На встречу с селенитами

В декабре 1969 г. венгерский спелеолог Г. Денеш разослал друзьям традиционный рисунок - поздравление с Новым годом. На сей раз он изображал земных спелеологов в летящей к Луне ракете, использующей "двойную тягу" - тройку летучих мышей и газ, выходящий из бутылки с шампанским. В каждой шутке есть доля истины. Что же ждет спелеологов на других небесных телах?

В 1901 г. Герберт Уэллс в фантастическом романе "Первые люди на Луне" описал огромные пещеры, галереи и шахты, построенные селенитами. А в 1923 А. Толстой в романе "Аэлита" поведал о вулканических и карстовых пещерах Марса, где укрывалась от пронизывающей стужи близкая землянам цивилизация...

Но уже в 80-е гг. XX в. начали появляться статьи на страницах научных журналов, в которых обсуждается удивительное сходство между формой и размерами лунных кратеров и провалами над вулканическими и карстовыми пещерами (В. Холлидей), доказывается возможность существования тектонических, лавовых, суффозионных и термокарстовых полостей на Марсе (Д. Бейкер, Р. Стром), упоминается о наличии пустот, напоминающих карстовые, на спутнике Юпитера Ганимед (Дж. Бири). Полученные "Вояджером" снимки его второго спутника - Европы, выявили мощную ледяную кору, в которой возможно существование ледниковых пещер. В 60-е гг. во многих районах Земли были обнаружены гидратные залежи углеводородных газов. Один объем воды в гидратном состоянии связывает до 300 объемов газа. Гидраты внешне схожи со спрессованным снегом или молодым льдом. Гляциолог И. Д. Данилов (1990) предположил, что в газогидратных толщах некоторых планет (например, Марса) возможно формирование пещер. Сейсмометры, установленные на Луне, отреагировали на падение последней ступени лунной ракеты своеобразно: многие ученые склонны винить в этом имеющиеся в ее теле пустоты...

Пока это только смелые гипотезы, но кто знает, что ждет спелеологов в Космосе в XXI веке?

Дублянский В.Н., научно-популярная книга

Небожители спускаются е пещеры

В середине XX в. классическая "телескопная" астрономия получила мощную поддержку - начали бурно развиваться радиоастрономия и астрофизика. В 1959 г. М. А. Марков выдвинул идею проведения крупномасштабных экспериментов для изучения нейтрино - удивительных частиц материи, возникающих при ядерных реакциях превращения четырех ядер водорода в гелий. Источниками нейтрино являются Солнце и далекий Космос. Они обладают колоссальной проникающей способностью и поддаются изучению только с помощью огромных детекторов массой 90-8000 т, спрятанных глубоко под землю.

Первая подземная установка была создана в действующей золотодобывающей шахте Колар (Южная Индия, глубина 2900 м). Сейчас работает более десятка различных установок, размещенных в золотодобывающих шахтах Южной Африки и США (2500-3000 м), в тоннелях под Альпами (2500- 2700 м), в горизонтальных штольнях Баксанского ущелья (100-2000 м), в соляных шахтах Артемовска (300 м) и др. На них решаются разные задачи: регистрация "солнечных" нейтрино и их осцилляции, выявление безнейтринного b-распада, распада протонов, фиксация нейтрино при рождении Сверхновых звезд (к радости астрономов, это редкое явление, наблюдающееся один-два раза в столетие, произошло в феврале 1987 г.), регистрация монополей, возникающих при галактических взаимодействиях, и пр. ... Это дорогостоящие уникальные эксперименты, для проведения которых создаются международные коллективы.

Шахты и штольни скоро перестали удовлетворять астрономов по размерам, расположению, по возможностям использования. Действующие шахты создают пылевые, температурные, электрические помехи, а их закрытие как нерентабельных иногда приводит к ликвидации астрофизических лабораторий. Это вдохновило "небожителей" на новые подвиги: если нет подходящих пространств - их надо создать! В 1954 г. была учреждена Европейская организация ядерных исследований (ЦЕРН). Вскоре в Швейцарии было построено самое большое в мире сооружение для изучения ядерных частиц - кольцевой ускоритель длиной 26,6 км, залегающий на глубине 50-170 м под землей. Диаметр его галерей составлял 3,8 м. Ускорители меньших размеров (1,5-3 км) сооружены под Мюнхеном (Германия), в Протвино (Россия), в Техасе (США). Как будут использоваться эти подземные пространства после завершения экспериментов? Не придется ли исследовать их спелеологам XXI или XXII веков?

Иногда различные подземные пространства используются не только для изучения Космоса, но и для защиты от его проявлений. Согласно одной из гипотез развития человека (В. Г. Власов), в 44-42 тыс. до н. э. произошла инверсия магнитного поля Земли и резкое усиление ионизирующего излучения. Это привело к усилению гроз, спасаясь от которых люди начали укрываться в пещерах. То же происходило при появлении на небосводе крупных комет. Так, в 1910 г. комета Галлея вызвала панику в Северной Америке. В штатах Вирджиния и Кентукки, особенно богатых карстовыми формами, люди укрывались от ее "гнева" в пещерах. Паника не миновала и Европу - недаром Н. Н. Гумилев откликнулся на это событие строками:

Комет бегущих душный чад
Убьет остатки атмосферы,
И диким ревом закричат
Пустыни, горы и пещеры.


