Что означает карстовая пещера

Карстовые пещеры

Пеще́ра — естественная полость в верхней толще земной коры, сообщающаяся с поверхностью земли одним или несколькими выходными отверстиями, проходимыми для человека. Наиболее крупные пещеры — сложные системы проходов и залов, нередко суммарной протяженностью до нескольких десятков километров. Пещеры — объект изучения спелеологии.

Можно разделить пещеры по их происхождению на пять групп. Это тектонические пещеры, эрозионные пещеры, ледовые пещеры, вулканические пещеры, и, наконец, самая большая группа, карстовые пещеры. Пещеры, в привходовой части, при подходящих морфологии (горизонтальный просторный вход) и расположении (близко к воде) использовались древними людьми в качестве удобных жилищ.

Содержание

Типы пещер

Карстовые пещеры

Таких пещер большинство. Именно карстовые пещеры имеют наибольшую протяжённость и глубину. Пещеры образуются вследствие растворения пород водой. Поэтому карстовые пещеры встречаются только там, где залегают растворимые породы: известняк, мрамор, доломит, мел, а также гипс и соль.

Известняк, а тем более мрамор, растворяются чистой дистиллированной водой очень плохо. В несколько раз растворимость повышается, если в воде присутствует растворённый углекислый газ (а он всегда растворён в воде, в природе), однако всё равно известняк растворяется слабо, по сравнению, скажем, с гипсом или, тем более, солью. Но оказывается, что это положительно сказывается на образовании протяжённых пещер, поскольку гипсовые и соляные пещеры не только быстро образуются, но и быстро разрушаются.

Огромную роль при образовании пещер играют тектонические трещины и разломы. По картам исследованных пещер очень часто можно видеть, что ходы приурочены к тектоническим нарушениям, которые видны на поверхности. Также, разумеется, для образования пещеры необходимо достаточное количество водных осадков, удачная форма рельефа: осадки с большой площади должны попадать в пещеру, вход в пещеру должен располагаться заметно выше того места, куда разгружаются подземные воды и т. п.

Химизм карстовых процессов таков, что часто вода, растворив породу, через некоторое время откладывает её обратно, образуя т. н. натёчные образования: сталактиты, сталагмиты, геликтиты, драпировки и проч.

Длиннейшая в мире Мамонтова пещера в США заложена в известняках. Она имеет суммарную протяжённость ходов более 500 км. Длиннейшая пещера в гипсах — Оптимистическая, на Украине, протяжённостью более 200 км. Образование таких длинных пещер в гипсах связано с особым расположением пород: пласты гипса, вмещающие пещеру, перекрыты сверху известняками, за счёт чего своды не обрушиваются. Длиннейшая пещера России — пещера Бо́товская, свыше 60 км длиной, заложена в известняке, находится в Иркутской области, бассейн р.Лены. Немного уступает ей Большая Орешная — карстовая пещера в конгломератах в Красноярском крае. Глубочайшие пещеры планеты тоже карстовые: Крубера-Воронья (-2191 м), Снежная (-1753 м) в Абхазии. В России глубже всех пещера Горло Барлога (-900 м) в Карачаево-Черкесии. Все эти рекорды непрерывно меняются, неизменно лишь одно: лидируют карстовые пещеры.

Тектонические пещеры

Такие пещеры могут возникать в любых породах в результате образования тектонических разломов. Как правило, такие пещеры встречаются в бортах глубоко врезанных в плоскогорье речных долин, когда огромные массивы породы откалываются от бортов, образуя трещины отседания (шерлопы). Трещины отседания обычно клином сходятся с глубиной. Чаще всего они заваливаются рыхлыми отложениями с поверхности массива, но иногда образуют довольно глубокие вертикальные пещеры, до 100 м глубиной. Шерлопы широко распространены в Восточной Сибири. Изучены они сравнительно слабо, и, вероятно, встречаются весьма часто.

