22 марта 2007 г.

Что такое спелеология?

Посвящается спортсменам-спелеологам,
без которых были бы невозможны открытие
и исследование карстовых полостей Крыма.

Горный Крым - наиболее изученная карстовая область СССР, в которой известно более 800 всевозможных колодцев, пещер, шахт.

С историей изучения карстовых полостей Крыма, их народохозяйственным, научным и спортивным значением, проблемами охраны знакомит один из организаторов и участников исследований подземного мира полуострова доктор геолого-минералогических наук В. Н. Дублянский.

Для Вашего внимания будут представлены 32 общедоступные пещеры и шахты Крыма, рекомендуемые для посещения туристами и спелеологами.


Что такое спелеология?

Пещеры имеют общегеографическое, эстетическое и природоохранное значение. Это определяет необходимость комплексного изучения и строжайшей охраны пещер, создания на их базе заповедников, оборудования наиболее доступных из них для туристско-экскурсионных целей.

Исследованием пещер занимается специальная наука спелеология (от греческого "спелеон" - пещера). Термин этот предложил в 1890 г. французский археолог Эмиль Ривъер. В этом же году его применил как научное определение один из основателей науки о пещерах француз Эдуард-Альфред Мартель. В 1928 г. при Венском университете открылся первый в мире институт спелеологии. Тридцатые годы XX столетия ознаменовались отчаянно смелыми подземными путешествиями Норбера Кастере, талантливые книги которого хорошо известны русскому читателю. Наконец, уже в наше время несколько сотен пещер Европы, Азии, Америки превращены в своеобразные подземные музеи, которые посещают тысячи туристов.

Спелеология возникла на перекрестке интересов геолого-географических, биологических и исторических наук. Теснее всего она связана с карстоведением. Понятие "карст" происходит от названия безводного каменистого нагорья Крас, расположенного к югу от Юлийских Альп, в окрестностях небольшого словенского местечка Сежана. В середине XIX века хорватские географы ввели термин крас (по-немецки карст) в научную литературу. Из имени собственного оно превратилось в географическое понятие, обозначающее любую местность, где развиты поверхностные формы размыва и растворения известняков, схожие с классическими формами карста на плато Крас в Югославии. В XX веке карстовыми стали называть процессы, приводящие к формированию специфических поверхностных и подземных форм рельефа не только в известняках, но и в любых других горных породах, растворимых водой: в доломитах и гипсах, ангидритах и каменной соли. По подсчетам Г. А. Максимовича, площадь, занятая на земном шаре карстующимися породами, превышает 40 миллионов квадратных километров. Таким образом, карст - это не уникальное, а широко распространенное природное явление.

Сейчас специалисты различают несколько типов карста. Если растворимые породы выходят непосредственно на поверхностъ земли, то это голый карст, в Советском Союзе особенно хорошо развитый в горном Крыму и в некоторых районах Средней Азии. Дождевые и талые воды, содержащие большое количество углекислого газа, действуют на известняки как слабая кислота. На поверхности горных массивов образуются углубления различных размеров - карровые ячеи, ложбины, карстовые воронки и котловины. Расширенные водой трещины превращаются в поноры, цилиндрические или щелевидные каналы, уводящие воду с поверхности земли в глубину массива. Здесь и образуются всевозможные подземные формы - колодцы, шахты, пещеры, представляющие объект исследования спелеолога.

Задернованный карст характеризуется тем, что на поверхности карстующихся пород развит маломощный почвенный покров. Типичные для голого карста карровые поля здесь отсутствуют, но все остальные карстовые формы развиты очень хорошо, так как почвы продуцируют большое количество биогенной углекислоты, активизирующей закарстование.

Покрытый карст характеризуется тем, что карстующиеся горные породы покрыты нерастворимыми (песчаники) или водоупорными (глины) породами. Карстовые процессы здесь сперва развиваются скрыто, в глубине массива, проявляясь на поверхности в виде провальных воронок, а на бортах долин - в виде входов в многокилометровые лабиринты пещер.

