Карстовые пещеры образуются вследствие растворения пород водой,
поэтому они встречаются только там, где залегают растворимые породы: известняк, мрамор, доломит, мел, а также гипс и соль.
Таких пещер большинство.
Именно карстовые пещеры имеют наибольшую протяжённость и глубину.
Известняк, а
тем более мрамор, растворяется чистой дистиллированной водой очень плохо. Но это
положительно сказывается на образовании протяжённых пещер, поскольку гипсовые и
соляные пещеры не только быстро образуются, но и быстро разрушаются.
Огромную роль при образовании пещер играют тектонические
трещины и разломы. По картам исследованных пещер очень часто можно видеть, что
ходы приурочены к тектоническим нарушениям, которые прослеживаются на
поверхности. Также, для образования пещеры необходимо достаточное количество
водных осадков, удачная форма рельефа: осадки с большой площади должны попадать
в пещеру, вход в пещеру должен располагаться заметно выше того места, куда
разгружаются подземные воды, и т. п.
Множество карстовых пещер представляют собой реликтовые
системы: водный поток, образовавший пещеру, ушёл из неё вследствие изменения
рельефа либо на более глубокие уровни (из-за понижения локального базиса эрозии
— дна соседствующих речных долин), либо перестал попадать в пещеру из-за
изменения поверхностного водосбора, после чего пещера проходит различные фазы
старения. Очень часто изученные пещеры представляют собой маленькие фрагменты
древней пещерной системы, вскрытые разрушением вмещающих горных массивов.
Эволюция карстовых процессов и их химизм таковы, что часто
вода, растворив минеральные вещества горных пород (карбонаты, сульфаты), через
некоторое время откладывает их на сводах и стенах пещер в виде массивных кор
толщиной до метра и более (пещерный мраморный оникс) или особенных для каждой
пещеры ансамблей минеральных агрегатов пещер, образуя сталактиты, сталагмиты,
геликтиты, драпировки и иные специфические карстовые минеральные формы —
натёчные образования.
Экзотическим примером образования карстовых пещер может
служить очень протяжённая и глубочайшая в материковой части США пещера Лечугия
(и другие пещеры Карлсбадского национального парка). По современной гипотезе,
она образовалась растворением известняков восходящими термальными водами, насыщенными
серной кислотой.
Одна
из крупнейших пещер мира Мамонтова с пещерной системой Флинт-Ридж (в Северной
Америке на территории США, Кентукки) достигает 341 км . суммарной длины.
Самая грандиозная по длине гипсовая пещера в мире - открытая в 1966 году пещера
Оптимистическая (Подолия, Тернопольская область, Украина); суммарная длина её
закартографированных ходов составляет сейчас около 232 км ., а сама пещера имеет
площадь ~ 2 гектара, что обусловлено многочисленностью и извилистостью ходов,
залегающих на глубине ~ 20 м .
Суммарную длину более 100 км .
имеют пещеры Хёллох (Швейцария, Альпы), Джуэлл (США, Южная Дакота) и Озёрная
(Украина, Тернопольской область, Подолия), 9 пещер мира длиной более 50 км ., 14 - более 40 км .
Самая крупная пещера России по объёму подземных пространств и протяжённости внутренних ходов - Большая Орешная. Она относится к категории конгломератовых пещер и считается самой крупной пещерой этой категории в мире. Пещера Большая Орешная расположена в Манском районе Красноярского края.
В регионах с холодным климатом и суровыми зимами в подземные
карстовые полости проникает морозный воздух и застаивается там так, что даже
летом температура воздуха в них близка к нулю или отрицательна. В таких случаях
на потолке и стенах пещеры начинают образовываться лёд в виде корок,
кристаллов, ледяных сталактитов и сталагмитов. Из таких ледяных пещер
наибольшей известностью пользуется знаменитая Кунгурская ледяная пещера.
Кунгурская ледяная пещера находится в Пермской области (Сев. Урал), это одна из
самых крупных пещер России (длина ходов пещеры составляет 5,6 км .)
Пещера имеет 48 гротов. В большинстве гротов температура
около нуля, экосистема достаточно стерильная Особую красоту придают пещере
озёра, воды которых соединяются с водами реки Сылвы. Всего пещера насчитывает
70 озёр.