Интересно, что в последние годы под землей были обнаружены и более вещественные примеры связи с Космосом. Детальное изучение минеральных отложений подземных рек Крыма выявило в его составе более 30 различных минералов. Это естественный обогащенный шлих, в котором происходит накопление минералов, даже в малых количествах рассеянных во вмещающих известняках. Поэтому неудивительно, что некоторые минералы были обнаружены в пещерах раньше, чем на поверхности (галенит, сфалерит, касситерит, апатит и пр.).

Неожиданностью стало другое - нахождение геологом и спелеологом Ю. Полкановым отдельных зерен минералов космогенного (метеоритного) происхождения - муассанита (SiC), когенита (Fe3C), самородного железа с характерными видманштеттовыми фигурами травления и шариков, состоящих из железа (Fe) и иоцита (FeO).

Исследования космических лучей, проведенные под землей, показали, что применяемые методы могут быть полезны и для "землян". Калибровочная кривая поглощения потоков мюонов в "стандартном грунте" (в пересчете на эквивалентную по весу толщу воды) позволяет "просвечивать" верхние слои земной коры. При этом решаются разные задачи: проверяется глубина заложения тоннелей при их проходке, уточняется геологический разрез, определяется положение рудных тел, зон нарушений под горными выработками и карстовыми полостями, определяется плотность горных пород и давление на грунт разных сооружений. При строительстве подземного комплекса "Охотный ряд" возникла необходимость уточнить давление на грунт гостиницы "Москва". Вес здания, определенный с помощью мюонного телескопа, оказался равным 45 тыс. т, что эквивалентно давлению 1,1 кг/см2. С помощью регистрации космических лучей была просвечена из погребальной камеры пирамида Хефрена. Никаких пустот в ее верхней части не оказалось.

В ряде пещер мира (Имре-Вашш, Венгрия; Кунгурская, Россия; Эмине-Баир-Хосар, Украина) успешно работали различные приборы (наклономеры, деформографы, интерферометры), фиксирующие сейсмическую активность и "твердые приливы" - прохождение лунной и солнечной приливных волн через горные породы, вызывающее ритмические сдвижение-раздвижение стенок пещер и изменение водопритока из пор и трещин.

При подготовке полета к Марсу американские астрономы столкнулись со сложной проблемой: как доказать наличие или отсутствие на нем жизни? Ответ пришел из пещер. Из светляков пещеры Уайтомо (Новая Зеландия) было выделено органическое вещество люциферин и фермент люцифераза. Они начинают светиться только в присутствии аденозинтрифосфорной кислоты - АТФ. На Марс была отправлена капсула с экстрактом из светляков и прибором, регистрирующим световое излучение. Излучение зарегистрировано не было...

В 90-е гг. неожиданно наметился еще один аспект проблемы изучения пещер. Серьезные исследователи США, представляющие разные научные направления (геологию, геохимию, микробиологию, аэронавтику), предложили использовать огромную (свыше 140 км!) пещеру Лечугия, недавно открытую в Карсбадском национальном парке, как полигон для отработки методик и технологий исследований по программе поисков жизни на Марсе. Основное внимание следует уделить геохимии вмещающих пород как возможной питательной среде микроорганизмов и геомикрофлоры, изучению микробных сообществ, обитающих в пещере.

Так смыкаются подземные и космические проблемы. Хотим мы или нет, но все земляне - пассажиры огромного звездолета, несущегося в бескрайних просторах Космоса. И, выходя из пещер, мы прежде всего видим над собою Небо...

Дублянский В.Н., научно-популярная книга

Симметрия удивительного мира

В 1982 г. Академия наук СССР пригласила в Крым президента Международного союза спелеологов Адольфо Ромеро Эразо. Подготовка его приема проходила нервно: на одном из ее этапов Адольфо прислал в академию оттиски своих работ, в том числе - заботливо переведенную на русский язык статью "О недиалектическом подходе к проблеме изучения карста". Это возмутило чиновников из УВС - управления внешних сношений: "Какой-то капиталист будет учить нас диалектике!" Пришлось долго объяснять, что Ромеро отнюдь не капиталист, а скромный профессор Мадридского университета, и пообещать "дать ему бой" по проблеме диалектики карста.

Однако давать бой не пришлось. Заметка Эразо лишь обращала внимание спелеологов на конвергентность (то есть сходство) отдельных форм и отложений в карбонатных, соляных и лавовых пещерах. В русскоязычной геологической литературе, неизвестной Эразо, имелось много публикаций о симметрии, так что произошел просто обмен информацией.