Известный советский геолог и карстовед Д. С. Соколов выделил четыре основных условия развития карста: наличие в геологическом разрезе карстующихся пород, их трещинную или поровую водопроницаемость, движущуюся воду и ее агрессивность (способность растворять породу).

Поэтому для того чтобы охарактеризовать карст какого-либо горного массива, необходимо использовать данные таких дисциплин, как стратиграфия, литология, петрография, тектоника, геоморфология, гидрогеология, климатология, почвоведение, ландшафтоведение. Но и спелеология не остается перед ними в долгу. Комплексное изучение пещер и шахч дает ответы на ряд сложных гидрогеологических вопросов:

как образуются, залегают и движутся подземные воды, каковы их запасы, минерализация, химический состав, колебания уровней. Недаром в стране классического карста Югославии на всех крупных гидроэнергетических стройках спелеологические изыскания традиционно предшествуют более дорогим и сложным гидрогеологическим и геофизическим исследованиям.

Но размыв и растворение горной породы, приводящие к образованию пещер и шахт, это только одна сторона карстового процесса. Стоит немного измениться температуре воздуха, атмосферному давлению или содержанию углекислого газа, как начинают выделяться из воды и оседать на сводах, стенах и полах пещер микроскопически малые известковые частицы. Вокруг каждой капли, повисшей на своде, образуется небольшое колечко карбоната кальция. Постепенно оно увеличивается, превращаясь в каменную сосульку - сталактит. Срываясь с его конца и расплескиваясь на полу пещеры, капля воды теряет растворенные минеральные вещества, которые, накапливаясь, образуют каменные сосульки, торчащие из пола - сталагмиты. Миллиарды капель за сотни тысяч лет создают неповторимый "пещерный" пейзаж: тонкие отвесные сталактиты-трубочки и причудливо изогнутые геликтиты, громадные натечные колонны и ажурные драпировки, изящные известковые цветы - кораллиты и кружевные оторочки ванночек.

Натечные образования цементируют сорвавшиеся со сводов плиты известняка, броней покрывают песчано-глинистые отложения пещерных рек и озер. Их <заросли> разделяют некогда единые галереи пещер на залы и камеры. Специалист-минералог или геохимик за внешней экзотичностью натечного убранства может увидеть многое. Оказывается, натеки карбонатных пещер, которые принято считать состоящими почти на 100% из кальцита, могут содержать в качестве примесей более 20 различных минералов, относящихся к группам карбонатов, сульфатов, фосфатов, арсенатов, окислов, галогенидов и силикатов. Буровато-коричневая кора на стенках галерей пещер, периодически подтапливаемых водой, на 30-35% состоит из окислов марганца. Удивительный пещерный жемчуг, образующийся на дне слабо проточных ванночек, состоит из нескольких сотен концентрических слоев кальцита. Изучение толщины и строения этих слоев позволяет установить, как менялись температура воздуха и влажность пещеры. Таинственное светло-желтое, синее или голубоватое свечение пещерных натеков, возникающее после облучения их лампой-вспышкой, свидетельствует о наличии примесей - ионов или атомов марганца, нарушающих правильную кристаллическую решетку кальцита. Во многих пещерах мира имеются значительные скопления полезных ископаемых - фосфоритов, калийной селитры, исландского шпата, барита. Минералогия пещер в СССР еще только зарождается, и поэтому многие тайны и загадки их натечного убранства неизвестны даже специалистам.

Будучи составной частью карстоведения, спелеология, однако, выходит за пределы этой комплексной науки: пещеры могут, как мы уже знаем, образовываться не только в карстующихся породах. Пещеры некарстового происхождения возникают вследствие вулканической деятельности (лавовые пузыри), разрушительной работы моря (пещеры прибоя), при выносе песчано-глинистых частиц подземными водами (суффозионные пещеры), размыве льда (ледниковые пещеры), деятельности человека (рудники, соляные шахты, катакомбы, <пещерные города> и храмы, соединительные ходы между крепостями). В этих случаях спелеология вступает в контакт не с карстоведением, а с вулканологией, геоморфологией, гляциологией, горным делом, археологией. Некарстовые пещеры, созданные человеком, широко распространены и в Крыму ("пещерные города" Внутренней гряды, катакомбы Аджимушкая. Акмоная и пр.).

