; Í tæknilegum skilmálum: ár í karst -svæðum eru alþýðulausar , ekki sjálfstætt . Sérstaklega í raka hitabeltinu leggja ár til stórt framlag til myndunar karst -svæðanna þar. Þess vegna er Karst form ekki aðeins að finna sem stærri eða smærri lokuð form, heldur einnig, sérstaklega í hitabeltinu, sem blönduð form við opna eyðingarform ána sem fara yfir ána. Karstinn er því í grundvallaratriðum ekki skautaður andstæða póla við blaut svæði, jafnvel þótt því sé oft haldið fram.

Þrátt fyrir að karst fyrirbæri í ör sem og á stórveldissvæði séu undantekningalaust afleiðing efnafræðilegra ferla, þá er líknarmyndun stórra karstlandslaga einnig háð öðrum ferlum sem eru háð vatnsfræðilegum og veðurfarslegum aðstæðum og tektónískum aðstæðum. Til dæmis, glaciated Karst í háum fjöllum er vísað til sem glaciocarst , sveitarfélaga jökla sig sem Karst jökla og eðlisfræðilegum aðferðum sem tengjast Karst jökla leiða í sérstökum léttir á jökla Karst meðal þeirra.

Loftslags-jarðfræðilegar forsendur

Grundvallarforsendur fyrir þróun karst -hjálpar eru berg sem er næmt fyrir kolsýruveðrun og aðgengi að fljótandi vatni (þar með viðeigandi hitastigi), þar með gefið loftslagssvæði og hæð . Karst kemur venjulega upp á aðliggjandi kalksteini í undir-rakt til rakt loftslagssvæði, frá hitabeltinu til kaldra tempraða breiddargráða, frá ströndinni til undirjarðar [4] hæðar háfjalla .

Karstification er stuðlað að miklum styrk humic sýra í jarðveginum ( sjá kafla „ #Karbónat og kolsýru veðrun, önnur efnafræðileg veðrunarferli “). Í hitabeltinu er gróðurinn hlynntur þessu ástandi og karstificationferlinu sem er háð því. Á tempruðum breiddargráðum er sambandið aðeins áhrifaríkt á örsviðinu, sérstaklega undir mosapúðum.

Eiginleikar, myndun karst -hjálparinnar fer fyrst og fremst eftir magni úrkomu og hreinleika og þykkt kalksteinsins . Kalsíumkarbónathreinleiki 99% og árleg meðalúrkoma allt að 5000 mm á ári í Svartfjallalandi og Nýju -Gíneu eða 2500 mm á ári í suðvesturhluta Kína stuðlar að þróun áberandi karstforma. Lægri hreinleiki kalsíumkarbónats og úrkoma undir 500 mm á ári kemur í veg fyrir meiri karstification. Mjúkir kalksteinar með háu leirinnihaldi ( mergill ) varla karburaðir og harðir, tæringarþolnir karbónöt með mikið magnesíuminnihald eins og dólómít mjög hægt.

Fullþróaðar karsttegundir, svokölluð fullform (sjá kafla „Loftslagsfræðilegar karstgerðir“), eru einnig alltaf afleiðing af samfelldri þróun með aðeins smá loftslagsbreytingum yfir jarðfræðileg tímabil þar sem fyrrgreind hagstæð veðurskilyrði voru ríkjandi.

Helstu karbónat röð

Óvarið karbónatberg (án uppgufunar ) nær til um það bil 20% af íslausu landsvæði

Í Mið -Evrópu alpanna er einkum Dachstein kalksteinn klettur sem getur karstification en aðal dólómítið myndar ekki karst landslag hér. Meginhluti dínarískra fjalla , stærsta evrópska karst -svæðisins, samanstendur nánast eingöngu af dólómítískum og öðrum karbónatsetum , en myndun þeirra er frá Devon til nútíma. Þykkt Kreta og Jurassic kalksteins er meira en 4 km hér á hákarst svæðinu og karstification nær neðan sjávarmáli, eins og sést á kafbátum karst. Related Karst svæði er hægt að finna í aðstæður-Mediterranean Limestone covers the Young Alpine brjóta af the Thetys Basin milli Marokkó og Íran.

Harðir, hreinir mesózoískir kalksteinar eru einnig grundvöllur turn- og keilulaga mynda hitabeltisins, svo sem jarðmyndanir efri Jura [5] í kúbversku Valle de Viñales . Grunnur staðbundna Mogotes er myndaður af elsta hlutanum sem kallast Jagua , sem samanstendur aðallega af mjög óhreinum kalksteini og breyttum skilyrðum. Mogotes sjálfir samsvara hins vegar miðhlutanum sem kallast Viñales myndunin , mjög hreinn massakalksteinn (yfir 98% CaCO 3 ).

Ennfremur eru turn og keila karsts byggð á samfelldum og hægur áfyllt vegna neotectonic ferli. Með hraðari upphækkun vegur veðrið þyngra en tæringu og þrátt fyrir hreinan, öflugan kalkstein og mikla úrkomu er engin lögun sambærileg við turnkarst, heldur bratt skref. Eitt dæmi er Kotor -flói, sem varð til með hraðri nýhyrningssetningu Adríahafsplötu .

Rofhringur karst landslags

Eigindlegar forsendur karstification (sjá kafla „Loftslags-jarðfræðilegar forsendur“) ákvarða einnig framvindu þess. Þó að hægt sé að sjá svipuð fyrirbæri milli greindra karstsvæða , þá eru mismunandi karstgerðir svæðisbundnar mismunandi í tíðni. Á jarðfræðilegum tíma gegna önnur áhrif eins og fellingar og bilanir í berglögunum hlutverki. Með hraðri tektónískri upphækkun getur rof einnig komið í veg fyrir myndun karst eins og sést til dæmis í Kotorflóa (sjá kafla „Mikil karbónatröð“).

Sérstaklega gerði sjónarhornið á rofhringrásinni sem William Morris Davis kom á fót hringrásarþróun karst landslagsins skiljanlega. The einfaldur fjögurra þrepa líkan kynnt Alfred Grund (1914) sem umfjöllun um Jamaíka cockpit landsins er í dag fyrirmynd Karst svæði í hitabeltinu. Hið flókna rofhringlíkan Jovan Cvijić (1918) fyrir (upphaflega talið til fyrirmyndar) Dinaric Karst á aðeins við um karst svæði þar sem gegndræpi og ógegndræp set setjast á víxl í lögum, svo sem í flysch á Dinarides. [6]

Karst vatnafræði

Karst vor Loue

Karst myndar sértæk neðanjarðar afrennslis fyrirkomulagi , the Karst vatnasvÃ|Ã ° i . Slík kerfi gegna lykilhlutverki í mótun jarðfræðilegrar þróunar karst landslags. Mismunandi skoðanir á starfsemi þeirra leiddu til heitar umræðu innan karstology (skóli karst grunnvatns á móti skóla neðanjarðar karst ár). Það voru aðeins Alfred Grund (1903, 1914) og Jovan Cvijić (1893) byggðir á athugunum í dínarídunum sem komu með frekari kenningu. Vatnsfræðileg atriði Karst eru enn í brennidepli karstrannsókna og hafa áhrif á vatnsfræðilega verkfræði, sérstaklega erfiða og kostnaðarsama drykkjarvatnsveitu í Karst, flóðavarnir og byggingu vatnsverkfræðilegra mannvirkja, svo sem stórra túna og vatnsaflsvirkjana . Til að rannsaka vatnsstjórnun og menningarlandslagstengd vandamál sem eiga sér stað á karst-svæðum eru notaðar sérstaklega þróaðar karst-vatnafræðilegar rannsóknir þar sem spor og jarðfræðilegar sprengjur eru notaðar sérstaklega til að rekja karstvatnið.

Fjársjóður karstforma (sem einnig er nefndur „karst vatnafræði“) inniheldur, auk þeirra neðanjarðar, alla þá sérstöku sem koma fram í kjölfar hvirfa , estavelles , karst uppsprettur , poljes , þurra dali , skafla og síldarár í Karst. Þriggja laga vatnafræðileg deiliskipulag kerfisins, eins og lýst er í fyrsta skipti af Grund og Cvijić , er nauðsynlegt fyrir myndun þess; þessir höfundar kynntu einnig hugtakið karst vatnsborð .

