Вода камень точит
Водные потоки могут существенно изменять пейзаж не только путем механического размывания почвы, но и химического растворения ряда минералов. Насыщенные углекислым газом дождевые и талые воды действуют как слабая кислота и постепенно растворяют некоторые породы, например мягкий известняк, гипс или каменную соль. Более стойкие к химическим воздействиям минералы остаются в прежнем виде.
Если карстующиеся породы находятся на поверхности, образуется так называемый голый карст — живописный каменистый пейзаж, который можно видеть не только в Словении. Очень богато подобными образованиями, к примеру, крымское плато Чатыр-Даг. Общая же площадь занятая карстующимися породами на земном шаре, по подсчетам специалистов, превышает 40 млн. кв. км.
Но часто случается, что вода просачивается через труднорастворимые пористые породы, скажем, песчаник, и глубоко под землей встречает на своем пути пласт легкорастворимых минералов. Постепенно под землей образуется полость — карстовая пещера. Как и на поверхности земли, вода в пещере не остается неподвижной, она растекается на рукава, ищет выход, растворяет на своем пути то, что поддается растворению, огибает массивы водостойких пород, расширяет возникшие ранее трещины, просачивается сквозь незначительные щели.
Так под землей возникают огромные лабиринты, вроде того, в котором заблудились когда-то герои Марка твена Том Сойер и Бэкки Тэтчер. Помните? “В одном месте они нашли просторную пещеру, где с потолка спускалось множество блестящих сталактитов длиной и толщиной с человеческую ногу. Они обошли эту пещеру кругом, любуясь и восхищаясь ее красотой. В пещеру вело много коридоров; они пошли по одному из них и вскоре увидели чудесный родник, дно которого было выложено сверкающими, как иней кристаллами. Родник протекал в самом центре какой-то высокой пещеры; ее стены подпирались рядами фантастических колонн, создавшихся благодаря слиянию больших сталактитов со сталагмитами в результате многовекового падения капель воды. Под сводами этой пещеры огромными гирляндами висели летучие мыши, по нескольку тысяч в каждой. Свет вспугнул их, они ринулись вниз — сотни и сотни летучих мышей — и с резким писком стали бешено кидаться на свечи”.
Так вот ты какой, каменный цветок!
Карстовые полости отличаются от других видов пещер (вулканических, ледниковых, возникших вследствие механического размывания) исключительной красотой, потому что с какого то момента влага, прокладывающая себе путь под землей, представляет собой перенасыщенный раствор различных минералов, преимущественно кальцитов.
Даже незначительное изменение физических условий: температуры либо давления, может привести к оседанию и кристаллизации твердого вещества. Капли раствора срываются с каменного свода, и вокруг них образуется тоненькое кальцитовое кольцо. Год за годом кольца наслаиваются друг на друга, с потолка пещеры начинает расти сталактит.
На сравнительно раннем этапе своего развития он может иметь вид тонкой каменной трубки, пустой в середине. Такие образования бывалые спелеологи называют “макаронами”. Но проходят века, а то и тысячелетия, и сталактит превращается в массивный каменный конус. Если трубка внутри сталактита зарастет или забьется глиной, вода прорвется наружу и начнет стекать по поверхности. В этом случае сталактит может принять самые причудливые формы.
Та же самая капля воды, что ответственна за рост сталактита, оставляет частичку твердого вещества и на полу пещеры, поэтому часто можно видеть, как навстречу сталактиту начинает расти сталагмит, такой же каменный конус, но направленный острием вверх. Пройдут века, сталактит и сталагмит встретятся, сольются в единую колонну, подпирающую свод. Такие колонны называются сталагнатами.
Спускаясь в подземные галереи, спелеологи находят там настоящие каменные леса, где есть древние могучие стволы-сталагнаты, молодая поросль сталактитов и сталагмитов и даже нежные каменные цветы - антолиты. Примеси железа, марганца, бария, цинка, никеля, меди, кобальта, хрома, свинца, магния окрашивают убранство пещер в самые разнообразные цвета. Наличие железа дает желтые, красные и оранжевые тона. Благодаря присутствию меди карстовые натеки и кристаллы приобретают голубоватый оттенок. Зеленый цвет говорит о присутствии хрома, фиолетовый или черный — марганца, густо синий — кобальта.