В чем же суть проблемы? Еще в 1884 г. Пьер Кюри, известный всему миру своими более поздними работами по изучению радиоактивности, выступил с небольшой заметкой "О симметрии физических явлений". Сейчас "принцип Кюри" используют сотни специалистов во всем мире. Дальше всех продвинулся ленинградский минералог Илларион Шафрановский, который в 1968 и 1975 гг. опубликовал две книги о симметрии в природе. Установлены основные понятия о геометрии природных форм, связанных с симметрией поля земного тяготения. Все, что растет или движется горизонтально либо наклонно к земной поверхности, подчиняется "билатеральной" симметрии (листья деревьев, бабочки, гусеницы и др.); вертикально (вверх или вниз) - "радиально-лучевой" симметрии (цветы, грибы и пр.). Были выведены основные элементы симметрии - плоскость, ось, центр (так сказать, симметрия в статике), трансляция, ось скользящего обращения и пр. (симметрия в динамике).

Особенно далеко в изучении симметрии продвинулись минералоги. Изучая форму и строение кристаллов сперва невооруженным глазом, а затем - с помощью линзового и электронного микроскопов, А. В. Шубников, О. Браве, Е. Федоров, Н. Белов все глубже проникали в тайны неживой природы. Все богатство мира минералов - это комбинация 32 видов конечной и 230 групп бесконечной симметрии. Если симметрия кристаллов не согласуется с симметрией среды, возникают асимметричные фигуры. Не менее ярко законы симметрии проявляются и в живой природе - от простейших, имеющих шаровую форму, до позвоночных, где законы симметрии "замаскированы" зеркальной асимметрией, киральностью (правое - левое) и винтовыми осями вращения...

Но вернемся к спелеологии. Специалисты-геологи обычно ограничиваются простейшими примерами - сталактитами, сталагмитами и кристаллами, свободно растущими на стенах пещер. На самом деле примеров много больше, и они значительно глубже раскрывают роль симметрии в формировании подземного мира. Мы уже говорили о множестве генетических групп, классов, подклассов и типов подземных пространств. Красноярский спелеолог Р. Цыкин, выполнив структурно-морфологический анализ нескольких сотен различных полостей, предложил выделять четыре элементарных класса: галереи, гроты (залы), щели, колодцы. Их образование связано с использованием двух систем трещин, линия пересечения которых занимает в пространстве произвольное положение (от горизонтального до вертикального). Объединяясь, полости разных классов образуют структурные решетки: цепочечную, каскадную, спиральную, корневидную, сетчатую, слоевую и каркасную. К сожалению, эти интересные идеи не получили дальнейшего развития.

А. Эразо обратил в своей статье внимание на динамическое сходство процессов спелеогенеза, проявляющееся в том, что разные процессы (движение воды, воздуха и пр.) сохраняют пропорциональность сил и градиентов независимо от их абсолютной величины. Это означает возможность моделирования медленно протекающих в природных условиях процессов (пещеры иногда образуются миллионы лет!) в лабораторных условиях. В статье рассматривались только простейшие примеры: кальцитовые, ледяные и лавовые сталактиты и пр. Между тем имеются и более глубокие, до сих пор неразгаданные аналогии.

Украинский спелеолог А. Б. Климчук объяснил формирование гипсовых лабиринтов Подолии вертикальным водообменом между водоносными горизонтами этажной артезианской системы. Лабиринтовые сети формировались за счет рассеянного восходящего питания, что обусловило равномерное коррозионнное расширение всех имеющихся спелеоинициирующих трещин. Неожиданно обнаружилась удивительная гомологичность пещерной сети с фрактальными кластерами шаровых молний, которые имели в миллиард раз (!) меньшие размеры. Согласно исследованиям физиков фрактальные кластеры, составляющие как бы каркас шаровой молнии, формируются при ассоциации твердых аэрозолей или пылинок. Это единственная структура, способная объяснить легкость и жесткость каркаса. Подобные структуры возникают при многих гидродинамических и биофизических явлениях. Имеют ли они связь с процессами спелеогенеза? Это покажут дальнейшие исследования.

Итак, система пещер обладает симметрией на высшем уровне - отдельной полости или образующей ее сети ходов. Спустимся на второй уровень. Спелеологи хорошо знают, что в поперечном сечении, в зависимости от геологического строения (монолитные, неслоистые породы или слоистая толща, падающая под углами от 0 до 90°) и условий образования (вадозные или фреатические), все пещеры имеют одинаковые элементарные сечения: круговое, эллиптическое, прямоугольное, квадратное, трапециевидное или треугольное. Все их многообразие - это осложнение исходных форм или их комбинация. Самый известный случай - сечение "замочная скважина" - округлый ход, прорезанный снизу вертикальной щелью (это свидетельствует о проработке пещеры в две стадии - сперва напорным, а затем безнапорным потоком).

