Carstologie

I. GENERALITĂłI. ETIMOLOGIA SI SEMNIFICAłIA

NOłIUNII DE „CARST”

Totalitatea proceselor legate de circulaŃia apei în roci solubile (calcar, dolomit, gips, sare,

anhidrit, sulf, sulfuri etc.) si formele de relief la care dau nastere (de suprafaŃă si subterane), definesc

noŃiunea de carst.

Spre de deosebire de alte peisaje (glaciar, marin, eolian, fluviatil etc.) mai mult sau mai puŃin

expresive în morfologia actuală a reliefului, cel carstic se impune prin masivitatea, declivitatea si

energia reliefului.

ApariŃia la zi (aflorarea) frecventă a rocii calcaroase, prezenŃa cursurilor de apă la suprafaŃă

(subaeriene - „epigee”), precum si a celor subterane (hipogee); întreaga gamă a formaŃiunilor de

suprafaŃă si subterane, „specificitatea solului, vegetaŃiei si uneori a faunei - fac ca peisajul carstic să

se constituie într-o individualitate geografică.

Frecvent si de altfel bine pus în evidenŃă si studiat ca atare, noŃiunea de carst îsi are

etimologia în „Ńinutul karst” (SV - Sloveniei de azi), unde termenii de „carst”, Kras-krs, în limba

slovenă (slavă, iugoslavă) înseamnă „piatră”, „stâncă” - de calcare pe care s-au dezvoltat formele de

relief specifice.

Astfel, majoritatea formelor de relief cunoscute în literatura de specialitate ca: ponor, dolină,

uvală, polie - îsi au originea în etimologia termenilor din zonele respective.

Carstul, larg răspândit în provincia Kraina, Bosnia, DalmaŃia, HerŃegovina, Muntenegru s.a.

(72.500 kmp) - „prezintă o dezvoltare fără egal pe suprafaŃa pământului în sensul că toate formele si

toate caracteristicile hidrografice proprii, îsi găsesc aici expresia cea mai completă” (J. Cvijič, 1960).

Denumirea de „karst” si „fenomene carstice”, ulterior s-a extins fiind acceptată în mai toate

Ńările lumii: carsa, fenomeni carstici (Italia), Karst, phénomenés karstiques (FranŃa), karst,

karstphänomen (Germania), karst, karstphenomen (SUA, Anglia) s.a.

II. PROCESELE SI CONDIłIILE DEZVOLTĂRII CARSTULUI

PrezenŃa, dezvoltarea si evoluŃia carstului este condiŃionată, în principal de trei procese:

coroziunea, eroziunea si alterarea biochimică. Cele trei procese conlucrează si evoluează diferenŃiat,

în funcŃie de condiŃiile de carstificare si anume cele litologo-structurale, hidrologice, morfologice,

climatice, pedologice, fito si geomorfologice, precum si activitatea umană.

Desi, coroziunea, eroziunea si alterarea biochimică acŃionează conjugat, completându-se

reciproc.

Coroziunea (dizolvarea sau disoluŃia). Se include ca proces principal, datorându-se apei si

bioxidului de carbon din compoziŃia sa.

Astfel, pentru faza iniŃială a carstificării, când apele aflate în spaŃiile interstiŃiale ale rocii nu

se deplasează, bicarbonatul de calciu rezultat din dizolvarea calcarului, se elimină treptat sub formă

de ioni disociaŃi, iar roca propriu-zisă capătă o structură „buretoasă”.

Din punct de vedere hidrologic procesul respectiv, ca unic modelator, se realizează deci

numai atunci când viteza de deplasare a apei are valori foarte mici (uneori insesizabile, chiar până la

0) - adică apa curge în regim laminar, iar roca nu este afectată de caracterul mecanic al acesteia.

Eroziunea (eroziunea, turbionare, marmitaj), se realizează atunci când prin spaŃiile

interstiŃiale ale rocii, apa curge, deci capătă un regim turbulent. În aceste condiŃii, se realizează

modelarea spaŃiilor subterane, aflate în contact cu apa, si astfel eroziunea se declansează.

De remarcat că procesul respectiv se desfăsoară, în atare condiŃii, si cu aportul coroziunii,

respectiv eroziunea.

De altfel acest proces este cel caracteristic în dezvoltarea si evoluŃia întregului complex de

forme carstice subterane completat fiind de alte procese secundare ca: sufoziunea, tasarea, prăbusirea

etc.

Alterarea biochimică este determinată de acŃiunea organismelor vii sau moarte prin

intermediul acizilor azotic, sulfuric, fulvic s.a.