Эрозионные пещеры

Пещеры, образуемые в нерастворимых породах за счёт механической эрозии, то есть проработанные водой, содержащей крупинки твёрдого материала. Часто такие пещеры образуются на берегу моря под действием прибоя, но они невелики. Однако, возможно образование и пещер, проработанных по первичным тектоническим трещинам уходящими под землю ручьями. Известны довольно крупные (сотни метров длиной) эрозионные пещеры, образованные в песчаниках и даже гранитах.

Ледниковые пещеры

Ещё один тип ледниковых пещер — пещеры, образуемые в леднике в месте выхода внутриледниковых и подледниковых вод на краю ледников. Талые воды в таких пещерах могут течь как по ложу ледника, так и по ледниковому льду.

Особый тип ледниковых пещер — пещеры, образуемые в леднике в месте выхода подземных термальных вод. Поскольку вода горячая, она способна проделывать объёмные галереи, однако такие пещеры залегают не в самом леднике, а под ним, поскольку лёд проплавляется снизу. Термальные ледиковые пещеры встречаются в Исландии, Гренландии и достигают значительных размеров.

Вулканические пещеры

Эти пещеры возникают при извержениях вулканов. Поток лавы, остывая, покрывается твёрдой коркой, образуя лавовую трубку, внутри которой по-прежнему течёт расплавленная порода. После того как извержение уже, фактически, закончилось, лава вытекает из трубки с нижнего конца, а внутри трубки остаётся полость. Понятно, что лавовые пещеры залегают на самой поверхности, и часто кровля обваливается. Однако, как оказалось, лавовые пещеры могут достигать очень больших размеров, вплоть до 65.6 км длины и 1100 м глубины (пещера Пещера Казамура, Гавайские острова).

Глубочайшие пещеры мира [2]

Длиннейшие пещеры мира [5]

Крупнейшие пещеры на территории бывшего СССР

Спелеофауна, вопросы экологии

Хотя живой мир пещер, как правило, не очень богат (исключая привходовую часть, куда попадает солнечный свет), тем не менее, некоторые животные обитают в пещерах, причём именно в пещерах. Прежде всего, конечно, это летучие мыши, многие их виды используют пещеры как ежедневное укрытие или для зимовки. Причём, летучие мыши залетают, подчас, в весьма удалённые и труднодоступные уголки, прекрасно ориентируясь в узких лабиринтовых ходах.

Помимо летучих мышей в некоторых пещерах, в районах с тёплым климатом, обитают несколько видов насекомых, пауки (Neoleptoneta myopica), раки, креветки (Palaemonias alabamae), саламандры и рыбы (Amblyopsidae). Причём пещерные виды адаптируются к полной темноте, теряют зрение. Зачастую эти виды очень редкие, эндемики.

Археологическая ценность

В культуре

Пещера имеет важное символическое значение.

Источник

КАРСТОВЫЕ ПЕЩЕРЫ

2 гектара, что обусловлено многочисленностью и извилистостью ходов, залегающих на глубине

В регионах с холодным климатом и суровыми зимами в подземные карстовые полости проникает морозный воздух и застаивается там так, что даже летом температура воздуха в них близка к нулю или отрицательна. В таких случаях на потолке и стенах пещеры начинают образовываться лёд в виде корок, кристаллов, ледяных сталактитов и сталагмитов. Из таких ледяных пещер наибольшей известностью пользуется знаменитая Кунгурская ледяная пещера. Кунгурская ледяная пещера находится в Пермской области (Сев. Урал), это одна из самых крупных пещер России (длина ходов пещеры составляет 5,6 км.) и единственная пещера, оборудованная для экскурсий, она находится внутри так называемой Ледяной горы, которая расположена на правом берегу р. Сылвы.

Комплекс поверхностных и подземных карстовых форм наиболее полно выражен в том случае, когда поверхность растворимых горных пород обнажена (голый карст); менее выражен, когда эти горные породы перекрыты слоем почвы и дёрна (задернованный карст), нерастворимыми рыхлыми осадками (покрытый карст), полускальными и скальными образованиями (бронированный карст). В случае глубокого погребения растворимых пород под некарстующимися толщами образуется т.н. погребённый карст.

Источник

Новое в блогах

Кавказ. Пещеры, карстовые пещеры.