Научные интересы спелеологов часто перекрещиваются с интересами биологов и историков. В пещерах обитают животные, принадлежащие к нескольким типам: простейшим и кишечнополостным, червям и членистоногим, моллюскам и хордовым. Специфические условия жизни под землей позволяют выделить пещеры в самостоятельный биотоп - участок среды обитания, характеризующийся почти постоянной температурой и влажностью, отсутствием солнечного света и ритмичной смены освещения - затемнения, к которой приспособились все животные и растительные организмы на поверхности. Эти своеобразные условия вызвали такие изменения в строении отдельных органов и в жизнедеятельности пещерных животных, что о них надо знать не только биоспелеологам, но, например, и врачам-физиологам, готовящим длительное плавание подводной лодки или полет космического корабля. Именно поэтому во многих странах мира (Франция, Италия, Югославия, Румыния, Венгрия и др.) созданы подземные биоспелеологические лаборатории, в которых изучают особенности строения, развития, размножения обитателей пещер.

Под землей часто встречаются костные остатки и следы жизнедеятельности (копролиты, царапины от когтей, "шлифованные" стены) животных, обитавших в пещерах десятки, сотни, а иногда даже миллионы лет тому назад. В Центральной Европе известны <медвежьи пещеры>, содержащие в определенных горизонтах пещерных отложений колоссальное количество костей медведей (до 50-100 тысяч особей). Довольно часто встречаются также "пещеры гиен", а в Бельгии в одной из пещер - Авен Берниссарт - найдены костные остатки динозавров-игуанодонов. Эти огромные, достигающие 18-20 м в длину растительноядные ящеры вымерли в Европе к концу мелового периода. Значит, пещера Авен Берниссарт образовалась не позднее, чем 140-160 миллионов лет тому назад!

Не меньше загадок таится во мраке пещер для археологов и историков. На протяжении сотен лет назначение пещер менялось: их использовали как жилища и убежища, места совершения магических обрядов и жертвоприношений, погребения и поклонения, загоны для скота и склады продуктов, тюрьмы и лечебницы, железоплавильни и мастерские, пути сообщения и лаборатории, музеи и туристские комплексы. Задача археолога и историка - разобраться, как именно использовалась та или иная пещера, какова ее роль в формировании материальной и духовной культуры человека. А задача спелеолога - помочь археологам и биологам лучше понять условия жизни человека и животных под землей, помочь оценить те изменения, которые произошли в морфологии пещеры вследствие деятельности подземных и поверхностных вод, выветривания, обвалов.

Наконец, у спелеолога имеется еще одна важная задача. Многие пещеры и шахты труднодоступны. Открытие и безаварийное исследование карстовых полостей возможны только при наличии специального снаряжения, оборудования и знании приемов его использования. Спелеология - весьма сложный, а иногда и опасный вид спорта, без которого, однако, невозможно развитие спелеологии-науки. Спелеологический туризм также развивается на стыке различных спортивных направлений: альпинизма, горного, пешеходного, лыжного и водного туризма, подводного плавания. Успех в покорении и освоении глубин невозможен без разработки легких влагонепроницаемых, нержавеющих материалов, средств связи, аппаратов для преодоления карстовых сифонов, средств трассирования направлений движения подземных вод, аппаратуры для измерения их температуры, минерализации, газонасыщенности. Это определяет прочные связи спелеологии с техникой, теоретической механикой, термодинамикой.

Исследование пещер требует от спелеолога выносливости, силы, предъявляет чрезвычайно высокие требования к его моральной и психологической подготовленности. Поэтому прежде чем получить право на проведение исследований сложных пещер и шахт, спортсмен должен пройти многолетний (минимум два-три года!) цикл обучения, побывать в спелеологических школах и лагерях, приобрести теоретические знания и отработать до автоматизма практические навыки. Этой стороной подготовки спелеологов занимается Центральный Совет по туризму и экскурсиям ВЦСПС, а на местах - клубы туристов и секции спелеологов при областных советах по туризму и экскурсиям.

Ссылки по теме:

К оглавлению