Procesul respectiv poate evolua pe cale: fizico-chimică, chimică si biochimică.

Alterarea fizico-chimică se datorează organismelor inferioare (muschii si lichenii), care prin

fixare la suprafaŃa rocilor calcaroase, sub influenŃa acidului fulvic, generează un strat fin de rocă

deteriorată, sub forma unui detritus, care poate fi înlăturată agenŃii subaerieni si care ulterior se

regenerează prin intermediul aceluiasi proces;

Alterarea chimică Lipsa solurilor si vegetaŃiei, de pe cea mai mare parte ale zonelor calcaroase,

pune roca în contact direct cu variaŃiile termice diurne si anotimpuale, cu insolaŃia si acŃiunea mecanică a

vânturilor determină apariŃia „patinei desertice”, eflorescenŃelor si microlapiezurile (J. Tricart, A.

Cailleux, 1965).

Aceste cruste de descompunere se înlătură treptat, expunând în continuare roca acŃiunii

acelorasi agenŃi.

Alterarea biochimică se manifestă prin acŃiunea de oxidare a substanŃelor organice aflate întrun

avansat stadiu de putrefacŃie exercitată de azoto si sulfo-bacterii (P. Bîrot, 1960), care distrug

roca calcaroasă în proporŃie aproximativ egală cu cantitatea si volumul lor.

III. CONDIłIILE CARE DETERMINĂ DEZVOLTAREA SI

EVOLUłIA CARSTULUI

Ca si procesele carstificării, condiŃiile dezvoltării si evoluŃiei reliefului calcaros sunt suficient

de complexe, acestea acŃionând într-o succesiune si o grupare suficient de conjugată si

intercondiŃionată.

După specificul lor, condiŃiile dezvoltării carstului pot fi grupate în mai multe categorii.

CondiŃiile litologo-structurale includ:

- existenŃa rocilor carstificabile;

- puritatea rocilor carstificabile;

- grosimea si gradul de tectonizare al rocilor;

- structura rocilor;

- prezenŃa sau absenŃa formaŃiunilor detritice acoperitoare;

ExistenŃa rocilor carstificabile se consideră - ca o condiŃie necesară si suficientă, fără de

care nu se poate discuta nici despre procese de carstificare si nici despre forme carstice.

Diversitatea particularităŃilor petrografice a rocilor carstificabile respectiv carbonatice

(calcare, dolomite, cretă), necarbonatice (gips, sare), precum si a celor cu ciment dizolvabil (loessul,

produse vulcanice, gresii, conglomerate, marno-calcare s.a. - se materializează prin procese specifice

care la rândul lor generează forme de relief caracteristice.

Puritatea rocilor carstificabile se constituie într-o condiŃie deosebită care influenŃează în mod

diferit amplitudinea dezvoltării carstului. Astfel, pe rocile carstice cu multe impurităŃi, aproximativ cu 1/3

mai puŃin CaCO3, carstificare decurge si evoluează lent datorită „protecŃiei oferite de acestea (îndeobste

argila iluvială).

Grosimea si gradul de tectonizare al rocilor, influenŃează direct proporŃional dezvoltarea

carstificării. Cu cât grosimea rocilor este mai mare, cu atât mai mult se dezvoltă pe verticală

procesele de carstificare, în toată complexitatea lor.

Cu cât gradul de tectonizare a rocilor este mai mare (clivaje, diaclaze, falii etc.), cu atât este

mai mare suprafaŃa de contact a apelor de infiltraŃie cu roca, ceea ce determină o mai mare amploare

a carstificării (O. Lehmann, 1932).

Structura rocilor carstificabile în egală măsură ca condiŃiile litologice reprezentate anterior,

influenŃează sau nu intensitatea proceselor de carstificare.

Cu cât suprafeŃele de stratificare sunt mai apropiate de verticală, sau verticale, cu atât mai

mult este facilitată pătrunderea si ulterior circulaŃia descendentă a apelor de infiltraŃie si implicit o

dezvoltare mai rapidă a carstului.

PrezenŃa sau absenŃa formaŃiunilor detritice acoperitoare cunoscute sub denumirea de

scoarŃa de alterare (eluvii, deluvii, fluviio-glaciare) - aceasta poate influenŃa, în marea majoritate a

cazurilor, procesul de carstificare. Astfel, cu cât aceste formaŃiuni acoperitoare sunt prezente, ca

grosime si impermeabilitate, cu atât mai mult este diminuată puterea de pătrundere a apelor în roca

carstificabilă si deci influenŃa în dezvoltarea carstului este mai mică, uneori chiar anulată.