Karst gerðir og jarðfræðileg þróun karst

Loftslagsfræðilegar formgerðir karst

Subtropical karst keilur ( Humi , á myndinni til hægri) í Lake Skadar í Svartfjallalandi
Hitabeltis turn karst ( Fengkong ) á Li Jiang í Guilin í suðvestur Kína

Landfræðilega er gerður greinarmunur á karstformum í tempruðu , subtropical og suðrænum svæðum. Landslag sem eru aðeins að hluta til Karst eru geomorphologically nefndur Merokarst. Þeir má finna á tempruðum breiddargráðum, því fyrir utan háfjöllin eru yfirleitt ekki til miklir kalksteinar og jarðfræðileg þróun karst -hjálparinnar var sérstaklega alvarlega fyrir áhrifum af ísöldinni .

Í Fluviokarst skilgreiningu eru fluvial form eins stór gil eða gljúfur til að finna alþýðuna í öðrum jarðmyndunum vor (s. Section karst ). Hins vegar er Merokarst oft kallað „Fluviokarst“ óljóst þó að hægt sé að þróa karstinn sjálfan í Fluviokarst. Fluviokarst kemur aðallega fram í tempruðum breiddargráðum.

Fullþróaði karstinn , kallaður holokarst , myndar suðrænt og subtropískt karstlandslag . Full form sem finnast í suðrænum holokarst (sjá kafla Loftslags-jarðfræðilegar forsendur ) eru bratt hækkandi fjallstoppar keilunnar og turnkarstanna . Á Miðjarðarhafssvæðinu eru einangruð keilukeglar sem kallast Hum vottaðir á blautari og heitari svæðum í Dinars Karst ( Hersegóvína , Svartfjallalandi ); annars vantar að mestu leyti þar þar sem myndun þeirra er rofin af jökulskeiðum Pleistocene .

Þróun og flokkun karstgerða

Landslag Karst er aðallega frábrugðið tjáningu neðanjarðar karst vatnsfræði, sem skýrir stóran hluta yfirborðskenndra karstforma. Ef karst vatnsfræði er að fullu þróuð, gerist nánast lóðrétt afrennsli, sem er sérstaklega áberandi í holokarst. Sem sérstaka lögun, Poljen virka eins hléum láréttum vatnafræðilegum hnúta Karst vatnafræðilegum atburðum, því Poljen hafa oft stutt reglubundið eða stöðug seepage rennur og hægt er inundated árstíðar.

Ef karst vatnsfræðilegt kerfi er ekki að fullu þróað er hugtakið Merokarst notað. Þetta sýnir aðeins hluta karst fjársjóðsins; Stór form eins og uvalas , poljen auk djúpra karst skorsteina og öll full form vantar.

Merokarst

Merokarst kemur fyrir á köldum tempruðum breiddargráðum. Merokarst er þekkt í Mið- og Vestur -Evrópu.

Dæmigerð eru hönnuð kerra og kyngingarholur og litlar og grunnar holur . Þar sem þetta karstlandslag er alltaf gróið er hugtakið „grænn karst“ (= karst undir humus eða setlagi ) einnig notað hér.

Holokarst

Holokarst kemur fyrir í suðrænum, subtropískum og að hluta til í tempruðum breiddargráðum.

Öll karstform eiga sér stað í holokarst, einkum stórum efnistökusvæðum Poljen, í hitabeltinu koma full form karst keilunnar einnig oftar fyrir. Karst vatnafræðilega kerfið er ekki endilega aðeins neðanjarðar og samspil milli jarðfræðilegra ferla karstification og gangverki fluvial reliefs, einkum í Suður -kínverska karst svæðinu í Guilin , getur verið einkennandi. Fyrir holocarst subtropics er truflun á Pleistocene ferlum einnig mikilvæg. Sem afleiðing af kólnun ísaldar og auknum jökul-, fluvio-jökul- og jökulferlum, einkum há karstfjöll, svo og staurar við rætur þeirra, mótast af gangverki fluvio-jökla og, í sumum tilfellum, jökulfellingum. Þetta á sérstaklega við um öll karstfjöll Miðjarðarhafsins.

Karst landslag Dinars Karst , Kegelkarst og Turmkarst eru hluti af Holokarst.

Dinaric Karst
Við Svartfjallalandsströndina er flóðþurrkur Karst -dalurinn við Kotorflóa skorinn yfir 1000 m í hákarstarsvæðið.

Dinaric Karst eða "Dolinenkarst" er tegund form af Miðjarðarhafið Karst að með því að Sinkholes einkennist -Reichtum, Großpoljen og yfirborðskenndar vatn fátækt. Það er algengt í Miðjarðarhafssvæðinu. Umskipti af gerðinni Dinars Karst eiga sér stað með mikilli úrkomu (á raka loftslagi) yfir í marghyrnda karstinn og með mikilli úrkomu og samtímis háum hita (subtropical (á) -raka) í stjórnklefan. Öll há fjöllin í Dinaric Karst hafa upplifað mikla jökulhögg, sérstaklega í Mindelzeit. Snjólínan sökk undir 1200 m og jarðfræðilegar gerðir jökulkarsins, auk jökul- og galziofluvial setja taka stór svæði.

Marghyrndur karst

Á þeim stöðum þar sem mikið er af vaskholum í mjög þröngu rými og þar sem aðeins eru þröngir hryggir á milli er talað um marghyrndan karst, sem getur náð allt að 400 m þvermáli. Þetta form er algengt í Nýju -Gíneu, Nýja -Sjálandi og við ströndina Dinarides.

Cockpit karst

Cockpit Karst er dregið af landslagi á Jamaíka sem heitir Cockpit Country . Flugstjórnarsvæðið var eitt fyrsta þekkta karstlandslagið í hitabeltinu.

Raunverulega stjórnklefa landið er óaðgengilegt landslag, eins og þakið vasamerkjum, sem samanstendur af mjög bröttum lægðum, sumum allt að 120 m djúpum, svokölluðum cockpits, og hæðir og hryggir aðskilja þá. Cockpits er að finna á öllum Karst -svæðum sem hafa mjög mikla úrkomu, en hafa mismunandi svæðisheiti: Jamaica Cockpit , New Guinea Polygonal Karst , Dinaric Region Boginjavi krš .

Gólfið í stjórnklefanum er að mestu flatt og hægt er að hylja það með innþvegnum setlögum. Öfugt við vaskinn er gólfið verulega breikkað og brekkurnar eru ekki trektlaga (innáhvolfar), en samanstanda af nokkrum hlutum sem kúga standa út að innra stjórnklefanum. Þess vegna er gólfið í stjórnklefanum ekki hringlaga heldur stjörnuformað.

Hápunktur Karst
Pinnacle Karst, Shinlin, Suður -Kína

Pinnacle Karst var fyrst lýst sem karstformi Suður -Kína Karst og er mynd af stórum kerrumyndun í hitabeltisloftslagi.

Keila karst

Þessi tegund af fullkomlega suðrænum karst inniheldur mogote , cockpit og honeycomb . Það kemur fyrir án mikillar rofflæðis og er útbreitt á Kúbu og Jamaíka, [7] í Indónesíu og á Filippseyjum.

Turn karst

Tower karst er tegund jaðar-suðrænum, subtropical og suðrænum karst, sem er búin til með mikilli rof; þetta stafar oft af vatnsríkum ám eða sjó. Turnkarst er útbreiddur í suðvesturhluta Kína, þar sem form eru kölluð hámarksklasi (kínverskur Fengcong ) eða turnskógur ( hámarkskógur , kínverskur fjangur ). Tegundarformið kemur einnig fyrir í Víetnam, Indónesíu, Malasíu og Taílandi.

