Karsthule, kalksteinshule, dryppsteinshule, underjordisk hulrom dannet ved oppløsning av den omkringliggende bergart (se speleogenese). Karsthuler kan, i motsetning til andre huletyper (brenningshuler, tektoniske huler), bli meget lange og er et av kjennetegnene på karst. Det lengste karsthulesystemet som til nå er kjent, er den 563 km lange Flint Mammoth Cave i Kentucky, USA, og det dypeste er Réseau Jean Bernard i Frankrike som er 1602 m dypt (se grotter).

Dannelsesforløpet til en hule, og de prosessene som virker inn på dannelsen, kalles speleogenese. Målet med de fleste morfologiske studier av huler er å forstå deres speleogenese og hvordan denne reflekterer endringer i de ytre geomorfologiske forholdene. Da det er en nær sammenheng mellom landskapsutviklingen på overflaten og speleogenesen, er grotter meget viktige redskaper til å utlede landskapsutviklingen i et område.

Karsthuler dannes lettest i kompakte, rene kalksteiner som har god oppsprekning. Dette er fordi vannbevegelse og dermed korrosjon konsentreres langs noen få kanaler. I porøse kalksteiner derimot, som f.eks. kritt og eolianitt (fossile sanddyner), dannes grotter vanskeligere, nettopp fordi vannstrømmen er mer diffus og korrosjonen ikke så lett kan danne passasjer. Videre er det en forutsetning at sprekkesystemet danner en kontinuerlig kjede av vannledere igjennom hele bergmassen, slik at aggressivt vann kan strømme igjennom. En isolert sprekk vil ikke kunne utvikle seg til noen grotte.

Når en mikroskopisk tynn vannfilm flyter på et sprekkeplan, vil korrosjonen, på grunn av tilfeldige ujevnheter, danne tynne, dendrittiske (forgrenede) kanaler, såkalte protoledere. Strømningsmotstanden i en slik protoleder er mye mindre enn i sprekken rundt, og denne forskjellen driver prosessen videre i akselererende tempo. Dannelsen av protoledere er en forholdsvis langsom prosess, men så snart protolederne er lenket sammen fra innløp til utløp og har fått en diameter på ca. 1 cm, vil aggressivt vann kunne strømme igjennom kanalsystemet i hele dets lengde, og den videre utvikling til store grottepassasjer går svært raskt.

Grottepassasjene deles inn i to grunnleggende morfologiske typer: de som er dannet i den umettede sonen over grunnvannsspeilet (vadose passasjer) og de som er dannet i den mettede sonen under grunnvannsspeilet (freatiske passasjer). I den vadose sonen, som er delvis luftfylt, drives vannet nedover av tyngdekraften, og korrosjonen kan da i prinsippet bare virke nedover, slik at man får dannet canyoner og sjakter.

I den freatiske sonen drives vannet av trykkforskjeller i helt vannfylte kanaler. Her vil både tak, vegger og gulv kunne utvides like mye, slik at det (dersom bergarten er homogen) dannes sirkulære eller elliptiske trykkledninger eller freatiske rør. For det andre vil trykkforskjellene kunne drive vannet oppoverbakke, slik at trykkledningene snart kan gå oppover, snart nedover bakke.

Svært ofte vil en trykkledning på grunn av de ytre forholdene heves opp over grunnvannsspeilet, og dersom det fremdeles strømmer vann i passasjen, vil det nå dannes en canyon langs bunnen av trykkledningen og man får et såkalt nøkkelhullprofil.

Dersom en freatisk grotte fylles opp med sedimenter, vil vannbevegelsen enten stoppe helt opp eller tvinges til å gå langs taket. Korrosjonen dirigeres da også opp i taket, og passasjen utvider seg oppover ved at taket hever seg etter hvert som hulrommet etterfylles med sediment. Dette fenomenet kan gi seg ulike morfologiske uttrykk, enten i form av mindre, anastomoserende kanaler som danner mellomrommene rundt såkalte tak-pendanter, i form av halvrør, eller paragenetiske canyoner. Paragenetiske canyoner er dannet ved at erosjonen har arbeidet seg oppover, og er et fenomen som bare finnes i karsthuler. De kan oppnå bredder på 10 m og høyder på 30–50 m.

Utviklingen i vertikalplanet kan ta ulike former, avhengig av sprekketettheten i bergmassen. Dersom sprekketettheten er for liten, fåes ingen grotte, kun overflatedrenering. Er sprekketettheten lav, men tilstrekkelig for grottedannelse, fåes en såkalt bathyfreatisk grotte, som i prinsippet består av kun en freatisk sløyfe som kan gå ned på flere hundre meters dyp. Ved økende sprekketetthet dannes grottesystemet stadig nærmere grunnvannsspeilet, slik at den andre ytterligheten er en vannspeilgrotte. Mellom disse to ekstreme tilfellene ligger sløyfegrottene, som også kan ha lokale vannspeilelementer. Vannspeilelementene i sløyfegrotter, inklusive vadose og paragenetiske canyoner (se ovenfor), indikerer hvor grunnvannsspeilet, og dermed kildehorisonten og dalbunnen utenfor grotten, lå da den var aktiv.

Erosjon i dalen utenfor karstområdet reflekteres i form av flere generasjoner av sløyfegrotter som hver indikerer i hvilket nivå dalbunnen lå ved tidspunktene da disse grottene hadde sin hovedutvikling. Tidspunktet for tørrlegging av freatiske passasjer kan bestemmes bl.a. ved uran-serie datering (se kvartære dateringsmetoder) av dryppstein (se speleothemer), noe som gir et unikt redskap for klarlegging av landskapshistorien i et område.

I tilfeller hvor termalt (varmt) vann med høyt CO2-innhold presses opp igjennom kalksteiner, vil en få dannet hydrotermale grotter. Disse grottene danner gjerne uregelmessige rom som er forbundet med trangere partier; i sjeldnere tilfeller dannes en serie kuppelformede rom som representerer konveksjonsceller. Disse rommene er igjen knyttet sammen med trangere passasjer i et arrangement som minner om en drueklase holdt opp ned. Hydrotermale grotter er ofte rikt dekorert med ulike mineraler, som f.eks. barytt (BaSO4), kalsitt (CaCO3), gips (CaSO4) og pyrolusitt (MnO2). Hydrotermale karsthuler finnes bl.a. i Ungarn; f.eks. er hotellene og kurbadene på Buda-siden i Budapest bygd over varme kilder som er knyttet til slike grotter.

Fra oljeførende formasjoner vil det i mange tilfeller unnvike H2S (hydrogensulfid). Dersom denne gassen trenger inn i karbonatbergarter, vil den kunne oksideres til svovelsyre (H2SO4) der hvor gassen møter oksygenholdig vann fra overflaten. Svovelsyren, som er en meget sterk syre, vil tære på kalksteinen, og meget store hulrom kan dannes på denne måten. Grottene som dannes er ofte rikt dekorert med gips og elementært svovel, som er dannet ved bakterielle prosesser. Carlsbad Cavern og Lechuguilla-hulen i New Mexico, USA, er eksempler på slike karsthuler.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.