Что такое карстовые воронки? Отвечает инженер-геотехник

Карстовые воронки снова в новостях после того, как 13-летний мальчик провалился в яму глубиной два метра на затопленном футбольном поле в Сиднее. Сообщается, что мальчик погружался глубже при каждой попытке оттолкнуться ногами, но был спасён полицейским, вытащившим его за запястья.

Карстовые воронки — не редкость. В марте две воронки образовались в сиднейском пригороде Рокдейл, одна из которых, по сообщениям, поставила под угрозу обрушения коммерческое здание. Ещё одна крупная воронка открылась в прошлом году в южноавстралийском городе Маунт-Гамбир.

Что такое карстовая воронка?

Карстовая воронка — это, по сути, дыра, которая, кажется, внезапно открывается в земле. Однако процесс, ведущий к её образованию, не столь внезапен и может развиваться в течение долгого времени.

Воронки образуются, когда под землёй начинает расти полость. Она расширяется со временем, но почва на поверхности остаётся достаточно прочной, чтобы удерживаться вместе и образовывать «потолок» над полостью. Этот потолок необходим — без него это просто яма, а не карстовая воронка.

В какой-то момент поверхностный слой становится слишком тонким или слабым и обрушивается под собственным весом (или, как в случае в Сиднее, под весом 13-летнего мальчика). При обрушении потолка образуется отверстие, обнажающее ранее скрытую подземную полость.

Что вызывает образование полости?

Кислотные дождевые воды могут растворять подземные породы, создавая пещеры, которые в итоге могут обрушиться в виде воронок. Для этого типа нужна специфическая геология — породы, склонные к растворению, как, например, на Ближнем Востоке или в США.

В Австралии чаще встречаются воронки, вызванные подземной эрозией. Здесь текущие грунтовые воды выносят почву из области. Чем больше открывается полость под землёй, тем больше воды притягивается к ней, повышая риск обрушения. Скорость потока воды может со временем увеличиваться, создавая эффект снежного кома.

Воронка в Сиднее, вероятно, уже тихо росла какое-то время и могла расшириться быстрее из-за интенсивных дождей. Человеческий фактор также может играть роль: например, протекающая подземная труба со временем может усугубить эрозию.

Насколько они опасны?

Большинство воронок не опасны, так как могут быть довольно маленькими. Но пока поверхность не провалится, невозможно узнать о подземной полости. Снаружи трудно определить размер полости под землёй: небольшое видимое отверстие может скрывать очень большую пустоту под собой. Это делает их опасными или, по крайней мере, проблемой.

Крупные воронки случаются, но мелкие встречаются гораздо чаще. Для образования больших воронок потолок полости должен выдерживать себя очень долгое время, что случается редко. Однако они могут быть огромными: например, в Мексике есть воронки диаметром около 60 метров, а в японской Фукуоке в 2016 году открылась воронка шириной 30 метров.

В целом, карстовые воронки не редкость, но обычно они попадают в новости, только если очень велики или представляют риск для людей или имущества.