Третий уровень - форма отложений разного генезиса. Симметрией часто обладают обвальные отложения. В зависимости от особенностей залегания и трещиноватости вмещающих пород в их составе нередки глыбы, близкие по форме к параллелепипеду. Водные механические отложения обладают симметрией более высокого порядка. В руслах подземных потоков формируются песчано-галечниковые отложения разной степени окатанности. Их очертания соответствуют кругам и эллипсам, а объем - трехосному эллипсоиду, обладающему тремя осями, тремя плоскостями и одним центром симметрии. Степень окатанности (то есть округления ребер первичного обломка) и соотношение осей эллипсоида характеризуют дальность транспортировки и расход водного потока. Если обломки горной породы выносятся из сифонных каналов, то возникает более высокая симметрия: эллипсоид превращается в шар с коэффициентом сферичности до 0,95. Если на полу пещеры встречается "пятно" хорошо отсортированного песчаного, гравийного или галечникового материала, то опытный спелеолог немедленно начнет искать сифонный канал, из которого в паводок вырывается поток воды. Зная размеры окатанных обломков, можно определить его скорость и расход. В отдельных случаях возможно образование довольно крупных шаров, имеющих диаметр до 10 см. Такие "окатыши" обнаружены на подводных полках в сифоне Пания в Крыму. В редких случаях под землей встречаются валуны диаметром более 0,5 м, занесенные с поверхности или образованные на месте. Так, в Нижней Шакуранской пещере (Грузия) гранитные валуны диаметром до 200 мм встречаются на расстоянии более 2 км от входа в систему.

Кроме сталактитов и сталагмитов симметрией часто обладают и другие водные хемогенные отложения. Один из примеров - "пещерный жемчуг" - округлые стяжения кальцита, состоящие из полугодичных слоев карбоната кальция, разделенных более тонкими карбонатно-глинистыми прослойками. Любопытно, что на начальном этапе жемчужинки могут и не обладать симметрией: "затравкой" для них служит песчинка, обломок натека или косточки позвоночного. Но постепенно он "обрастает" кальцитом и приобретает все более округлые формы; в конце концов образуется жемчужина, имеющая симметрию шара. Описаны, правда, удивительные жемчужины, обладающие симметрией куба (пещера Кастельгард, Канада) или эллипсоида (пещера Эгиз-Тинах-3, Украина).

В великолепной монографии К. Хилл и П. Форти описано около 170 "пещерных" минералов. Многие из них обладают симметрией разных категорий - от низшей (отсутствие осей симметрии порядка выше 2) до высшей (имеется несколько осей симметрии). Один из самых удивительных случаев - спиральный кристалл малахита длиной 3 мм из пещеры в Австрии. Интересно, что спираль имеет правую закрутку. Возможно, это связано с действием силы Кориолиса, которая в Северном полушарии вследствие вращения Земли отклоняет все движущиеся потоки вправо. Но сказывается ли она на росте кристаллов? Эксперименты с органическими соединениями (сок каучуковых деревьев) в США всегда давали правозакрученную спираль, а в Австралии, где сила Кориолиса "работает" влево, на каждые 3 левозакрученных приходился один правозакрученный кристалл... Причины такого поведения кристаллов пока не ясны.

В монографии И. И. Шафрановского подобраны многочисленные примеры симметрии в мире неживой природы. Их следует дополнить и приведенными примерами из пещер. Кроме "билатеральной" симметрии разных представителей спелеофауны надо вспомнить и о "поведенческой" симметрии летучих мышей. Как мы уже рассказывали, их стаи обычно образуют на вылете "правовращающий" вихрь. Но в пещерах близ Карловых Вар (Чехия) они почему-то кружатся по спирали, закрученной против часовой стрелки...

На этом можно было бы закончить рассказ о симметрии подземного мира, если бы не псевдосталактиты. Еще в 1916 г. А. Е. Ферсман указывал, что сталактиты могут быть сложены не только кальцитом (СаСО3), но и кремнеземом (SiO2). Сейчас известно, что капельные формы, имеющие симметрию конуса, образуют десятки минералов классов карбонатов, сульфатов, галоидов, нитратов, фосфатов, оксидов и гидрооксидов. Но одновременно выяснилось, что такие минералы, как скрытокристаллическая разность кварца - халцедон (SiO2) и серный колчедан - пирит (FeS2), образуют псевдосталактиты. Этот термин предложил Р. Лизеганг, очевидно имея в виду сходство отдельных сосулек со сталактитами пещер. Но сходство это чисто внешнее: псевдосталактит имеет симметрию цилиндра, разветвляется или изгибается под углами до 180°.

Затем выявились и более глубокие отличия: сталактиты растут в воздушной среде, подчиняясь силе тяжести, а псевдосталактиты - в растворе солей, заполняющем камеру, и не зависят от нее... Решение проблемы зашло в тупик. Русский минералог Ф. В. Чухров в 1940 г. предложил мембранно-осмотическую гипотезу. Сперва полость заполнилась раствором силикатов щелочных металлов. Затем через поры в известняке начали поступать растворы солей железа, марганца и пр. В устьях пор они приходили в соприкосновение с раствором, и стенки полости покрылись мембранной пленкой. Осмотическое давление отрывало ее от стены и формировало мембранные трубки с изгибами и ветвями, которые затем заполнялись сферолитами халцедона.

