9 мая 2007 г.

Климат пещер. Каждому времени — свои страхи

Отношение к подземному миру на протяжении веков неоднократно менялось. В раннем средневековье полагали, что под землей располагается ад. Затем в Западной Европе появились многочисленные "драконьи", а в России - "индриковы" пещеры. В XVI-XIX вв. пещеры не без оснований населяли разбойниками. В конце XIX в. считалось, что главная опасность пещер - лабиринты, из которых невозможно найти выход.

В 20-е гг. XX в. мир потрясло "проклятье фараона": серия загадочных болезней и даже смерти людей, причастных к вскрытию гробницы Тутанхамона. Серьезные ученые относились к нему, как к мифу той же группы, что и "цифровая мистика пирамид". Дело в том, что этого проклятия не содержит ни одна из расшифрованных надписей, оно противоречит и египетскому похоронному ритуалу, требующему выказывать усопшим благоговение и уважение /14/.

Вторая мировая война заслонила собою и пирамиды, и мумий. Но факты продолжали накапливаться, выстраиваясь в некую систему. Краковский журналист Зб. Швиенх собрал тысячи фактов из Польши и Египта, Италии и США, Великобритании и Южной Америки, свидетельствующих, что смерть людей, причастных ко вскрытию саркофагов и гробниц,- не такое уж необычное дело. Что же вызывало их?

Еще в 1906 г. Г. Дарлинг обнаружил новый вид сапрофитных грибов - гистоплазма, размножающийся в почве или на контакте с гуано летучих мышей и птиц. Для его развития необходима довольно высокая температура (18-23 °С) и влажность воздуха (более 70%). Сейчас известно три вида грибов: Histoplasma capsulatum, H. Duboisii, H. Farciminosum. Встречаются они в тропических пещерах Африки, Центральной и Южной Америки, возможно, Южной Азии. Переносчиками заболевания являются также летучие мыши и птицы.

Наиболее тяжелой формой заболевания является легочный гистоплазмоз. После 5-15 дней инкубационного периода он проявляется ознобом, кашлем, болью в груди, одышкой, слабостью. Инфекция быстро распространяется, поражая легкие, а затем - почки, печень, центральную нервную систему.

Нарастает анемия и через 4-10 месяцев наступает смерть. При узелковой форме возможен рак легких. Противогрибковые антибиотики дают результат лишь при своевременном вмешательстве.

В 1962 г. микробиолог Каирского университета Э. Таха сообщил, что он обнаружил болезнетворный грибок Aspergillus niger, обитающий в мумиях, пирамидах и склепах, тысячелетиями остававшимися закрытыми. Он провоцирует лихорадку и сильнейшее воспаление дыхательных путей, которым часто болеют археологи и сотрудники музеев Египта. Открытие Тахи было тем более убедительным, что через несколько дней он погиб в автомобильной катастрофе. Вскрытие показало, что ее причиной был острый приступ бактериальной эмболии.

В 1973 г. в гробнице польских королей в Вавеле был открыт саркофаг Казимира IV Ягеллончика, сооруженный почти 500 лет назад. В 1992 г. краковский микробиолог Б. Смык обнаружил в нем неизвестные науке бактерии, грибы и плесень, а также - Aspergillus flavus, атакующий людей, живущих на болотистых местностях. Именно с ним связана серия неожиданных смертей тех, кто принимал участие в исследовании саркофага.

Сказанного достаточно, чтобы прийти к выводу о вполне вещественных причинах гибели людей, которые вторгаются в подземные пространства, долгое время изолированные от внешнего мира, или исследуют тропические пещеры, зараженные гистоплазмозом. К счастью; это один из немногих случаев, когда мы встречаемся под землей с действительно болезнетворным началом.

В 1946 г. человечество вошло в атомный век, и перед ним возникла новая опасность - радиация. Трагедия Чернобыля в 1986 г. показала ее возможные масштабы. Какова опасность радиационного поражения под землей?

Существуют три типа радиационного воздействия: альфа-излучение (испускание протонов), бета-излучение (испускание электронов) и гамма-излучение (выбрасывание порций энергии из нестабильных атомов-нуклидов). В 50-60 гг. наиболее опасными для человека считались бета- и гамма-излучения. Общие сведения о радиоактивности карбонатных, сульфатных и соляных пород, имеющиеся в справочниках, свидетельствовали, что в карстовых полостях можно ожидать проявления радиоактивности, составляющие 2-8х10-12/экв. Ra/г. Исследования экспедиции московского геофизика В. Н. Дахнова в семи пещерах Крыма полностью подтвердили эти цифры: в 88% случаев величина радиоактивности не превышала 5х10-12 г/экв. Ra/г. Радиоактивность натечных форм несколько меньше (1,5-2,5х10-12), а глин - больше этой величины (7-10х10-12). Подтвердили эти исследования и результаты попутных замеров, выполненные в сотнях других пещер мира. Радиационную опасность представляли только полости, проходящие близ рудных тел, содержащих радиоактивные минералы, или гидротермальные полости с заполнителем из таких минералов. Например, в 1989 г. Международной Тюямуюнской экспедиции при работе в пещере Ферсмана, где был открыт первый в России радий, пришлось завести на всех участников карточки радиационного контроля.