Glaziokarst

Lagskipt stigagangur, norðurhlíð Jastrebica -hryggsins
Lagskipt stigi í Steinhafi
Endurhannaður þurr dalur við jökul með grunn, hlið og endimörku auk óstöðugra kubba , orjen

Glaziokarst eða Alpine Karst eru nýlega virk Karst landslag háum fjöllum sem voru glaciated á ís aldri og hafa Relict Alpine jökla form, en að mestu leyti er ekki lengur sýna nýlegar fluvial gangverki. Einkennandi eyðublöð í Glaziokarst eru Karst plateaus, brattar Karst swells og Kart stiga , lagskiptu stiga og umferð mjaðmarhæð , sem einkennast af jökla núningi Karst fjöll á og þar sem jarðvegi myndun á sér stað aðeins hægt. Nýleg karstification fyrrverandi jökulsvæða er því að mestu leyti mjög nýleg dagsetning og lítil, að mestu leyti yfirborðskennd þróun, en í flestum fjöllunum sem tilheyra Glaziokarst eru yfirleitt engar uppsprettur og aðallega einnig venjulega karst vötn , þar sem hér of neðanjarðar karst vatnafræði hratt eftir bráðnun jökulsins er allsráðandi. Sinkholur eru litlar og grunnar en einnig geta hafa verið búnar til hellir beint undir yfirborði jökulsins á jökulskeiðum með bræðsluvatni frá jöklunum. Hjálp fyrir jökulinn gegndi afgerandi hlutverki við myndun jökla og sérstök jökulgerð er einnig þekkt sem karstjökull vegna jarðfræðilegra kosta hans. Glaziokarst er sérstaklega að finna í háum hásléttum of the Northern Limestone Ölpunum (til dæmis Zugspitzplatt, Leutascher Platt, Koblat, Hoher Ifen, Reiteralpe, Steinernes Meer, Lattengebirge, Untersberg) og í sumum hár fjöllum Dinarides og annarra jökla Miðjarðarhafið fjöll. Umbreyting karstforma í jökulform er venjulega auðvelt að þekkja og sýnir einnig annan jökulskattgrip, þar sem karstmyndunin í karstfjöllum notaði mismunandi formfræðilegar forsendur og einkum karst hásléttur þar sem relict háskólalandslagið gat staðist kökukremið í breyttri mynd. Fyrrverandi Karst dali (uvalas) eru að mestu leyti fyllt hætti sem breyttar cirques með iskaldii inn- og einnig að mestu leyti opnum mvnda með fluvioglacial rof form í formi þröng gljúfur (t.d. Partnachklamm og Reintal ).

Súlfat og saltkarst

Karst fyrirbæri koma einnig fyrir í súlfatsteinum (anhýdrít og gifs) og söltum, einkum bergsalti. Eitt verðmætasta súlfat karst landslag heims er staðsett í suðurhluta Harz í þríhyrningnum Saxland-Anhalt, Thüringen og Neðra-Saxlandi. Þetta felur einnig í sér Kohnstein , í hvaða göngum þjóðernissósíalistar settu Mittelwerk upp sem vopnaverksmiðju. Gifs karst svæði nálægt Sorbas (Spáni) er tilgreint sem náttúrugarður ( Karst en Yesos de Sorbas ). Þekkt saltkarst svæði eru staðsett í Ísrael og á Spáni.

Karstbildungen in den letzten Jahren führten wiederholt zu Bodeneinstürzen in Tirol, sodass per Gipskarstverordnung von 2011 vor der Errichtung von Bauten bestimmten Gebieten Tirols Bodenprobebohrungen angeordnet wurden und der Österreichische Landesgeologentag 2011 in Innsbruck statt Versickerung von Regenwasser etwa von Dachflächen die Ableitung in Gewässer empfiehlt. [8] Zuletzt ist am 12. August 2013 bei Reutte ein Loch in einer Wiese eingebrochen, mit 7 m Durchmesser und tiefer als bis zum 7 m tief liegenden Grundwasserspiegel, daher vermutlich durch eine Gipsauswaschung ausgelöst. [9]

Sandsteinkarst / SiO 2 -Karst

Sandsteine und Quarzite unterliegen bei geeigneten klimatischen Voraussetzungen ebenfalls der Verkarstung, wobei diese Vorgänge und die resultierenden Formenschätze oft nur weniger auffällig erkennbar sind, da sie langsam und mit geringen Lösungsraten einhergehen. [10] Neben mittelamerikanischen Vorkommen dieser Verkarstungsart sind vor allem südafrikanische Quarzitkarsthöhlen, der zum UNESCO-Welterbe zählende Purnululu-Nationalpark Australiens, die Quarzit-Tafelberglandschaft ( präkambrische Roraima-Supergruppe ) des Roraima -Gebietes im Guayana-Schild von Zentral- Venezuela oder das zentralafrikanische Ennedi-Massiv dafür bekannt. [11] [12] In der Terminologie der Geographen, Geologen und Speläologen sind dies synonyme Begriffe für solche Landschaften und Felsgebiete, die durch weitgehend unterirdische Entwässerung, eigentümliche Oberflächenformen und Höhlenbildungen charakterisiert sind. Ähnlich wie beim (klassischen) Kalk(-stein)-Karst, beim seltenen Gips-Karst und beim besonders schnell voranschreitenden Salz-Karst unterliegen auch (Quarz-)Sandsteine und Quarzite einer für die sonstigen Gesteine untypischen Auflösung. In engeren Grenzen gilt das auch für andere, stark quarzhaltige Gesteine (z. B. Granite). Diese Auflösungsvorgänge werden als Korrosion bezeichnet, es gehen die namensgebenden Minerale (Kalkspat / Kalzit; Gips mit seiner Vorstufe Anhydrit, Kochsalz / Steinsalz; Quarz, Opal, bedingt auch Silikate) in wässrige Lösungen über.

Ein Kennzeichen der Karst schaffenden Korrosion ist es, dass die beteiligten Minerale auch reversibel wieder in fester Form als Sinterbildungen (Speleotheme) ausgeschieden werden können. Sie sind im Kalkkarst besonders auffällig (Tropfsteinhöhlen, Sinterterrassen), Gips-Tropfsteine und Quarz-Opal-Sinter zählen zu den seltenen und meist unauffälligen Sinterbildungen in derartigen (Gips- oder Sandstein-) Höhlen. Sie alle sind geeignete Belege für die vorangegangene Korrosion. Es handelt sich also nicht um das mechanische Abtragen von Gestein durch die Erosion, bei der kein Ausscheiden von Sintern stattfinden kann.

Sandsteine mit ihrer hohen Porosität weisen gegenüber den nur auf Kluftflächen verkarstenden und in Auflösung befindlichen Kalksteinen einen deutlichen Unterschied auf. Während die in ihrem Inneren kaum wasserdurchlässigen Kalksteinkörper im Wesentlichen nur längs ihrer Begrenzungsflächen (Klüfte, Schichtgrenzen) wassergängig sind und von diesen ausgehend Lösungsformen zeigen, geht beim Sandsteinkarst die sogenannte Innere Verkarstung vor sich. Dies bedeutet, dass im gesamten Volumen zwischen den Sandsteinkörnern Wasser zirkulieren kann. Dadurch kommt es zum sehr langsamen Auflösen des Bindemittels zwischen den (Quarz-)Sandkörnern und auch zu einem mehr oder weniger vollständigen Auflösen der Sandkörner selbst. Die Vorgänge lassen sich mit der folgenden Formel beschreiben:

Ihrerseits nicht verkarstende, weil wasserundurchlässige Schichten (tonige Zwischenlagen) stauen die im gesamten Sandsteinvolumen zirkulierenden Wässer und konzentrieren die Quarzauflösung auf bestimmte Bereiche. Als Folge entstehen Schichtfugenhöhlen. Die in tiefen Horizonten verkarstenden Sandsteinbereiche lassen darüberliegende (hangende), mächtige Felspakete in Bewegung geraten und sind die genetische Ursache von „tektonischen“ Klufthöhlen. Im Sandsteinkarst sind lockere Sande die Rückstände der Auflösung, das entspricht den Lehmen beim Verkarsten unreiner Kalksteine.

Weil die Auslösungsgeschwindigkeiten von Steinsalz über Gips und Kalksteine hin zu Sandsteinen und Quarziten jeweils in Zehnerpotenzen abnehmen, sind die geologischen Vorgänge der Verkarstung dieser letztgenannten Gesteine zwar in ihren Ergebnissen (Wasserarmut der Oberflächen, Turmkarst, Sandsteinkarren, Kamenitsas (Felskessel), korrosive Schichtfugen- und Klufthöhlen, Karstquellen, warzenförmige Sinterbildungen) auffällig, aber das sehr langsame Voranschreiten der Verkarstung bleibt dem flüchtig Beobachtenden oft verborgen. Das war auch Anlass, weshalb in einigen Ländern (mitunter sogar fälschlich für sämtliche Höhlen außerhalb des Kalkkarstes) von „Pseudokarst“ gesprochen wurde, was sich aber sehr bald als ein unbrauchbarer und undifferenzierender Fachausdruck erwies.

