Вместо введения

Во многих районах Советского Союза, особенно в горных, широко распространены пещеры и ниши самого различного происхождения. Одни из них выдуты ветром в скальных породах, другие образовались в лавовых потоках, а третьи возникли в результате растворяющей и динамической деятельности речных, озерных и морских вод. Пещеры встречаются также в толще ледников. В настоящей работе рассматриваются лишь карстовые пещеры, приуроченные к легкорастворимым карбонатным (известняки, доломиты, писчий мел) и галогенным (гипсы, ангидриты, каменная соль) породам.

Изучением пещер занимается спелеология (от латинского слова spelunca - пещера). Это название было предложено в 1890 г. французским исследователем Е. Ривера. Спелеология как комплексная наука возникла и развивается на стыке географических и геологических наук. Она изучает подземные формы, процессы, определяющие их образование, особенности морфоскульптуры, пещерные отложения, микроклимат, гидрологию, растительность и животный мир пещер, а также подземные ландшафты.

Пещеры издавна привлекали к себе внимание человека. На заре его жизни пещеры являлись первыми естественными убежищами, в которых древние люди укрывались от неблагоприятных условий внешней среды. Нередко пещеры доставались нашим далеким предкам после упорной борьбы с гигантскими хищниками - пещерным львом, медведем и гиеной, устраивавшими в них свое логово. Найденные во многих пещерах орудия труда и предметы быта каменного, бронзового и железного веков свидетельствуют о том, что доисторический человек весьма длительное время пользовался пещерами. Здесь начала зарождаться и первая культура.

Позже, когда люди научились строить жилища, пещеры для этой цели стали не нужны. Теперь они скорее возбуждали любопытство, манили к себе неизвестностью и вместе с тем порождали суеверный страх. Немногие отваживались проникнуть в холодное и мрачное подземелье. Смертельный ужас охватывал смельчака, когда зловещее безмолвие пещеры внезапно нарушалось грохотом упавшего где-то камня или мелодичным шлепаньем капли. В холодном поту человек покидал пещеру, сохранив яркие и глубокие впечатления от виденного и пережитого. Его пылкое воображение рисовало удивительные картины, обычно далекие от действительности. Так затем складывались легенды и предания, нередко красивые и поэтичные. Богатая человеческая фантазия населяла подземный мир могущественными и таинственными существами, которые живут в окружении сказочных богатств. И только тот может добыть их, кто обладает чистым сердцем, бескорыстием, мужеством и беспредельной любовью к людям.

У многих народов пещеры считались священными. У входа в них устраивались молельни. "Хозяину пещеры" приносили богатые дары - предметы домашнего обихода, продукты питания, медные и серебряные деньги. Иногда в честь "духа" пещеры устраивались кровавые жертвоприношения.

В прошлом происхождение пещер люди связывали с таинственными силами. Эту версию всячески поддерживали жрецы и церковники. Лишь в XVIII в., исследовав особенности строения, условия формирования и характер размещения пещер по земной поверхности, ученые доказали их естественное происхождение. Карстовые пещеры образовались в результате длительного многовекового растворения карбонатных и галогенных пород водами, циркулирующими по трещинам этих отложений. Подвергаясь выщелачиванию и механическому воздействию вод, известняки и гипсы постепенно разрушаются, и маленькие незаметные трещинки превращаются в подземные полости. По мере развития пещеры в ней образуются крупные гроты-залы, соединяющиеся между собой узкими и широкими проходами, нередко расположенными па разных гипсометрических уровнях.

Но вода не только строит великолепные подземные дворцы и гигантские полости, встречающиеся иногда на большой глубине от поверхности, она является еще и замечательным скульптором. Вода украшает подземные залы причудливыми кальцитовыми, соляными и ледяными колоннами, канделябрами, каменными фонтанами, тяжелыми драпировками, прозрачными занавесями, нежными гипсовыми цветами, кристаллами и другими образованиями, делающими гроты и галереи сказочно красивыми. Иногда кальцитовые натеки образуют ярусные занавеси, создающие полную иллюзию застывшего северного сияния. Особенно интересен пещерный жемчуг, имеющий тот же химический состав, что и настоящий.

В двойственной деятельности природных вод - непрерывном разрушении горных пород и создании подземных полостей, а также в накоплении растворенного вещества в других местах - и заключается сущность карстового процесса. Наиболее широко карстовые процессы и образованные ими карстовые формы развиты на известняковом плато Карст (Крас) в Словении (Югославия), откуда они и получили свое название.