Разработка проблемы симметрии карстовых полостей еще только начата. Для выявления ее законов следует привлечь учение о симметрии подобия А. В. Шубникова, идеи о криволинейной симметрии Д. В. Наливкина, цветную симметрию Н. В. Белова, гомологию В. И. Михеева и А. Р. Эразо. Видите, как далеко завели нас чиновники из УВС...

Дублянский В.Н., научно-популярная книга

Подземные обсерватории

Возникновение астрономии связано с ранней историей развития человеческого общества. Охота, скотоводство, позднее - торговля требовали умения ориентироваться в пространстве. Еще в незапамятные времена было замечено, что два раза в год Солнце всходит и заходит в определенных точках на востоке и западе, а отдельные яркие звезды в течение ночи совершают оборот вокруг некоторой точки. Такие периодические явления, как фазы Луны, смена дня и ночи, дали начало календарю. По этому поводу имеется огромная специальная литература, из которой выделим лишь некоторые моменты, связанные с пещерами.

На стенах многих пещер имеются "сезонные" рисунки - изображения змей, рыб, птиц, растений. В пещере Чокурча под Симферополем краевед А. Столбунов в 1979 г. нашел лопаточную кость мамонта со множеством нанесенных на нее точечных изображений (11-10 тыс. до н. э.). Астроном В. М. Чернов определил, что на ней изображен участок звездного неба северного полушария, на котором удалось отождествить 16 созвездий (Северная Корона, Гончие Псы, Волопас, Дева и пр.) и 102 звезды.

В 1987 г. болгарские спелеологи провели археологические исследования в небольшой пещере Байловского комплекса. На ее стенах обнаружены и изображения фаз Луны, выполненные черной органической (гуано летучих мышей) и лиловой минеральной красками. Возраст изображений восходит к 3 тыс. до н. э. Предполагается, что это первая в мире "школа" жрецов. Изображения фиксируют календарную последовательность выполнения ритуалов, определяемую положением Солнца и Луны. Астрономическая символика (астральные и солярные знаки, календари, композиции с космологическим содержанием) обнаружены во многих пещерах Болгарии.

В районе Дублина (Ирландия) находится сложенная из камней гробница (3 тыс. до н. э.). В день зимнего солнцестояния через отверстие в ее передней стене луч восходящего солнца освещает ритуальные знаки, нанесенные на ее заднюю стенку.

При раскопках в одной из пещер Китая найден панцирь черепахи, датируемый по другим находкам XIV в. до н. э. На нем иероглифами записано сообщение о появлении на небе новой яркой звезды. Сейчас на этом месте находится источник гамма-излучения. Так что это, вероятно, самое древнее сообщение о вспышке Сверхновой.

На острове Наксос (Эгейское море) А. Петрохилос обнаружила много пещер и гротов с астральными знаками (1 тыс. до н. э.). Среди них выделяются спирали, символизирующие смену зимы летом, зодиакальные знаки и пр.

А. Нуньес-Хименес описал несколько пещер Кубы и Венесуэлы с концентрическими красными и черными кругами (1 тыс. до н. э.), олицетворяющими день и ночь. Некоторые круги перечеркнуты стрелой, направленной в сторону восхода солнца.

В 1054 г. вспыхнула Сверхновая звезда (на ее месте сейчас находятся Крабовидная туманность и оптический пульсар). Это феерическое событие наблюдали китайские астрономы, о чем рассказано в летописях, найденных в пещерах. Но его видели и индейцы Северной Америки. В пещере Галас (Нью-Мехико) в 1990 г. обнаружены глиняные чаши, расписанные изнутри. На них часты изображения Кролика, символизирующего Луну. На одной из чаш скрючившийся Кролик держит в лапе круглый предмет с исходящими из него лучами. Взаимное положение Сверхновой и серпа Луны соответствует наблюдениям китайских астрономов.

Это же событие отражено на скальной плите в вулканической Папоротниковой пещере (Калифорния). Древний художник почти без искажений изобразил участок звездного неба со звездами Альтаир, Вега, Арктур, Спика, Антарес, Регул, серп Луны и Сверхновую в созвездии Тельца. Американский астроном Р. Престон считает, что пещерные обсерватории в Калифорнии (XII-VII вв. до н. э.) являются аналогом "наземных обсерваторий" (1 тыс. до н. э.), которых много в пустыне Аризона. Имеется даже проект поиска изображений Сверхновых на стенах пещер, с тем чтобы пополнить имеющиеся данные об этом редком явлении (1700 г. - Кассиопея А, 1604 г. - Кеплера, 1572 г.- Тихо Браге и пр.).