Den SiO 2 -Karst (Sandsteinkarst, Quarzitkarst) gibt es in mehreren Klimazonen. Als Beispiele gelten die bis 350 m tiefen Höhlen von Simas de Sarisariñama / Venezuela, die Gebiete Eisernes Viereck und Chapada Diamantina in Brasilien, wo sich die 1,6 km lange Sandsteinhöhle Gruta do Lapão befindet. Markante Sandsteinhöhlen finden sich verbreitet auch in der Republik Südafrika, aber auch in Australien und der Sahara.

Mikroklima im Karst

In der geschlossenen Depression des Funtensees ( Uvala ) werden die tiefsten Fröste in Deutschland gemessen. Ein relativ hoher sky view factor ist dafür unablässlich, da er die Intensität der langwelligen nächtlichen Ausstrahlung maßgeblich bestimmt.
Der sky-view factor ist der Anteil des sichtbaren Himmels (Ω, graue Fläche) über einem bestimmten Beobachtungspunkt. Zweidimensionale Darstellung einer Uvala in den Süd-Dinariden.

Regional haben Karstlandschaften ein wärmeres Bioklima als Landschaften, die nicht aus Karbonatsteinen aufgebaut sind. Die größere Wärmesummen im Karst sind durch eine gering-mächtige Bodenentwicklung, der relativ großen Dominanz anstehenden Gesteins und fehlender oberflächlicher Fließgewässern bedingt. Karstlandschaften haben dadurch häufig den Charakter von halb-Trockenlandschaften. In den Alpen sind Bereiche mit Kalksteinunterlage bioklimatisch wärmer als benachbarte Regionen in denen silikatisches Gestein den Untergrund bildet. Trotzdem treten im Karst häufig mikroklimatische Kälteinseln auf, die unter Umständen regional- und subkontinental zu den tiefsten Frösten führen. [13] [14] Es sind Dolinen und Uvalas in denen in strahlungsreichen Nächten durch die geschlossene Gratlinie keine normale Zyklen des Berg-Talwindes wirksam sind. Daher bilden sich unter Hochdruckeinfluss und trockenen Witterungsverhältnissen tägliche Temperatur-Inversionen, in denen sich in den Nächten Kaltluft sammelt. Solche Kaltlufseen sind in den Alpen seit den 1930er klimatologisch Untersucht worden. So wurde für die Uvala des Grünlochs in Österreich eine Minimaltemperatur von unter −52 °C gemessen. In Deutschland ist die Uvala des Funtensees in den Berchtesgadener Alpen mit −45,8 °C der landesweite Kältepol.

Eine Vorbedingung für extrem tiefe Fröste ist, dass die Horizontüberhöhung in Dolinen relativ gering ist und der sogenannte sky-view factor einen hohen Wert einnimmt. Dies ist dann gegeben, wenn die mittlere Hangneigung nicht sonderlich groß und die umgebenden Berge nicht zu hoch sind. Dolinen mit sehr steilen Hängen und starker Einengung durch hohe Berge oder Gebirgsgrate haben in strahlungsreichen Nächten eine geringere langwellige Ausstrahlung. [13]

Neben der Frostanfälligkeit zeigen Frost-Dolinen häufig eine Umkehrung der Vegetationsstufen. Diese ist insbesondere in den NW-Dinariden in klassischer Form beschrieben worden. Hier zeigen einige Dolinen die Stufenabfolge Schneetälchen – Krummholzkiefer – Fichtenwald – Buchenwald die von unten (kälteste) nach oben (wärmste) erfolgt. [15] [16]

Geomorphologie der Karstformen

Kluft- und Spitzkarren am Premužić-Pfad , ( Nationalpark Nördlicher Velebit )

Oberirdischer Karstformenschatz

Die typischen oberflächlichen Merkmale einer klassischen Karstlandschaft sind Karren , Dolinen , Schlunde , Cenote , Uvalas , Poljen .

  • Karre : Karren bilden sich an der Oberfläche von Kalksteinen. Es können Rinnen im Millimeter- bis Zentimeter-, Rillen im Zentimeter- bis Dezimeter- oder sogar Formen der Megakarren im Meterbereich gebildet werden. Karren sind in sehr unterschiedlichen Formen anzutreffen und Klassifikationen unterteilen diese nicht nur nach Form und Inklination des Felsens, sondern vor allem dem Bildungsort.
  • Doline : Dolinen sind regelmäßige zumeist flache, geschlossene Eintiefungen von überwiegend ovaler Formen im Meter bis Dekametermaßstab, seltener als Megadoline auch deutlich größer ausfallend. Überwiegend als oberflächliche Lösungsform dem Typ der Lösungsdoline (Doline im eigentlichen Sinne) zugehörend, kommen vereinzelt auch Einsturzdolinen (unechte Dolinen, Einsturztrichter und Erdfälle) vor, die auch mehrere hundert Meter Tiefe erreichen und übersteilte Seiten haben.
  • Schlund (Schlundloch): eine schachtartige, tiefreichende, meist kreisrunde Röhre von einigen Metern Durchmesser. Er entsteht durch Auflösung des Kalks entlang von Klüften und Gesteinsfugen und wird durch späteres Fließen des Wassers versteilt. In der Tiefe bilden sich größere Hohlräume und Verbindungen zum unterirdischen Gewässernetz.
  • Uvala : Eine Uvala ist eine größere geschlossene Depression von Dekameter bis Hektometer Tiefe sowie Hektometer bis Kilometer Größe und unregelmäßiger Form. Der Grund ist häufig durch einen flachen und etwas unebenen Boden, der mit eluvialen, dünnen Sedimenten im dezimeter Maßstab bedeckt ist, gekennzeichnet. Eine Uvala entsteht durch Zusammenfallen mehrerer Dolinen.
  • Polje : Ein Polje ist eine tiefe große Depression im Kilometermaßstab, die durch einen ebenen Grund und mächtige akkumulierter Sedimente geprägt ist. Ein Polje bildet sich an tektonischen Strukturen durch seitliche Korrosion. Die Sedimente der Bodendecke behindern dabei gleichzeitig eine weitere vertikale Eintiefung. Karstpoljen haben eine besondere Stellung im Karsthydrologischen System, in dem sie hier hydrologische Knoten bilden. Im dinarischen Raum wie in benachbarten mediterranen Regionen existieren Poljen, die je nach Stellung im Karsthydrologischen System permanent, periodisch oder episodisch überflutet werden. Neben Ponoren können in einem Polje sowohl Estavellen als auch permanente Karstquellen und Karstflüsse existieren.
  • Hum : Ein Hum ist in den Subtropen ein isolierter Hügel, der in einem Polje steht. Synonym ist der tropisch verbreitete Mogote (veraltet deutsch Karstinselberg ).
  • Mogote : Tropischer Karstkegel. Ursprüngliche Bezeichnung von Karstkegeln in Kuba, wird der Begriff heute für alle tropischen Karstkegel genutzt.

Karsthydrologischer Formenschatz

Lapiaz de Loulle im Jura

Zu den Karsthydrologischen Formen zählen Trockentäler , Ponore (Schluckloch, Schwinde) und Schlunde , Estavellen , Karstquellen , Sickerflüsse und Höhlen .

Für Karstlandschaften typische Flussformen sind die Ponornica ( Versickerung ), das Trockental , der Canyon und die Klamm .

Karstebenen und -plateaus

Landschaftsprägende Karstebenen und -plateaus finden sich teils als stufenförmig angeordnete Poljentreppe wie im mitteldalmatisch-herzegowinischen Gebiet, als Karstbecken wie in Griechenland in der Stymfalia oder als Karstplateau der „Lapiaz de Loulle“ im französischen Jura oder im Causse in Südfrankreich oder im Burren in Irland, in allen Karstgebieten der Erde.

Unterirdischer Karstformenschatz

Zum unterirdischen Karstformenschatz gehören die Höhle und ihre Speläotheme , also der durch Ausfällen von Kalk entstandene Höhlenschmuck , der vor allem durch Formen der Tropfsteine ( Stalaktiten , Stalagmiten , Stalagnaten ) und Sinterbecken gekennzeichnet ist.