Образование карстовых пещер

Карстовые пещеры – это подземные полости, образовавшиеся и толще земной коры, в районах распространения легкорастворимых карбонатных и галогенных горных пород, подвергаясь выщелачиванию и механическому воздействию, эти породы постепенно разрушаются, что приводит к образованию различных карстовых форм. Среди них наибольший интерес вызывают подземные карстовые формы – пещеры, шахты и колодцы, характеризующиеся иногда весьма сложным строением.

Одним из основных условий образования карстовых пещер является наличие карстующихся горных пород, отличающихся значительным литологическим разнообразием. Среди них выделяются карбонатные породы (известняки, доломиты, писчий мел, мраморы), сульфатные (гипсы, ангидриты) и галоидные (каменная, калийная соли). Карстующиеся породы имеют весьма широкое распространение. Во многих местах они перекрываются маломощным чехлом песчано-глинистых отложений или непосредственно выходят на поверхность, что благоприятствует активному развитию карстовых процессов и образованию различных карстовых форм. На интенсивность карстообразования значительное влияние оказывает также мощность пород, их химический состав и особенности залегания.

Как уже говорилось, строителем карстовых пещер является вода. Однако чтобы вода могла растворять горные породы, они должны быть водопроницаемы, т. е. трещиноваты. Трещиноватость пород является одним из основных условий развития карста. Если карбонатный или сульфатный массив монолитен и состоит из твердых разностей пород, лишенных трещиноватости, то он не подвергается воздействию карстовых процессов. Однако такое явление встречается редко, так как известняки, доломиты и гипсы трещиноваты по своей природе. Трещины, рассекающие известняковые массивы, имеют различное происхождение. Выделяют трещины литогенетические, тектонические, механической разгрузки и выветривания. Наиболее распространены тектонические трещины, которые обычно секут различные слои осадочных пород, не преломляясь при переходе из одного слоя в другой и не меняя своей ширины. Тектоническая трещиноватость отличается развитием сложных взаимно перпендикулярных трещин шириной 1–2 мм. Наибольшей раздробленностью и трещиноватостью горные породы характеризуются в зонах тектонических нарушений. Выпадая на поверхность карстующегося массива, атмосферные осадки по трещинам различного происхождения проникают в глубь этого массива. Циркулируя по подземным каналам, вода выщелачивает горную породу, постепенно расширяет подземные проходы и образует иногда громадные гроты. Движущаяся вода является третьим обязательным условием развития карстовых процессов. Без воды, растворяющей и разрушающей горные породы, не было бы карстовых пещер. Вот почему особенности гидрографической сети и своеобразие гидрогеологического режима в значительной мере определяют степень каверзности карстующихся толщ, интенсивность процессов выщелачивания и условия развития подземных полостей.

Дождевые и талые снеговые воды

Основную роль в формировании многих карстовых полостей играют инфильтрационные и инфлюационные дождевые и талые снеговые воды. Такие пещеры – коррозионно-эрозионного происхождения, поскольку разрушение породы происходит как за счет ее химического выщелачивания, так и путем механического размыва. Однако не следует думать, что эти процессы протекают одновременно и непрерывно. На разных стадиях развития пещер и на разных их участках доминирует обычно один из указанных процессов. Образование некоторых пещер целиком связано или с коррозионными, или с эрозионными процессами. Встречаются также нивально-коррозионные пещеры, своим происхождением обязанные деятельности талых снеговых вод в зоне контакта снежной толщи с карстующейся породой. К ним относятся, например, сравнительно неглубокие (до 70 м) вертикальные полости Крыма и Кавказа. Многие пещеры возникли в результате обвала кровли над подземными коррозионно-эрозионными пустотами. Некоторые естественные полости образовались путем выщелачивания горных пород восходящими по трещинам артезианскими, минеральными и термальными водами. Таким образом, карстовые пещеры могут иметь коррозионное, коррозионно-эрозионное, эрозионное, нивальнокоррозионное, коррозионно-гравитационное (провальное), гидротермальное и гетерогенное происхождение.