В пещерном монастыре Красен (Болгария) имеется келья, в стене которой пробито овальное отверстие со средним диаметром 30 см. По расчетам, в XIII в. н. э. солнечный луч освещал икону, расположенную на противоположной стене кельи, только два раза в год: в Сретенье (2 февраля) и в Преображение (6 августа). Так в монастыре действовала астрономическая система, позволяющая точно определять наступление весны и церковного праздника, связанных с ожиданием богатого урожая в конце года.

К пещерным изображениям обращаются и в конце XX века. Французский ученый А. Лот считает, что фрески грота Тасилли (Сахара) изображают живых существ в скафандре. Такой же рисунок найден в Японии. Возраст их одинаков - около 5 тыс. лет. Во многих пещерах Франции и Испании (Трех Братьев, Нио, Альтамира) найдены наскальные рисунки, напоминающие неопознанные летающие объекты. Так ли это? Кто знает...

Таким образом, пещеры являются настоящей "каменной библиотекой", хранящей астральные и космические представления человечества, переплетающиеся с его повседневной, земной деятельностью. Э. Тайлор на обширном этнографическом материале проследил связь движения Солнца с загробным миром: "В силу самого простого поэтического сравнения с ежедневно восходящим и заходящим солнцем, олицетворяющим человеческую жизнь в прелести рассвета, в блеске полудня и в угасании при захождении, мифическая фантазия установила в религиозных верованиях всего мира, что страна отошедших от нас душ лежит на далеком западе или в подземном мире". Миф солнечного заката вошел в представления людей относительно будущей жизни, трансформировавшись из древних фантазий дикарей в догматы церковников средневековья и позднейших мистиков...

Итог всему подводит статья Г. Хофера, опубликованная в Вестнике Союза спелеологов Германии в 1993 г. Проанализировав планы и разрезы большого числа подземных обсерваторий, он дал общую схему перемещения солнечных лучей по полу и стенам пещеры на протяжении года и суток. Очевидно, такой "механизм" работает в очень многих пещерах, надо только найти их.

Дублянский В.Н., научно-популярная книга

Магическая семерка

Еще совсем недавно развитие астрономии как науки связывалось с древнейшими земледельческими цивилизациями. Отдельные находки свидетельствовали о том, что охотники, собиратели, рыболовы разных частей света умели ориентироваться по небесным светилам, связывали сезонные изменения в природе с появлением определенных животных и т. д. Американский исследователь А. Маршак именно так интерпретировал рисунок кузнечика, выгравированный на кости мамонта из пещеры Трех Братьев: прискакал кузнечик - жди тепла!

В 30-е гг. XX в. чешский археолог К. Абсолон обратил внимание на частое повторение числа 5 в рядах зарубок, надрезов, штрихов, из которых состояли узоры на различных предметах из пещер Дольни Вестонице, Пшедмости и пр. (Моравия). Значение этих находок оценили не сразу, но в 1938 г. историк математики Дж. Сартон включил "счетную палочку" из Вестонице в перечень древнейших доказательств становления счета у первобытного человека. Позднее выяснилось, что кроме 5 (число пальцев на руке) на предметах их пещерных стоянок упорно повторяется число 4 (четыре стороны света, четыре ветра), давшие начало четырехконечному кресту и двадцатеричному (5*4) счету индейцев Америки. Значительно реже встречается более древняя (пещера Пеш дель-Азе, Франция, 300 000 лет) троичная система (3-6-9), которой пока нет убедительных природных или этнокультурных объяснений.

В 60-е гг. появились первые публикации о наличии на предметах разного рода из палеолита (бивни мамонта, рога оленя, пряжки, статуэтки, рисованные композиции из пещер Ласко, Альтамира, Гранде, Вертеш) ритмически повторяющихся ямок и нарезок, состоящих из 7-14 элементов. Использовав методы статистического анализа, историк Б. Фролов доказал, что число 7 с удивительным постоянством проявляется в орнаментах, мифах, обрядах, фольклоре народов, живших в разное время и в разных районах Земли. На 7 зон по значимости делятся палеолитические пещеры, семь линий или ямок обязательно присутствуют в орнаменте, нанесенном на женские статуэтки...

Детальный анализ выявил еще более удивительные закономерности. Черточки, нанесенные под углом к краю орнаментированного предмета, объединяются в группы (7 + 7 = 14), а затем меняют направление наклона; каждая "двойная" группа соответствует одному и тому же природному явлению - нарастанию диска Луны до полнолуния и убыванию его до новолуния в течение 28-29 дней. При достаточно больших размерах орнамента (на браслете, бивне мамонта и пр.) на нем наносятся десять двойных групп. Так выглядит архаичная форма первобытного календаря, связанного с 10 лунными месяцами продолжительности беременности. Это подтверждается наличием рисунков, непосредственно изображающих фазы Луны (пещера Канчал де Маома, 8-7 тыс. лет до н. э.).

Теперь становятся понятными и некоторые другие рисунки первобытного человека. Во многих пещерах (заметим - и во многих более поздних мифах!) очень часты композиции, объединяющие быков и женские знаки (точки, округленные ромбы, треугольники, направленные вершиной вниз). Ключом к теме является одинаковый календарный срок беременности!

