Подземный мир

К поверхностным формам карста относятся мелкие борозды, трещины и углубления на оголенной поверхности растворимых горных пород, так называемые карры, замкнутые отрицательные формы рельефа - воронки, "слепые" (замкнутые в нижнем конце) балки и долины, котловины, крупные плоскодонные котловины, обрамленные крутыми бортами, с исчезающими или внезапно появляющимися на поверхности их днища водотоками - полъя, положительные формы рельефа в виде скалистых останцов, особенно характерные для известняковых областей тропиков и именуемые кубинским словом моготе. Сочетания этих форм образуют основу своеобразных ландшафтов на поверхности Земли, называемых карстовыми ландшафтами. Их изучением занимается особая отрасль знания геолого-географических наук - карстоведение.

К растворимым природными водами горным породам относятся известняк, доломит, мел, мрамор, гипс, ангидрит, каменная соль и др.

Горные породы

На поверхности суши или близ поверхности под покровом других, преимущественно рыхлых, осадков залегают горные породы, способные к растворению (выщелачиванию) природными водами. Эти процессы распространены приблизительно на одной трети суши, почти во всех странах мира. В результате выщелачивания горных пород, которое нередко сопровождается также размывом и подземным механическим выносом рыхлых осадков, на земной поверхности образуются своеобразные формы рельефа, называемые карстовыми. Термин "карст" происходит от австрийского названия плато Карст (сейчас оно носит словенское название Крас) в Северо-Западной Югославии, на границе с Италией, где эти формы типично выражены.

Особенное внимание исследователей - карстоведов и спелеологов привлекают связанные с выщелачиванием растворимых горных пород подземные формы рельефа - карстовые колодцы, естественные шахты, пропасти и пещеры. Карстовые колодцы и шахты - это вертикальные или круто наклоненные полости, уходящие от земной поверхности в глубь толщи горных пород.

Глубочайшая в СССР карстовая пропасть Снежная (вертикальный разрез вдоль галереи, по данным 1980 г.)

Колодцы и шахты различаются между собой по глубине: к шахтам относятся полости глубже 20 м, достигающие нескольких десятков, а то и сотен метров. Полости колодцев и шахт возникают в результате провалов, выщелачивания (по трещинам), сопровождающегося обрушениями горных пород.

Глубочайшие карстовые пропасти мира и СССР

Карстовые пропасти представляют собой комбинации естественных шахт с горизонтальными и наклонными пещерными ходами. К ним относятся, в частности, глубочайшие карстовые полости мира и СССР, достигающие глубины 1000 м и более.

Большинство карстовых пещер образуется при ведущей роли выщелачивания, часто при совместном действии растворения и размыва горной породы (размыва, подготавливаемого растворением по спайкам ее зерен). Значительна бывает и роль обрушений породы.

В морфологии пещерных полостей большая роль принадлежит трещиноватости горной породы, а также натечно-капельным образованиям. От трещиноватости горной породы зависят направления пещерных ходов и форма их поперечных разрезов.

Натечно-капельные образования особенно характерны для известняковых пещер, где они возникают не в результате испарения капающего с потолка раствора, как в некоторых гипсовых и соляных пещерах, а из-за улетучивания углекислого газа из раствора бикарбоната кальция, в связи с чем происходит осаждение карбоната.

Натечно-капельные образования известняковых пещер - сталактиты, сталагмиты, сталагнаты (колонны), драпировки, занавеси - это удивительные украшения подземного мира, превращающие карстовые пещеры в сказочные подземные дворцы. Некоторые пещеры, так называемые ледяные, точнее, пещеры-ледники бывают украшены крупными ледяными кристаллами, сталактитами (сосульками), сталагмитами, наплывами и пр. (в СССР большой известностью пользуется Кунгурская пещера).