Некоторые встречающиеся в подземных галереях минералы при определенных условиях могут испускать голубоватое или бледно-желтое сияние. Это происходит оттого, что в их состав входят ионы марганца, нарушающие правильную кристаллическую решетку кальцита.
В уральских сказах, записанных П. Бажовым, есть описания каменных лесов, спрятанных в недрах земли, сказочных владений Хозяйки Медной горы.
Если вдуматься, это описание не столь уж фантастично, от реальности отличается лишь деталями. К примеру, каменные цветы, которые можно увидеть внутри горы, чаще всего бывают не малахитовые, а гипсовые. Прозрачные кристаллы гипса очень напоминают по форме лепестки и растут по кругу, образуя цветочную чашечку.
Вырастают в пещерах и ажурные хрупкие веточки — геликтиты и кораллиты. Они растут за счет аэрозолей кальция, которые поступают по капиллярам сквозь толщу известняков. А в подземных озерах иногда находят пещерный жемчуг. Как и настоящий, морской, он образуется вокруг попавшего в активную среду чужеродного тела. Это может быть камешек или косточка летучей мыши. Со временем оно обволакивается сотнями тончайших слоев кальцитов. Так возникают жемчужины — молочно-белые или бледно-желтые.
Сходство подземного убранства с живым лесом довершает наличие у пещерных натеков годичных колец, вроде тех, что есть у деревьев. Так, на одном из удаленных участков Красной пещеры в Крыму были найдены естественные плотины, где непрерывно прослеживается почти 10 тысяч годичных слоев. По ним видно, что примерно каждые 1750 лет, как и на поверхности, происходили климатические изменения, которые приводили к частичному размыву плотин. В разрезе этих образований четко прослеживаются 11-13-летние ритмы, кратные циклам солнечной активности.
Роковая красота
Довольно редко бывает так, чтобы все пещерные красоты были легко доступны для случайных путешественников. Чаще всего на поверхность ведет вертикальный колодец либо сырая, малопривлекательная и труднопроходимая, заполненная глиной нора. В карстовых полостях глина вообще встречается в изобилии, так как является остаточным продуктом растворения любой горной породы.
Произведенные расчеты показали, что каждый кубический метр растворенного водой известняка дает в среднем 140 кг остаточной глины. Помимо обычных трудностей, сопровождающих скалолазание, в пещерах могут подстерегать и очень неприятные сюрпризы. Так, например, Бездонный колодец близ Старого Крыма доступен для исследователей зимой, но в летнее время концентрация в нем углекислого газа достигает опасных для жизни пределов.
Движение воздуха в карстовых полостях, вообще, явление сложное, и часто может быть источником нежданной беды. Так, дым от костра, разведенного даже не в самой пещере, а в нескольких метрах от входа, может быть затянут внутрь, и тогда он представляет угрозу для людей, находящихся в ее глубине — иногда в другом ярусе и на расстоянии нескольких километров от костра. Многие пещеры хранят память о драмах далекого прошлого. Так, в дальней части крымской пещеры Сюндюрлю нашли множество человеческих костей. В XIX в. высказывалось предположение, что они “принадлежат генуэзцам, задушенных турками посредством костров, разложенных у входа”.
Сейчас ряд пещер оборудован для посещения туристами, не прошедшими специальную подготовку. В некоторых случаях, чтобы облегчить доступ к спрятанным под землей чудесам, проделывают искусственный тоннель, через который водят экскурсии. Такие пещеры электрифицированы и снабжены специальными дорожками, покидать которые экскурсантам строго запрещено — как ради их собственной безопасности, так и ради сохранности природного памятника.
Судьба легкодоступной и неохраняемой пещеры часто бывает печальна. Например, как судьба крымской пещеры Суук. “К сожалению, сейчас все натечные богатства пещеры покрыты толстым слоем жирной копоти, на которой образовались серые шапки плесневого грибка... Сталактиты разбиты горе-туристами, на натечных колоннах вырезаны имена. Засорено и небольшое озерко — единственный водоем с питьевой водой на плато”, — такое описание Суук можно прочесть в путеводителе 70-х годов. Чтобы погубить красоту подземного чертога иногда даже не требуется орудовать отбойным молотком. Роковым может оказаться попадание в замкнутое пространство со своим уникальным микроклиматом не обитавших там ранее микроорганизмов вместе с мусором, который служит питательной средой.