Подземный мир пещер - это царство холода, мрака и таинственной тишины. В некоторых гротах, особенно северных пещер, круглый год господствует суровая зима. При свете фонаря все здесь переливается мириадами разноцветных искр и завораживает наблюдателя. От легкого прикосновения к своду нежные ледяные кружева и кристаллы рассыпаются в мельчайшую пыль, которая долго кружится в воздухе алмазными брызгами. Однако в большей части пещер ледяные образования отсутствуют, так как в них сохраняется хотя и низкая, но положительная температура в течение всего года. Стены и потолки гротов таких пещер украшены кальцитовыми натеками.

По дну многих пещер текут стремительные и говорливые потоки; формирующие свои долины в рыхлых отложениях или коренных породах. На склонах этих долин иногда развиты миниатюрные террасы. Подземные реки производят большую работу. Особенно интересны озера, отличающиеся повышенной минерализацией и высокой прозрачностью воды. От стальной глади вод веет холодом. На поверхности озер иногда образуется кальцитовая или гипсовая корочка белого цвета, которая, словно тонкий ледок, покрывает озеро. Если уровень озера опускается, то между поверхностью воды и кальцитовой корочкой возникает пространство. В зимнее время часть озер, расположенных недалеко от входа, покрывается настоящим чистым и гладким льдом. Замечательны застывшие водопады из голубовато-зеленого льда.

Может сложиться представление, что в пещерах, где царствует вечная ночь и господствуют низкие температуры, нет органической жизни. Однако это не так. В пещерах обитают самые разнообразные животные и растительные организмы. Здесь встречаются летучие мыши, некоторые виды земноводных, различные насекомые, науки, многоножки, а в реках и озерах - некоторые виды рыб и рачков. В пещерах Советского Союза сейчас известно более 180 видов троглобионтов, т. е. типичных подземных обитателей. Из растительных организмов в пещерах находят несколько видов грибов, вырастающих на помете летучих мышей, а также гниющих деревянных предметах. Подземные организмы приспособились к особым экологическим условиям. Прежде всего многие из них совершенно лишены органов зрения, но зато отличаются сильно развитым обонянием. Другой их особенностью является слабая пигментация - многие организмы совершенно бесцветны.

Исследование пещер связано с большими трудностями, а иногда и с опасностью для жизни. Зато масса замечательных сюрпризов и ценных научных открытий ждет исследователей пещер. Изучение пещер проводится специалистами разных отраслей знаний с применением геологических, геоморфологических, топографических, геофизических, минералогических, биоспелеологических, палеонтологических, археологических и других методов. В настоящее время при исследовании пещер стали применять специальную технику, что значительно расширило возможности преодоления трудных проходов, пропастей и сифонов и позволило проникать в ранее совершенно недоступные дальние части пещер, представляющие особый научный интерес.

В исследовании карстовых полостей в последние годы достигнуты большие успехи. В 1963 г., по данным Г. А. Максимовича, в Советском Союзе было известно всего 15 пещер длиной более 1 км, причем общая протяженность их составляла 70 120 м. В настоящее время на территории нашей страны насчитывается уже 61 пещера длиной более 1 км, суммарная длина которых - 344 457 м.

Подавляющее большинство карстовых пещер имеет небольшие размеры и представляет собой неглубокие ниши и туннели, расположенные в береговых обрывах обычно на разных высотных уровнях. Крупные пещеры встречаются реже. Среди них в Советском Союзе выделяется Оптимистическая (Подолия), длина которой достигает 92 000 м. Особый интерес представляют вертикальные пещеры или шахты. Самая большая естественная шахта в СССР - Снежная (Кавказ) глубиной 770 м.

Пещеры существуют не вечно. В определенных условиях они зарождаются, развиваются и затем разрушаются, заполняясь глинистым материалом, натечными образованиями и каменными глыбами, обвалившимися со сводов. Процесс заполнения подземных полостей идет параллельно с их формированием. Однако в начальный период он проявляется менее энергично, чем процесс разрушения пород, поэтому подземные полости постепенно увеличиваются. По мере развития пещер активизируются процессы аккумуляции, и подземные полости, заполняясь различными материалами, могут вообще исчезнуть.

Изучение подземных карстовых полостей представляет большой научный интерес и имеет важное прикладное значение. Оно дает ценный материал для всестороннего исследования сложного и противоречивого карстового процесса, позволяет выявить основные закономерности и особенности карста, без учета которых в районах распространения легкорастворимых карбонатных и сульфатных пород не может быть осуществлено ни одно хозяйственное мероприятие, поскольку влияние карста проявляется в самых разнообразных сферах человеческой деятельности.