Internationale Fachtermini für Karstformen

Obwohl die Geowissenschaften eine Fachterminologie entwickelt haben und auf einheitliche, oder konsistente Bezeichnungen Einfluss nehmen, sind die Namen je nach Kultursprache und Geographie recht unterschiedlich. Der international genutzte Begriff der Doline für geomorphologische Formen des Karstes stammt zwar aus dem Slowenischen, Kroatischen und Serbischen, wird in den Ursprungsländern aber nicht für die Karstform genutzt, sondern steht hier allgemein für ein Flusstal. Als genauere Bezeichnung wurde hier versucht, den Zusatz Karst-Doline einzuführen, ebenso wie für den Begriff des Poljes Karst-Polje , da dieser Begriff übersetzt nur allgemein ein Feld bezeichnet. Synonymie von Begriffen ist damit eines der Probleme der Fachsprache und hat schon seit den 1970ern zu umfangreichen Werken geführt, die sich nur mit dem Karst-Glossar beschäftigen. [17] [18] [19]

Deutsch Englisch
(differenziert)
Französisch Italienisch Spanisch
(differenziert)
Serbisch/Kroatisch Chinesisch Polnisch Russisch Slowenisch Slowakisch Tschechisch
Karre grykes lapiaz lapies Lapiaz
(Dente del perro,
Kuba )
Шкрапа/Škrape lapiez карры Škraplja škrapy škrapy
Doline sinkhole
(Cockpit,
Jamaika )
doline dolina Dolina
(Cenote, Mexiko )
Вртача/Ponikva Tiankeng dolina krasowa долины Vrtača závrt závrt
Uvala uvala ouvala uvala Увала/Uvala uwala увала Uvala uvala uvala
Polje polje poljé polje Poljé Крашко поље/Polje polje полья Polje polje polje
Karstschlot jama cheminée karstique camino carsico Sima Јама/Jama czeluść krasowa шахты Jama komín krasový,
krasová jama
komín krasový
Karstsee karst pond локва/lokva jezioro krasowe крастовое озеро krasové jezírko
Trockental lost river perte de rivière rio sumente ѕушица/sušica dolina sucha
dolina martwa
исчезная река údolní úsek suchý
Flussschwinde ponor понор/ponor понор
крастовая полость
ponor
czeluść krasowa
понор ponor říční ponor (propadání)
Hum hum butte karstique / houm hum Mogote Хум/Hum ostaniec krasowy карстовый останец Hum hum hum
Mogote mogote mogote mogote mogote могот Hum mogot mogot
Cockpit karst cockpit karst karst cockpit campo carsico a doline karst esponja богињави крас/boginjavi krš boginjavi krš kras cockpitový
tropický závrtový
Kegelkarst cone karst karst à pitones carso a coni Karst de conos Stožasti krš kras stożkowy конический карст Stožčasti kras kras kuželový kras kuželový
Turmkarst tower karst karst à tourelles carso a torri, campo Karst de torres /boginjavi krš Fengkong/Fengling kras ruinowy башенный карст kras věžový kras věžový
Glaziokarst glaciokarst glaciokarst carso glaciale carso glacial глациокарст/glaciokarst kras glacjalny Гляциокарст glaciokras
kras glaciální
Schichttreppen Schichttreppenkarst karst à banquettes structurales kras stupňovitý
Schichtrippen Cuestas Cuestas
Sandsteinkarst
Pseudokarst
sandstone karst karst gréseux карст песчаниковый kras křemencový
pseudokras

Quantifizierung der Kalkabtragungsraten (Karstdenudation)

Der Kalkabtrag beschreibt die Oberflächenerniedrigung pro Zeiteinheit (z. B. mm/Jahr; µm/Jahr; cm/10.000 Jahre) und kann mit verschiedenen Methoden gemessen werden. Eine Methode, die in den früheren Forschungsperioden der 1950er und 1960er Jahre (z. B. Bögli 1951, [20] Bögli 1960; [21] Bauer 1964 [22] ) Anwendung fand, ist die morphometrische Messung in Karsthohlformen (z. B. Bestimmung der Tiefe von Karren oder Karrenfußnäpfen). Hierbei wird in ehemals im Pleistozän vergletscherten Gebieten der Kalkabtrag auf die letzten 10.000 Jahre nach der völligen Eisfreiwerdung bezogen. Es wird davon ausgegangen, dass der oberirdische, präglaziale Karstformenschatz (z. B. Interglaziale) durch glaziale Erosionsprozesse bereits abgetragen worden ist. Der morphometrisch ermittelte Abtragswert wird deshalb als postglazialer Kalkabtrag (cm/10.000 Jahre) bezeichnet.

Beispiele für morphometrisch ermittelte Karstabträge in den Nördlichen Kalkalpen:

Untersuchungsgebiet Kalkabtrag
(cm/10.000 Jahre)
Methode Autor, Forschungsarbeit
Zugspitzplatt, Wettersteingebirge, mittlerer Gebietsabtrag 28 Tiefe von Rinnenkarren Hüttl, 1999 [23]
Zugspitzplatt, Wettersteingebirge, nackter Karst 4–10 Tiefe von Rinnenkarren Hüttl, 1999 [23]
Zugspitzplatt, Wettersteingebirge, halbbedeckter Karst 8–50 Tiefe von Rinnenkarren Hüttl, 1999 [23]
Steinernes Meer, Berchtesgadener Alpen, halbbedeckter Karst 15–20 Karrenfußnapf-Methode Haserodt, 1965 [24]
Hagengebirge, Berchtesgadener Alpen, nackter Karst 6–14 Höhe von Karrendornen Haserodt, 1965
Warscheneckplateau, Österreich, nackter Karst 10–20 Tiefe von Rinnenkarren Zwittkovits, 1966 [25]
Raxplateau, Österreich, nackter Karst 4–10 Höhe von Karrendornen Zwittkovits, 1966
Warscheneckplateau, halbbedeckter Karst 10–30 Tiefe von Rundkarren Zwittkovits, 1966

Am häufigsten kommt jedoch bis heute die indirekte Bestimmung des Kalkabtrags (z. B. mm/Jahr) über den Karbonatgehalt (CaCO 3 mg/l) in Karstwässern (z. B. Fließgewässer, Quellen) zum Einsatz. Hiermit lässt sich dann aus der gelösten Karbonat- bzw. Kalkmenge ein Oberflächenabtrag berechnen. Möchte man in einem Karstgebiet auch verschiedene Einflussfaktoren (z. B. Schichtneigung, Kleinrelief, Vegetations- und Bodenbedeckung) mit berücksichtigen, dann hat sich die chemische Analyse von Ablaufwässern (Regen- und Schneeschmelzwässer) von Felsoberflächen, aus Schuttkörpern und Bodenauflagen bewährt. [23] Somit kann man innerhalb kleiner Raumausschnitte, sog. Karstökotope, eine detaillierte Gebietsquantifizierung durchführen oder auch für ein Gebirgskarstrelief (z. B. Glaziokarst in den Nördlichen Kalkalpen) für jede Höhenstufe einen mittleren Kalkabtrag aus zahlreichen Einzelmessungen ermitteln.

Beispiele für mittlere Kalkabträge durch Lösung auf dem Zugspitzplatt in Abhängigkeit von der Höhenstufe [23]

Höhenstufe Gesamtfläche
(km²)
Kalkabtrag
(µm/Jahr)
Gebietsaustrag durch Lösungsverwitterung
(t/Jahr)
nivale Stufe (2600–2700 m) 0,204 26,7 14,7
subnivale Stufe (2350–2600 m) 2,648 30,1 215,2
alpine Stufe (2000–2350 m) 2,853 34,1 262,7
subalpine Stufe (1960–2000 m) 0,283 39,5 30,2
Felswände der Zugspitzplattumrahmung 1,910 13,6 69,9
Mittlere Abtrag (gewichtetes Mittel) 27,8 592,7

Karst und Umwelt

Endemische Karstfauna. Bockkäfer, Sandotter und Mosoreidechse

Mensch und Karst

Durch Wasserarmut und das (im außertropischen Bereich) Fehlen von tiefgründigen großflächigen Ackerböden gehören viele Karstgebiete zur Subökumene . Traditionell ist im mediterranen Karst eine extensive Bewirtschaftung kleiner fruchtbarer Dolinenböden und gegebenenfalls in intensiver Form in Poljen möglich, was durch den Maisanbau erst neuzeitlich zu agrarökonomischer Veränderung geführt hat. Fernweidewirtschaft und Nomadismus waren bis dahin an die spezielle Naturraumausstattung auch die jahrhundertelang angepassteste Form der Naturraumnutzung im mediterranen Holokarst. Tropische Karstregionen bieten demgegenüber oft ertragreiche und großflächigere Ackerflächen für den Reisanbau und kennen keine Beweidung von Karsthochflächen .