Во многих пещерах есть подземные озера (например, в той же Кунгурской, в гроте Дружба народов), по другим протекают подземные реки, и туристы могут совершать по ним лодочные прогулки. Самая древняя "туристическая" пещера мира, где туристы и теперь с удовольствием плавают по подземной реке, - пещера Хан на реке Лес в Бельгии. С 1858 г. и очень долгое время она считалась длиннейшей в Европе (5 км). Но теперь подземный мир изучен гораздо полнее, и самые крупные пещеры мира и Европы оказались гораздо длиннее, чем полагали раньше.

Ледяные сталагмиты и сталагнаты (колонны) в Кунгурской пещере

Длиннейшие карстовые пещеры мира и СССР

В таблице на первом месте стоит пещерная система Флинт-Мамонтова. Интересна история открытия этого пещерного гиганта. До 70-х годов в штате Кентукки на берегу Грин-Ривер были известны две пещеры, расположенные по соседству. Знаменитая Мамонтова пещера обнаружена в 1809 г. охотником, преследовавшим раненого медведя. В 1812 г. было установлено, что она крупнейшая в мире.

Сталагмиты поднимаются в виде столбов со дна пещеры

В Новоафонской пещере

С Мамонтовой пещерой соперничала по длине пещера Флинт-Ридж. В ее систему вошла как одна из составляющих Кристальная пещера, открытая в 1917 г. Ф. Коллинзом и приобретенная им в собственность вместе с земельным участком. Ф. Коллинз трагически погиб, исследуя обнаруженную им соседнюю пещеру (Санд-Кэйв). Так как Коллинз из корыстных соображений держал в секрете свои открытия в Кристальной пещере (а исследовал он ее семь лет), то только впоследствии выяснилось, что она громадна по длине. Это обнаружили, найдя соединение Кристальной пещеры с Флинт-Ридж, длина которой сразу возросла до 79 км (в Мамонтовой* пещере тогда было известно 74 км проходов). Весной 1973 г. из-за рубежа поступили сведения, что пещера Флинт-Ридж, уже достигавшая в 1970 г. 121 км длины, через найденный новый ход соединилась с Мамонтовой. В результате обнаружилась единая пещерная система Флинт-Мамонтова 233 км длиной. Теперь ее длина составляет уже 341 км.

Подземный мир не безжизнен. Фауна и флора пещер весьма оригинальны. Довольно глубоко внутрь пещер проникают зеленые растения, которые способны иногда довольствоваться количеством света, не воспринимаемым глазом. В глубинах пещер развиваются автотрофные бактерии, которые, окисляя неорганические соединения и используя углекислоту, создают органическое вещество. Однако главным источником существования пещерных животных, не встречающихся вне пещер и ведущих исключительно подземный образ жизни, служит органическое вещество, приносимое в пещеры извне водными потоками, и помет летучих мышей, которые питаются за пределами пещер, вылетая из них ночью. Многие животные питаются грибным мицелием, развивающимся на помете летучих мышей. Таким образом, подземный мир живет в тесной связи с наземными ландшафтами, из которых поступают воздух, вода и органическое вещество.

Карст мира

У животных - типичных пещерных обитателей, как правило, редуцированы органы зрения и пигментация тела (они бесцветны, прозрачны или имеют бледную желтовато-белую окраску). Зато у многих животных очень хорошо развиты органы осязания, обоняния и т. п. Пещеры могли представлять благоприятные условия для сохранения древних форм, являясь своеобразными убежищами при резких переменах природной обстановки на поверхности Земли. Изучение пещерных организмов представляет большой интерес для освещения некоторых общих вопросов эволюции органического мира и зоогеографии. Своеобразие морфологии карстовых полостей (подземной "топографии"), наличие элементов гидрографической сети (подземных рек и озер, а иногда и ледников), свой особенный микроклимат, своеобразие форм животных и растительных организмов позволяют рассматривать подземный мир как особый природный комплекс.

Пещеры представляют большой интерес для туризма. Часто пещеры имеют археологическое и историческое значение, они интересны в минералогическом отношении, используются в лечебных целях. Исследование пещер и других подземных карстовых полостей важно для понимания закономерностей развития карста, народнохозяйственное значение которого исключительно многообразно.