karst

Holokarst, «ekte» karst utviklet i tykke, homogene kalksteiner. Karstifiseringen går dypt under erosjonsbasis og har velutviklede grottesystemer, doliner og poljer; dreneringen er i hovedsak underjordisk.

Betegnelsen ble første gang brukt av den serbiske karstmorfologen Jovan Cvijić (1865–1927) i 1893 om kystbeltet med dinarisk karst.

Merokarst, også kalt halvkarst, er dårlig utviklet karst i urene kalksteiner. Karstifiseringen er ikke særlig dyp, og mye av dreneringen foregår på overflaten.

Kalksteinene opptrer mange steder som tynne lag, slik som marmorlagene gjør mange steder i Nord-Norge. Karstifiseringen er alltid mest intens i kanten av karstområder, slik at disse tynne lagene blir uvanlig sterkt karstifisert. Denne karsttypen er karakteristisk for Norge.

Fluviokarst er en type umoden karst hvor deler av dreneringen foregår i dalsystemer på overflaten.

Dolinekarst er områder hvor overflatetopografien er preget av doliner.

Polygonkarst eller cockpit-karst, består av doliner som er pakket så tett sammen at de går over i hverandre og det dannes koniske hauger i hjørnene mellom dem. Haugene kalles mogoter (spansk 'høystakk)'.

Ved videre utvikling av landskapet, især hvis kalksteinene er massive og tykke, vil dolinene fordypes ned mot erosjonsbasis, og haugene stå igjen som «tårn». I godt utviklet tårnkarst kan relieffet bli 300–400 m, slik en ser det for eksempel i det sørlige Kina. Se også fenglin og fengchong.

I tidligere nedisete områder vil breenes erosjon og hydrologiske forhold påvirke karstifiseringen. For det første vil eldre karstformer som er mindre enn en viss kritisk størrelse, eroderes vekk, slik at karstifiseringen på en måte starter opp på nytt etter hver glasiasjon. Grotter blir fragmentert og tørrlagt i og med at taket fjernes og erosjonsbasis senkes.

Tempererte breer har et eget grunnvannsystem som vil kunne påtrykkes nærliggende karst og aktivere denne. Selv om subglasialt smeltevann er relativt lite aggressivt (inneholder lite CO₂) og samtidig inneholder breslam, vil det i noen tilfeller kunne tære på kalksteinen og danne huler (speleogenese, subglasial).

I den marine strandsonen oppstår en sonering som resultat av varierende mekanisk og kjemisk påvirkning fra vannet og bølgene. Ulike habitater for plante- og dyresamfunn som både korroderer og beskytter den underliggende kalksteinen, dannes i disse sonene. Dersom kysten er beskyttet for bølgenes virkning, vil det utvikles et strandhakk, som i noen tilfeller kan være dobbelt, med en nedre del under tidevannsonen. Skarpe former skyldes i stor grad borende organismer eller saltsprut, mens avrundede former dannes der hvor rur og alger dekker oppstikkende overflater.

Paleokarst er fossilisert, inaktiv karst som er dannet i tidligere geologiske perioder. Paleokarst opptrer ofte som brudd eller diskordanser i geologiske lagrekker og indikerer stadier da kalksteinsområder har vært hevet opp over havnivå i kortere eller lengre tid, for senere å bli dekket av sedimenter. På grunn av sin porøsitet, og at den kan inneholde lett eroderbare sedimenter, er paleokarst også et problematisk og dermed viktig fenomen i ingeniørgeologisk sammenheng, både i forbindelse med stabilitet av fundamenter, og med tetningsproblemer i demningsanlegg og tunneler.

I liten skala (millimeter til noen meter) er karrenformer dominerende og karakteristisk for karst.

I tillegg til karren vil man i bekkeleier (canyoner) og i grotter få dannet såkalte strømskåler, som kan sammenlignes med strømrifler i fast fjell. De dannes der hvor turbulent, aggressivt vann strømmer over en oppløselig bergoverflate.

Man anser at den karakteristiske landformen i karst er doliner, det vil si lukkede forsenkninger som skyldes sammensynkning av overflaten.

Bekkeløp ender gjerne i en nedløpsdoline (streamsink), og dalformen kalles da en blind dal, det vil si at dalen ender blindt nedstrøms. Daler med bekkeløp som har sin opprinnelse i kilder, danner sekkedaler, det vil si at de ender blindt i oppstrøms retning.