Da insbesondere die Karstlandschaften des klassischen dinarischen Karstes durch die ökologischen Grundvoraussetzungen wie häufige winterliche Orkanstürme teilweise völlig vegetationslos sind, wird hier auch vom „Nackten Karst“ (Karst ohne Humusdecke und vegetationslos) gesprochen. Die Wald- und Vegetationslosigkeit des Dinarischen Karstes erfolgt aber nicht primär durch die Verkarstung, sondern ist insbesondere durch die Bora-Winde indiziert.

Eine völlig andere Nutzung von Karstformationen ist der Abbau geeigneter Kalksteine darin. Die bekanntesten Regionen sind die Karstgebiete bei Triest und den angrenzenden slowenischen Landesteilen sowie das südlich davon gelegene Istrien. Auf Grund ihrer hervorragenden Eigenschaften haben diese Kalksteine eine überregionale Bedeutung erlangt. Obwohl sie unter vielen Eigennamen seit der römischen Epoche gehandelt werden, sind sie seit dem 19. Jahrhundert allgemein auch als Karstmarmore bezeichnet worden.

In Puerto Rico wurde eine natürliche Hohlform des Cockpit-Karstes zum Bau eines der größten Radioteleskope der Welt, des Arecibo-Observatoriums , genutzt. Auch das FAST-Radioteleskop in der chinesischen Provinz Guizhou , das Teleskop mit der weltweit größten Fläche, wurde in einem Karstgebiet errichtet.

Fernweidewirtschaft als differenzierte Raumausnutzung im Karst

Als klassische europäische Region der Fernweidewirtschaft gelten die mediterranen Karstregionen. Die natürlichen Gegebenheiten ausnutzend, prägte das auf Viehzucht bezogene kulturelle Verhalten soziale und kulturelle Entwicklung. Ein Nebeneinander, zum Teil in unmittelbarer Nachbarschaft, und enge Verflechtung der verschiedenen weidewirtschaftlichen Formen hat eine differenzierte Raumausnutzung geschaffen, die auch auf ethnischen Besonderheiten fußte. In Regionen, deren Agrarwirtschaft aufgrund der Naturraumausstattung für kaum eine andere Wirtschaftsform geeignet scheint, konnte sich diese Lebensform bis heute halten.

In den extremsten Regionen des Dinarischen Karst sind durch die Wasserarmut des Holokarstes nur kleinräumige Wanderungsbewegungen möglich. Die traditionelle Wirtschaftsform ist in Westmontenegro daher die Kolibawirtschaft . [26]

Wasser und Besiedlung, Trinkwassergewinnung

Im Hinblick auf die Mensch-Umweltbeziehungen ist die Karsthydrologie ein besonders anschauliches Beispiel für die engen Wechselbeziehungen. Die besondere geologische Situation macht die Wasserversorgung für Siedlungen häufig sehr schwer. Hier mussten tiefe Brunnen gegraben werden, Dolinen genutzt oder auf Regenwasser und Zisternen zurückgegriffen werden. Andererseits beeinflussen sich Travertinbildungen und Besiedlung gegenseitig: Kalktuffterrassen bieten gute Siedlungsplätze und Mühlenstandorte. Starke Landnutzung und die damit verbundenen Eingriffe in die Gewässer unterbinden hingegen eine Kalkausfällung. [27]

Etwa 25 % der Weltbevölkerung erhalten ihr Trinkwasser aus Karst- Aquiferen . [28] Das Institut für angewandte Geowissenschaften am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) veröffentlichte als Projekt der IAH Karst Commission ( International Association of Hydrogeologists ) [29] im September 2017 auf dem 44. jährlichen Kongress der IAH in Dubrovnik in Ergänzung der 2000 veröffentlichten Grundwasser - Weltkarte (WHYMAP, World-wide Hydrogeological Mapping and Assessment Programme ) [30] zusammen mit dem Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR) und der UNESCO eine „Weltkarte der Karst-Grundwasserleiter“ ( World Karst Aquifer Map ). [31]

Biogeographie

Vegetation im Karst

Zirkummediterranen finden sich Karst-Blockhalden-Tannenwälder
Karst-Blockhalden-Tannenwälder finden sich in oro-Mediterranen Stufen
Lithophyten auf Karstfelsen Iris pallida und Petteria ramentacea

Die Kalksteine im Karst liefern allgemein basengesättigte flache kalkhaltige Böden (hoher Boden-pH ), die kalkstete Arten fördern. Ökologisch sind Kalkstandorte überwiegend trocken und haben hohe Sonneneinstrahlung. Physiologische Anpassung an Karststandorte können im Extremfall bis zu Lithophytie (z. B. Iris pallida ) und Poikilohydrie (z. B. Milzfarn ( Asplenium ceterach ), Ramonda ( Ramonda serbica ) oder Winter-Bohnenkraut ( Satureja montana )) reichen. Anpassungen an die Trockenheit erfolgen aber überwiegend physiognomisch durch Überdauerungsorgane wie Zwiebel und Rhizom ; Blattreduktion und -xeromorphie (z. B. Sklerophyllie und Mikromerie ) und Sukkulenz (z. B. Flaschenbäume , Blattsukkulenten ). Je nach floristischer Region sind in den einzelnen Karstregionen insbesondere Lamiaceaen , Iridaceaen , Agavengewächse und Koniferen artenreich vertreten.

Typische Pflanzenarten und Vegetationsformationen der Karstregionen sind:

Mediterrane Region
Dinariden
Iris pallida , Schlangenhaut-Kiefer , Petteria ramentacea , Neumayer-Krugfrucht ( Amphoricarpos neumayerianus ), Felsen-Moltkie ( Moltkia petraea ), Quendelblättrige Bergminze , Viola chelmea , Dinarischer Karst-Blockhalden-Tannenwald
Taurusgebirge
Kilikische Tanne ( Abies cilicica ), Libanon-Zeder ( Cedrus libani )
Rif-Atlas
Spanische Tanne ( Abies pinsapo var. marocana ), Cedrus atlantica
Pindos
Griechische Tanne ( Abies cephalonica ), Viola chelmea
Karibische Region
Ein lebendes Fossil unter den Palmfarnen ist die in den Mogotenlandschaften Kubas wachsende Microcycas calocoma

Mogoten (Kuba): Gaussia princeps (endemische Palme mit Stammsukkulenz), Ekmanianthe actinophylla (Kubanisch „roble caimán“), Bursera schaferi , Agave tubulata , Microcycas calocoma Der im Nationalpark Vinales auf Kuba sein Verbreitungszentrum besitzende Zwergpalmfarn Microcycas calocoma gilt als lebendes Fossil und hat unter alle Pflanzenarten die größte Eizelle.

Ein besonderes Rätsel der europäischen Flora ist zudem der Calcareous riddle , da fast ein Drittel aller Pflanzenarten in Mitteleuropa als kalkliebend gilt und auffallend viele Pflanzen der höheren Breiten auf Kalkstandorte spezialisiert sind. [32]

Fauna

Einen wesentlichen Stellenwert innerhalb der faunistischen Biogeographie von Karstlandschaften bilden unter anderen die herpetologische- wie die Höhlen-Fauna. So liegt das artenreichste Diversitätszentrum der europäischen endemischen Herpetofauna in einem kleinen Winkel im Hochkarst der Südost-Dinariden Montenegros und Teilen Nord-Albaniens (in der Biogeographie als „Adriatic Triangle“ bezeichnet). [33] 2007 wurde aus Karstgebirgen in diesem Gebiet die Prokletije-Felseidechse ( Dinarolacerta montenegrina ) als altertümliche, felsspaltenbesiedelnde, kälteangepasste Hochgebirgseidechse neu beschrieben, deren Entwicklungslinie zumindest 5 Millionen Jahre vor heute zurück reicht. [34] [35]

Deckungsgleich mit dem Südost-Dinarischen Zentrum der Reptiliendiversität Europas ist der Artenreichtum an Pseudoskorpionen ( Arachnida ) für die im montenegrinisch-herzegowinischen Hochkarst von Božidar Čurčić 200 Arten angegeben werden. [36] Die Region ist damit ein globales Zentrum tertiärer humikoler und hygrophiler Pseudoskorpione, unter denen ein wesentlicher Teil der ehemaligen tropischen Fauna im Tertiär entstammt. Damit waren deren eigentliche Vorfahren einstmals thermophile Bewohner der Bodenfauna, die sich erst während der klimatischen Veränderungen in den Eiszeiten an ein unterirdisches Leben in Höhlen anpassten. Die balkanischen Pseudoskorpione gelten als die ältesten landlebenden Tiere Europas und übertreffen an Zahl von tertiären Reliktarten die Karst-Regionen Südost-Asiens und Nord-Amerikas. [37]

Bekannte Karst-Bewohner sind noch höhlenbewohnende Salamander-Arten, unter denen der Grottenolm ( Proteus anguinus ) aus den unterirdischen Flusssystemen der Pivka und Reka in Slowenien bekannt geworden ist. Nicht aquatisch lebende höhlenbewohnende Salamander-Arten sind zahlreiche endemische Arten der Gattung Eurycea und Speleomantes .