Не меньшую роль в формировании астрономических познаний палеолитического человека играло и Солнце. Смена сезонов года, происходящая примерно за 360 дней, сопоставляется со сроком беременности кобыл и ослиц. Может быть, именно поэтому рисунки лошади занимают первое место по численности? Солнечный год находит отображение не только в рисунках, но и в орнаментах: на многих из них к 282 черточкам (10 лунных месяцев) симметрично добавляются еще по 42, что дает 366 дней (солнечный год).

В древнешумерийской поэме, записанной на 12 глиняных табличках (3 тыс. до н. э.), повествуется о подвигах полумифического царя Гильгамеша. Разные эпизоды поэмы отражают чередование времен года и соответствуют названиям созвездий. Десятый месяц называется месяцем "Пещеры восходящего солнца". Исследования А. Маршака показали, что необходимый для земледелия комплекс знаний о периодичности природных процессов на Земле и их связях с небесными явлениями сложился уже 10 тыс. лет назад. Затем он непрерывно совершенствовался с учетом новых потребностей.

А. Гурштейн предположил, что следующим этапом формирования астрономических знаний первобытного человека было выделение в поясе Зодиака четырех особых точек: весеннего и осеннего равноденствия (уравнивание светлого и темного времени суток) и летнего и зимнего солнцестояния (высшей и низшей полуденной высоты Солнца над горизонтом). Это требует наблюдений за перемещениями Солнца на протяжении года и "закрепления" его положения среди созвездий. Первые представления о "квартете", включающем современные созвездия Близнецов (символ рождения новой жизни), Девы (символ лета), Стрельца (символ осени) и Рыб (символ зимы), судя по археологическим находкам из пещер, сформировались еще в 8-4 тысячелетиях до нашей эры.

Таким образом, сакрализация числа 7 (отнесение его к определенному религиозному ритуалу) произошла еще в позднем палеолите. Она имеет астрономическую (фазы Луны) и биологическую (продолжительность беременности) природу. Но возможно, в чем-то правы и современные психологи, которые доказали ограниченность оперативных возможностей человека 7 однотипными единицами восприятия, памяти, действий...

Итак, находки в пещерах помогли специалистам разобраться в путях и методах формирования первичных астрономических знаний человека. Чтобы сделать следующие шаги, ему необходимо было перейти к систематическим наблюдениям. Так появились пещеры-обсерватории.

Дублянский В.Н., научно-популярная книга

Пещерные пространства

Qui prodest - кому выгодно?

Этот обычный в судебной практике вопрос, ответ на который раскрывает мотивы поступков обвиняемых, нередко задают себе исследователи естественных и искусственных полостей. Наиболее полные сводки о возможностях использования подземных пространств (40-60 видов) опубликовали X. Триммель (1968), Г.А. Максимович (1972, 1974), Р. Скриванис (1990) и П. Ф. Швецов (1992). Системный анализ, выполненный под руководством автора студентами Симферопольского университета Ириной и Максимом Козловыми, выявил более 130 различных видов использования подземных пространств. Оказалось, что между использованием пещер и искусственных полостей нет принципиальных различий. Удобнее всего характеризовать их по сферам деятельности: промышленной, сельскохозяйственной, коммуникационной, военной, социальной, культовой и научной.

Промышленная сфера. Типы и виды использования полостей:
  • для добычи вмещающих пород (известняк, мел, каменная и калийная соли, песчаник и пр.);
  • добыча выполняющих отложений (кремень, медь, золото, железо, свинец, серебро, мышьяк, уран, драгоценные камни, мраморный оникс и пр.);
  • размещение заводов и объектов инженерного оборудования (железоплавильни, обогатительные фабрики, заводы точного приборостроения, ГЭС, АЭС, заводы по очистке воды, производству вина и пр.);
  • хранение различных веществ, материалов, продуктов производства (холодильные установки, нефтепродукты, отходы промышленности и пр.).

Сельскохозяйственная сфера. Типы и виды использования полостей:
  • выращивание грибов (шампиньоны);
  • созревание сыров (рокфор и др.);
  • овощеводство (огурцы, томаты, лук, помидоры);
  • цветоводство (ландыши, жасмины, гвоздики, каллы и пр.);
  • пчеловодство (хранение ульев, пчеломатериалов и пр.);
  • добыча гнезд птиц (для еды и лечения);
  • загоны для скота (мелкий и крупный рогатый скот, домашняя птица);
  • скотомогильники.

Кроме того, из заполнителя полостей разных видов используются вода, гуано летучих мышей и птиц, костяная брекчия, гипс, мумие.

Коммуникационная сфера. Типы и виды использования полостей:
  • пути сообщения (пешеходные, велосипедные, железнодорожные, водные);
  • вокзалы, депо, стоянки автомашин;
  • коллекторы (водопроводы, газопроводы, водонесушие и водоотводящие коммуникации, электрические и телефонные кабели).