Положение резко изменилось, когда в 60-70 гг. в США, а в 80-е гг. в Европе (Великобритания, Чехия, Венгрия) появились первые публикации о радоне в пещерах. Русскоязычных читателей ввела в проблему небольшая статья В. М. Наседкина и А. Б. Климчука, опубликованная в сборнике "Свет" в 1989 г. Оказалось, альфа-радиация не так безвредна, как считалось раньше. Основной ее естественный источник - радон. Это бесцветный, не имеющий запаха и вкуса, тяжелый (в 7,5 раз тяжелее воздуха) газ, образующийся при распаде изотопов радия. Источником радия является уран, в малых концентрациях распространенный во всех породах земной коры. Радон химически инертен и легко диффундирует из породы в окружающую атмосферу. Интенсивность диффузии возрастает с понижением атмосферного давления и повышением температуры. В подземных естественных и искусственных пустотах содержание радона может существенно увеличиваться. В результате распада радона образуются короткоживущие изотопы полония, свинца, висмута, являющиеся альфа- и бета-излучателями. Вдыхая воздух, содержащий аэрозольные частицы с осевшими на них дочерними продуктами распада, человек может получить существенную дозу альфа-радиации. Концентрацию радона обычно выражают в беккерелях на кубический метр (Бк/м3), а для определения допустимых доз используют более сложные расчетные критерии.

Первые работы по изучению содержания радона в пещерах бывшего СССР дали ошеломляющие результаты. Оказалось, что повышенное в 10-300 раз по сравнению с открытой атмосферой содержание радона - такое же атрибутивное свойство пещер, как повышенное в 1-30 раз содержание углекислого газа. В отдельных пещерах Подолии (Оптимистическая, Озерная), Крыма (Мраморная), Кавказа (Илюхина, Арабикская, Азишская), Средней Азии (Кап-Кутан, Хашим-Ойик, Геофизическая) содержание радона колеблется от nx100 до nx10000 Бк/м3. Максимальные значения получены в Крыму (Глиняный зал Мраморной пещеры, 39 300 Бк/м3) и в Средней Азии (Геофизическая, 68 100 Бк/м3). Выявлен ряд важных особенностей распределения радона по сезонам и морфологическим элементам пещер. В ряде полостей можно получить предельную годовую дозу радиации за один рабочий выход или за пять дней пребывания в подземном лагере.

Несмотря на неполноту имеющихся данных, уже можно сформулировать некоторые общие требования "спелеологической" радиационной безопасности. Во-первых, необходимо продолжать радиометрическое обследование пещер; во-вторых, оценку радиационной опасности следует производить раздельно для постоянных работников (экскурсионные пещеры, подземные стационары, лаборатории); в-третьих, в пещерах с высоким содержанием радона надо применять специальные меры безопасности - ограничение общего времени пребывания под землей, планирование работ на зимний период, когда концентрация радона минимальна, использование респираторов, отказ от курения в пещерах (риск заболевания раком легких, создаваемый курением и альфа-радиацией, не складывается, а умножается).

Совершенно не изучен вопрос о содержании радона в искусственных подземных полостях и сооружениях, где также следует ожидать его повышения. Радиационная опасность различных сооружений зависит не только от их положения, но и от строительных материалов. Использование "безотходной технологии" в Канаде и США привело к тому, что в стены многих зданий были заложены материалы, дающие повышенный альфа- и гамма-фон. Пришлось проводить радиационную съемку, отселять много семей, сносить дома.

Интересную гипотезу выдвинула винницкая журналистка Л. Белозерова. Она обратила внимание на резкое ухудшение состояния здоровья Адольфа Гитлера после посещения им ставки "Вервольф" на Восточном фронте. Симптомы болезни - слабость, перерождение нервной системы, отклонения в психике - очень похожи на те, что поразили ликвидаторов Чернобыльской аварии. Анализы бетонных и гранитных блоков "Вервольфа" показали, что фашистское логово "светит" по-крупному.

Но как увязать все сказанное с тем, что многие спелеологи 50-х гг. (в том числе - и автор) провели под землей месяцы и годы, хотя по современным данным во многих пещерах можно было бы находиться сутки и недели, а кое-где - даже часы? Радон многолик. В небольших дозах, сопоставимых с фоновой дозой за месяц, он используется на многих курортах. Вот еще одна загадка для упрямо не желающей развиваться спелеомедицины.

Как и в случае с углекислым газом, выявились и некоторые "положительные" стороны повышенной альфа-радиации. Детальная радонометрическая съемка пещер-лабиринтов и крупных вертикальных полостей является великолепным средством их микроклиматического зонирования, выявления основных путей воздухообмена и прогнозирования возможных продолжений. Ведь известно, что за узкими "газящими" щелями скрываются крупные залы.

В конце XX века различные специалисты (геологи, биологи, медики) начали обращать внимание на так называемые "геопатогенные" зоны (ГПЗ). Одни считают, что ГПЗ - болезнетворные земли, длительное пребывание на которых ведет к раку, рассеянному склерозу, полиартриту, гипертонии; другие полагают, что ГПЗ - разрывы в земной коре, близ которых происходит выделение гелия, аргона и других газов, накопление электрической энергии, концентрация водных потоков. Некоторые специалисты даже дают точный "адрес" таких зон - участки пересечения разрывов и сгущения трещин, кладбища, свалки и пр. В этот перечень по неясным для спелеологов причинам попали и подземные пространства. Днепропетровский ученый В. В. Воробьев (1993) прямо указывает, что "над карстовыми пустотами и подземными выработками наблюдается резкий всплеск опасной для человека энергии". Итак, ад, драконы, индрики, разбойники, "проклятье фараона", радон, геопатогенные зоны...

Кто знает, какие "пугала" появятся в пещерах в XXI веке?

Дублянский В.Н.,
научно-популярная книга