Geschichte der wissenschaftlichen Karstforschung

Geomorphologische und hydrologische Phänomene machten die Dinariden zum klassischen Untersuchungsgebiet der Karstforschung , die durch die in den österreichischen Karstregionen im Triester Karst im Rahmen allgemeiner geologischer Aufnahmearbeiten der kk geologischen Reichsanstalt durch Guido Stache ihre Anfänge in der phänomenologischen und geologischen Beschreibung nahmen. Staches erste Publikation dazu stammt aus dem Jahr 1864, doch erst durch die unter Albrecht Penck in Wien initiierte Etablierung eines Lehrstuhls für Geomorphologie wird die Karstforschung zu einem eigenen Wissenszweig, an dem zahlreiche Geologen und Geographen der KuK-Monarchie Interesse zeigen.

Pencks Schüler Jovan Cvijić erarbeitete 1893 ein Standardwerk der Karstgeomorphologie, dessen Tragweite bis heute andauert. Diese ersten grundsätzlich rein deskriptiven Arbeiten stellten schon bald generelle Fragen nach der Art der Karsthydrologie und der zeitlichen Genese und Entwicklung von Karstformen, die als erstes von Penck und William Morris Davis (1901) auf einer gemeinsamen Exkursion in Bosnien gewonnen wurden. Zum Problem der Karsthydrographie gab es bald zwei Lager, die mit Penck und Alfred Grund die Theorie eines Karstgrundwassers und aus dem Lager der Geologen und Speläologen unter Führung von Friedrich Katzer (1909) eine Theorie der Karstflüsse vertreten.

Mit der von Jiří Daneš (1910) beginnenden Erforschung tropischer Karstregionen, die 1936 von Herbert Lehmann weitergeführt und systematisiert wird, ergeben sich in der Karstforschung schnell Theorien die klimageomorphologische Ursachen für die Unterschiede der Geomorphologie verantwortlich machen, aber nie die Cvijće Grundidee der alleinigen Dominanz der Lösungsprozesse in Zweifel ziehen, was seit Sweeting jedoch nicht mehr gültige wissenschaftliche Anschauung ist.

Unter den Schülern der Cvijćen Geomorphologischen Schule war insbesondere Josip Roglić (1906–1987) der talentierteste, der Themen um Poljen-Genese und Typisierung, Verbreitung von Karsttypen, Karst und Mensch, Karst und Quartärgeologie, sowie Vegetation und Karst insbesondere an Fragestellungen in den Dinariden vertiefte und neue Forschungsinhalte fand. [38]

Beispiele

Bibliographie

Spezielle Karstformen:

  • Alfred Bögli: Karsthydrographie und physische Speläologie. Springer Verlag, Berlin/Heidelberg/New York 1978, ISBN 3-540-09015-0 . ( ISBN 0-387-09015-0 )
  • Jovan Cvijić: Das Karstphänomen. Wien 1893 (A. Penck (Hrsg.: Geographische Abhandlungen. V, 3)
  • Jovan Cvijić: Hydrographie Souterraine et Évolution Morphologiyue du Karst. In: Recueil des travaux de l'Institur de Géogr. Alpine. T. 6, Fasc. 4, Grenoble 1918.
  • Jovan Cvijić: La Géographie des Terrains Calcaires . Monographie der Serbischen Akademie der Wissenschaften und Künste, v. 341, no. 26, Belgrad 1960.
  • William M. Davis: Origin of limestone caverns. In: Bulletin of the Geological Society of America. Band 41, 1930, S. 475–625.
  • Alfred Grund: Die Karsthydrographie. Studien aus Westbosnien. Teubner, Leipzig 1903 (A. Penck (Hrsg.: Geographische Abhandlungen. VII, 3).
  • Alfred Grund: Der geographische Zyklus im Karst. In: Zeitschrift der Gesellschaft für Erdkunde. 52. Berlin 1914, S. 621–640.
  • Carola Hüttl: Steuerungsfaktoren und Quantifizierung der chemischen Verwitterung auf dem Zugspitzplatt (Wettersteingebirge, Deutschland). Geobuch-Verlag, München 1999, ISBN 3-925308-51-2 (Münchner Geographische Abhandlungen, B30).
  • Friedrich Katzer: Karst und Karsthydrographie. Zur Kunde der Balkanhalbinsel. Sarajevo 1909.
  • Hermann Lehmann: Der Tropische Kegel-Karst auf den Grossen Antillen. In: Erdkunde. 8, 2, 1954, S. 130.
  • Herbert Louis: Die Entstehung der Poljen und ihre Stellung in der Karstabtragung, auf Grund von Beobachtungen im Taurus. In: Erdkunde. X. 1956, S. 33–53.
  • Vladimír Panoš: Karsologická a speleologická terminologie. Žilina (Knižné centrum) 2001, ISBN 80-8064-115-3 .
  • Karl-Heinz Pfeffer: Karstmorphologie (= Erträge der Forschung. Bd. 79). Wissenschaftliche Buchgesellschaft Darmstadt, 1978, ISBN 3-534-07187-5
  • V. Cilek, R. Winkelhöfer: Si02 – Sinter in Sandsteinhöhlen der Sächsisch-Böhmischen Schweiz. In: Der Höhlenforscher. 20 (1988), Dresden, ISSN 0138-2519 , S. 2–5.
  • RH Winkelhöfer: Durch Höhlen der Sächsischen Schweiz. Höhlenführer und Katasterdokumentation. Verlag Der Höhlenforscher, Dresden 2005, ISBN 3-00-002609-6 .
  • RH Winkelhöfer: Durch Höhlen der Böhmischen Schweiz. Höhlenführer und Katasterdokumentation. Verlag Der Höhlenforscher, Dresden 1997, ISBN 3-00-002317-8 .
  • RH Winkelhöfer: Die Innere Verkarstung des Sandsteins – eine kleine Bestandsaufnahme zur Höhlengenese im Kreidesandstein. In: Der Höhlenforscher. 35,1 (2003), ISSN 0138-2519 , S. 2, 5–11, 31.
  • Albrecht Penck: Das Karstphänomen. In: Schriften des Vereins zur Verbreitung naturwissenschaftlicher Kenntnisse. 44, 1. Wien 1904.
  • Carl Rathjens: Beobachtungen an hochgelegenen Poljen im südlichen Dinarischen Karst. In: Geomorphologie. 4, 1960, S. 141–151.
  • Josip Roglić: Les poljés du Karst dinarique et les modifications climatiques du quaternaire. In: Revue Belge de Géogr. 88, 1964, S. 105–123.
  • EM Sanders: The Cycle of Erosion in a Karst Region (After Cvijić). In: Geographical Review. Vol. 11, No. 4 (Oct., 1921) New York 1921, S. 593–604.
  • MM Sweeting: Reflections on the development of Karst Geomorphology in Europe and a comparison with its development in China. In: Zeitschrift für Geomorphologie. 93, 1993, ISBN 3-443-21093-7 , S. 1227–136.
  • MM Sweeting: Karst in China, Its Geomorphology and Environment. Springer-Verlag, Berlin 1995, ISBN 3-540-58846-9 .
  • Engelbert Altenburger (1983): Die südchinesische Karstlandschaft. In: Geowissenschaften in unserer Zeit. 1, 4, ISSN 0723-0834 , S. 115–121, doi:10.2312/geowissenschaften.1983.1.115 .