Военная сфера. Типы и виды использования полостей:
  • убежища и укрытия (мирные жители, военные, криминогенные элементы);
  • коммуникационные сооружения (пути сообщения, узлы связи, типографии и пр.);
  • фортификационные сооружения (укрепленные районы, бункера и пр.);
  • заводы (для производства оружия, боеприпасов и пр.);
  • полигоны (испытание оружия, стрельбища, места тренировок).

Из заполнителя полостей используются селитра (для производства пороха) и сталактиты (наконечники для стрел).

Социальная сфера. Типы и виды использования полостей:
  • жилье (города, убежища, тюрьмы);
  • водоснабжение (цистерны для сбора и хранения воды, колодцы);
  • склады (вино, фрукты, медикаменты, золотой запас, клады, послания потомкам и инопланетянам, мусор и пр.);
  • торговые помещения (магазины, рестораны, буфеты, мастерские, почта, телеграф и пр.);
  • лечебные цели (лечебницы разных профилей, а также отложения: мумие, гипс, мирабилит, галмей, гнезда стрижей, вода);
  • спортивно-экскурсионные цели (спортзалы, хоккейные поля, плавательные бассейны, учебные полигоны, спелеотуризм, экскурсии, танцевальные и концертные залы, музыкальные школы, проведение соревнований по спелеоориентированию, новогодние елки, фотографирование и пр.);
  • культурно-просветительные цели (горные, археологические, биологические, фармакологические, спелеологические музеи; библиотеки, архивы и пр.).

Культовая сфера. Типы и виды использования полостей:
  • отправления культов (первобытные святилища, языческие капища, ведические, индуистские, исламские, иудейские, синтоистские, христианские храмы, часовни, церкви, мечети, монастыри);
  • отправления обрядов (инициация, бракосочетание, похороны и пр.).

Научная сфера. Типы и виды использования полостей:
  • выяснение условий образования и существования полостей (маршрутные и стационарные геологические, гидрогеологические, микроклиматические, инженерно-геологические, биологические и прочие исследования);
  • изучение процессов, происходящих в земной коре и в космосе (геофизические наблюдения - наклономерные, деформографические, сейсмические, электромагнитные и др.; астрофизические наблюдения - изучение космических излучений, частиц больших энергий и пр.);
  • изучение жизни под землей (биологические наблюдения - жизнь животных в условиях вечной темноты, постоянной температуры и влажности; медицинские - изучение биоритмов человека при длительном пребывании под землей в спокойной и стрессовой обстановке, поведение человека и коллектива людей в условиях замкнутого пространства и информационной изоляции и пр.).

Изучение пещерных пространств дает важные результаты не только в перечисленных, но и во многих других научных направлениях геологии (минералогия, седиментология и пр.), гидрогеологии (изучение конденсации, особенностей движения подземных вод и формирования их гидрохимии, математики (проблемы топологии и пр.).

Таким образом, использование подземных пространств полифункционально. Оно началось с палеолита и продолжается на протяжении всей истории человечества. К концу XX в. отмечается резкое увеличение видов и типов использования пещерных пространств, а также - увеличение количества используемых для разных целей объектов. Поэтому возникает проблема их оценки как ресурсов. В. Н. Андрейчук и Г. А. Бачинский считают пещерные пространства природными ресурсами особого типа; В. П. Коржик рассматривает их отдельные компоненты (горная порода, атмосфера, вода, биота) как специфические виды природных ресурсов. Приведенные данные свидетельствуют, что их нельзя в полной мере соотносить ни с одним из типов ресурсов, выделенных Н. Ф. Реймерсом.

Пещерные пространства - это интегральные ресурсы. Отдельные их типы (емкостные, газообразные, жидкие, твердые) в разных комбинациях входят в состав общих ресурсов: природных (пространственные, энергетические, литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы), трудовых (лечебные, познавательно-информационные, культурные, рекреационно-эстетические) и материальных (строительные, коммуникационные). Ресурсный подход к пещерным пространствам нуждается в выработке предложений и нормативов по их оценке, рациональному использованию и охране.

Наличие подземных пространств осложняет инженерно-строительное освоение территории. Если в 50-е гг. XX в. считалось, что естественные и искусственные полости оказывают влияние на устойчивость территории при глубине залегания до 20 м, то затем этот предел стал быстро увеличиваться. В настоящее время известны случаи их отрицательного влияния при глубине заложения 100-400 (Подмосковье, Приуралье, отдельные штаты США), а кое-где (Германия, Китай) - даже до 800-1000 м. Это заставляет по-новому подходить к геологической и экономической оценке территорий, где имеются пещеры и искусственные выработки.

Детальное рассмотрение возможностей использования подземных пространств уведет нас далеко в сторону. Поэтому остановимся только на нескольких из них, раскрывающих связи пещер с точными науками, археологическими и медико-биологическими проблемами.

Дублянский В.Н., научно-популярная книга