I områdene mellom blinde daler og sekkedaler finner en ofte tørre daler, altså daler som aldri eller meget sjelden fører vann, og i så tilfelle bare under ekstreme flommer.

Poljer er store, lukkede forsenkninger med flat bunn og løsmassedekke. Poljer dannes der hvor strukturgeologiske forhold tvinger grunnvannet opp eller over en terskel, som for eksempel forkastningslinjer eller bergartsgrenser. I disse områdene akkumuleres fluviale sedimenter. Sedimentene isolerer underlaget mot korrosjon, slik at poljen utvikler seg lateralt. Erosjonsrester kan stå opp som enkeltstående, høystakkformede hauger (hums). I kanten av poljene finnes kilder som avgir vann til bekke- og elveløp som igjen forsvinner i sluk (ponorer).

I flomperioder settes poljene helt eller delvis under vann. Sammen med store, alluvierte doliner er de ofte de eneste dyrkbare områder i karst.

Langs de underjordiske vannlederne utvikles grotter, se karsthuler. Karsthuler inneholder sedimenter, fossiler (se knokkelhuler) og dryppstein, eller speleothemer.

Undersøkelser av karstakviferer foregår mest ved hjelp av såkalte kildestudier hvor en måler den tidsavhengige variasjonen av vannføring og kjemisk sammensetning i karstkilder og sammenligner med nedbørsdata, snøsmelting m.m.

En annen viktig undersøkelsesteknikk i karsthydrologi er såkalte tracer- eller sporingsstoffundersøkelser. Et sporingsstoff (tracersubstans), gjerne et fluorescerende fargestoff som fluorescein eller rhodamin, tilsettes i et nedløp eller borehull, hvoretter ulike kilder prøvetaes regelmessig og analyseres med hensyn på sporingsstoffet.

Karstkilder inndeles i en rekke ulike typer, avhengig av geologiske strukturforhold, og om vannet kommer ut under trykk eller ikke. Vaucluse-kilder er kilder fra bathyfreatiske grotter (jfr. karsthuler), og kommer opp igjennom en enkelt, brønnformet kanal fra store dyp.

Artesiske kilder er kilder som har sitt utspring i et punkt som ligger lavere enn det generelle grunnvannsspeilet, slik at vannet kommer ut under trykk, i noen tilfeller som en naturlig fontene.

Pulserende og periodiske kilder skyldes at de bakenforliggende kanalene danner hevertsystemer og reservoarer som tømmer seg periodisk.

Under de store istidene sank nivået i havene 100–200 meter, og kilder som utviklet seg i disse periodene, ligger under havets nivå i dag. Dersom de ikke ligger for dypt, kan de fortsatt avgi vann som submarine kilder, se Råggejavri-Raigi.

De øvre 1–5 meter av karstoverflaten er meget mer intensivt karstifisert enn dypere ned, noe som er koblet til den sterkt korroderende virkningen som jordsmonn og plantedekke har på kalkstein. Denne øvre, sterkt porøse sonen kalles den subkutane sonen og har stor hydrologisk betydning, blant annet er den sterkt medvirkende til dannelsen av doliner.

Silikatkarst er oppløsnings- og forvitringsformer utviklet på silikatbergarter som kvartsitt, granitt og granodioritt. Slike former er best utviklet i tropiske strøk, og formene inkluderer karrenformer som f.eks. store rennekarren.

Tyntflytende (pahoehoe) lava som strømmer nedover skråninger, vil etter hvert størkne på overflaten, mens det fremdeles strømmer flytende lava inni. Dersom det går hull på dette skallet, vil den flytende lavaen renne ut, og etterlate seg tunnelformede lavagrotter. Senere prosesser kan få huletaket til å styrte inn, slik at det dannes kollapsdoliner og sjakter, og landskapet får et visst «karst»-preg.

Nedsmelting av stagnerende bre-is har mange likhetstrekk med karstifisering. Bresprekkene smelter ut og danner store grikes, avrenningen går underjordisk og danner grotter som ofte har velutviklede meandere og strømskåler. Mange bretunger på Svalbard har slik topografi.

Lokal nedbrytning av permafrost fører til dannelse av lukkede forsenkninger.