Weblinks

Commons : Karst – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Allgemein

National

Regional

Einzelnachweise

  1. Preston Miracle, Derek Sturdy 1991: Chamois and the Karst of the Herzegowina. Journal of Archaeological Science. 18:89–101 ( PDF ).
  2. Andrej Kranjc The Origin and evolution of the term “Karst”. In: sciencedirect.com, abgerufen am 27. Dezember 2017.
  3. Kalziumhydrogenkarbonat kann formal auch ionenfrei als Neutralsalz geschrieben werden; der entsprechende Kristall ist aber chemisch nicht darstellbar.
  4. Die subnivale Höhenstufe ist nach Wortbedeutung die direkt unterhalb der nivalen befindliche; in letzterer fällt Niederschlag ganzjährig als Schnee (vgl. Nivalität ). Im Wikipedia-Artikel Höhenstufe (Ökologie) wird die subnivale Höhenstufe als die Obergrenze einer Vegetation mit Gefäßpflanzen definiert.
  5. Dieser Zeitraum reichte von vor 160 bis vor 140 Mio. der Gegenwart
  6. Jovan Cvijić: Hydrographie Souterraine et évolution morphologique du Karst. Recueil des travaux de l'Institut de Géographie Alpine, Grenoble 1918.
  7. H. Lehmann: Der Tropische Kegel-Karst auf den Grossen Antillen. In: Erdkunde. 8, 2, 1954, S. 130.
  8. Plötzliche Löcher als Gefahr für Siedlungen. In: ORF.at, 30. Juni 2011, abgerufen am 13. August 2013.
  9. Spontanes großes Erdloch bei Reutte. In: ORF.at, 13. August 2013.
  10. Radim Kettner: Allgemeine Geologie. Band 2. Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1959, S. 292–293.
  11. UNESCO: World Heritage Scanned Nomination: Purnululu National Park. (PDF; 4,6 MB) S. 8–12 (englisch).
  12. Lukáš Vlček, Branislav Šmída, Charles Brewer-Carías ua: The new results from International Speleological Expedition Tepuy 2009 to Chimantá and Roraima Table Mountains (Guyana Highlands, Venezuela) . In: Aragonit . Band   14 , Nr.   1 , 2009, S.   57–62 (slowakisch, englisch, fns.uniba.sk ( Memento vom 1. März 2012 im Internet Archive ) [PDF; 696   kB ; abgerufen am 20. Oktober 2018] Haupttext slowakisch, Summary in Englisch; zahlreiche Abbildungen).
  13. a b Whiteman CD, T. Haiden, B. Pospichal, S. Eisenbach, and R. Steinacker, 2004: Minimum temperatures, diurnal temperature ranges, and temperature inversions in limestone sinkholes of different sizes and shapes. In: J. Appl. Meteor. 43, S. 1224–1236.
  14. Steinacker, R. Whiteman, CD, Dorninger, M., Pospichal, B., Eisenbach, Holzer, AM, Weihs, P., Mursch-Radlgruber, E., Baumann, K. 2007: A Sinkhole Field Experiment in the Eastern Alps. In: Bull. Americ. Meteo. Soc. May 2007, 88 (5), S. 701–716.
  15. SZ Dobrowski: A climatic basis for microrefugia: the influence of terrain on climate. In: Global Change Biology. 17, 2011, S. 1022–1035.
  16. Antonić, O., Kušan, V., Hrašovec, B. 1997: Microclimatic and Topoclimatic Differences between the Phytocoenoses in the Viljska Ponikva Sinkhole, Mt. Risnjak, Croatia. In: Hrvatski meteorološki časopis. 32, S. 37–49.
  17. Anonymus: Glossary and multilingual equivalents of karst terms . Paris 1972, UN-Dokument SC/WS/440 (englisch, PDF).
  18. Glossary of Karst and Cave Terms . abgerufen am 27. Dezember 2017
  19. Romuald Żylka: Geological Dictionary, słownik geologiczny, geologičeskij slovaŕ, dictionnaire de géologie, Geologisches Wörterbuch . Wydawnictwa Geologiczne, Warzawa 1970.
  20. A. Bögli: Probleme der Karrenbildung. In: Geographica Helvetica. Band 6, 1951, S. 191–204.
  21. A. Bögli: Kalklösung und Karrenbildung. In: Zeitschrift für Geomorphologie. Supplement Band 2, 1960, S. 4–21.
  22. F. Bauer: Kalkabtragungsmessungen in den österreichischen Kalkhochalpen. In: Erdkunde. Band 18, 1964, S. 95–102.
  23. a b c d e Carola Hüttl: Steuerungsfaktoren und Quantifizierung der chemischen Verwitterung auf dem Zugspitzplatt (Wettersteingebirge, Deutschland). In: Münchner Geographische Abhandlungen. Band 30. München 1999.
  24. K. Haserodt: Untersuchungen zur Höhen- und Altersgliederung der Karstformen in den Nördlichen Kalkalpen. In: Münchener Geographische Hefte. Heft 27, München 1965.
  25. F Zwittkovits: Klimabedingte Karstformen in den Alpen, den Dinariden und im Taurus. In: Mitteilungen der Österr. Geogr. Gesellschaft. 108, 1966, S. 73–97.
  26. Kurt Kayser: Westmontenegro – eine kulturgeographische Darstellung. In: Geographische Abhandlungen. 4. Stuttgart 1931.
  27. R. Schreg: Wasser im Karst: Mittelalterlicher Wasserbau und die Interaktion von Mensch und Umwelt. In: Mitt. Dt. Ges. Arch. Mittelalter u. Neuzeit. 21, 2009, S. 11–24; –
    G. Veni: Maya utilization of karst groundwater resources. In: Environmental Geology. 16, 1990, S. 63–66.
  28. Merk, Markus (AGW): KIT – AGW: WOKAM. 10. September 2017, abgerufen am 8. Dezember 2017 .
  29. Nico Goldscheider, Neven Kresic: Karst hydrogeology home. Abgerufen am 8. Dezember 2017 .
  30. BGR – WHYMAP. Abgerufen am 8. Dezember 2017 (englisch).
  31. BGR – WHYMAP – BGR, KIT, IAH, and UNESCO presented new World Karst Aquifer Map. Abgerufen am 8. Dezember 2017 (englisch).
  32. J. Ewald: The calcareous riddle: why are there so many calciphilous species in the Central European flora? In: Folia Gebotanica. 38, 2003, S. 357–366.
  33. Georg Džukić, Miloš Kalezić: The biodiversity of amphibians and reptiles in the Balkan peninsula. In: Huw I. Griffiths, Boris Krystufek, Jane M. Reed (Hrsg.): Balkan Biodiversity: Pattern and Process in the European Hotspot. Kluwer Academic Publishing, 2004, S. 167–192, hier: ua S. 181.
  34. K. Ljubisavljević, O. Arribas, G. Džukić, S. Carranza: Genetic and morphological differentiation of Mosor rock lizards, Dinarolacerta mosorensis (Kolombatović, 1886) with the description of a new species from the Prokletije Mountain Massif (Montenegro) (Squamata: Lacertidae). In: Zootaxa 1613, 2007, S. 1–22 (PDF)
  35. Martina Podnar, Branka Bruvo Mađarić, Werner Mayer: Non-concordant phylogeographical patterns of three widely codistributed endemic Western Balkans lacertid lizards (Reptilia, Lacertidae) shaped by specific habitat requirements and different responses to Pleistocene climatic oscillations. In: Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research. 52/2, S. 119–129, Mai 2014 (PDF; 1,7 MB)
  36. Pavle Cikovac: Soziologie und standortbedingte Verbreitung tannenreicher Wälder im Orjen Gebirge (Montenegro). Diplomarbeit LMU-München, Department für Geowissenschaften, 2002, S. 87 ( PDF )
  37. BPM Ćurčić, RN Dimitrijević, SB Ćurčić, VT Tomić, NB Ćurčić: On some new high altitude, cave and endemic Pseudoscorpions ( Pseudoscorpiones , Aranchida ) from Croatia and Montenegro. In: Acta Entomologica Serbica. 2002, 7 (1/2), S. 83–110 (PDF; 496 kB) , hier: S. 108.
  38. Stjepan Bertović: In Memoriam Akademik Josip Roglić. In: Sumarski list. 11–12, Zagreb 1988, S. 577–580 ( sumari.hr ( Memento vom 22. Mai 2013 im Internet Archive )).