Конденсационные воды

Помимо инфильтрационных, инфлюационных и напорных вод в образовании пещер определенную роль играют также конденсационные воды, которые, собираясь на стенках и потолке пещер, разъедают их, создавая причудливые узоры. В отличие от подземных ручьев конденсационные воды воздействуют на всю поверхность полости, в связи с чем оказывают наибольшее влияние на морфологию пещер. Особенно благоприятными условиями для конденсации влаги характеризуются небольшие полости, расположенные на значительной глубине от поверхности, поскольку количество конденсационной влаги находится в прямой зависимости от интенсивности воздухообмена и в обратной от объема полости. Наблюдения, проведенные в Горном Крыму, показали, что в исследованных карстовых пещерах в течение года конденсируется 3201,6 м3 воды, а в подземных полостях всей главной гряды в 2500 раз больше (т. е. 0,008004 км3). Эти воды отличаются большой агрессивностью. Жесткость их превышает 6 мг-экв (300 мг/л). Таким образом, за счет инфильтрационных вод пещеры Горного Крыма, как показывают несложные расчеты, увеличиваются по сравнению с общим объемом примерно на 5,3%. Средняя минерализация конденсационных вод около 300 мг/л, следовательно, они выносят в течение года 2401,2 т (8004 • 106л X 300 мг/л) углекислого кальция. Суммарный вынос карбоната кальция карстовыми источниками Горного Крыма составляет около 45 000 т/год. Следовательно, роль конденсационных вод в формировании подземных полостей сравнительно невелика, причем воздействие их на горную породу как агента денудации ограничивается в основном теплым периодом.

Источник

Как образуются карстовые пещеры?

Пещеры вызывают пристальный интерес не только исследователей, но и просто любознательных людей, благо тема эта достаточно многогранна.

Начнем с того, что существуют несколько видов пещер, как то тектонические – образующиеся в местах тектонических разломов, вулканические – которые, образуются, когда остывающий лавовый поток покрывается коркой, в результате чего появляется лавовая трубка. Внутри этой трубки какое-то время продолжает течь лава, что приводит к образованию полости. Но, безусловно, самая многочисленная группа – это карстовые пещеры.

Карстообразование связано с так называемым каскадом углекислого газа. Процесс этот происходит, когда поверхность почвы вокруг трещин разрушается углекислотной водой, особенно активно растворяются карбонатные почвы, такие как известняк и гипс.

Разнообразие и необычность этих творений природы поистине неисчерпаемы. Самая известная и одна из самых крупных карстовых пещер – Мамонтова в США, по сути, это скорее целая система объединенных между собой пещер, образовавшихся в известняковом пласте.

Встречаются здесь и совсем уникальные образования, например, пещера Мовиле в Румынии, образовавшиеся в результате воздействия на горную породу серной кислоты, кроме того в ней возникла абсолютно замкнутая экосистема, изолированная от окружающей среды.

А странная пещера кристаллов в Мексике, в которой находятся гигантские кристаллы селенита – минерала структурной разновидности гипса, самый крупный из которых достигает 11 метров в длину, 4 метра в ширину и весит около 55 тонн. В пещере еще и экстремальные условия: температура 58 градусов при влажности 90 процентов.

Между прочим, карстовыми бывают не только пещеры, существуют также провалы, шахты, колодцы. Последние возникают при выщелачивании горных пород просачивающейся водой и, по сути, являются вертикальными пещерами.

Наверное, самый знаменитый из карстовых колодцев – это священный сенот в Мексике, представляющий собой гигантскую воронку, диаметром 60 метров, с отвесными стенами из известняка, круто обрывающимися вниз к воде. По представлениям майя в нем обитал бог дождя Чак, которому делались различные подношения и приносились жертвы. При исследовании дна археологами было обнаружено огромное количество золотых и нефритовых украшений, которые бросались в эту бездну, чтобы умилостивить бога.

Священный сенот в Мексике .

Интересно, что в результате разрушения пещер появляются карстовые озера. Так, огромные подземные пещеры в Хорватии дали жизнь сразу двум озерам, Голубому и Красному, кстати, если первое получило свое название за цвет воды, то второе из-за цвета прибрежных скал, имеющих красно-коричневый оттенок из-за присутствия в них оксида железа.

Карстовое происхождение имеет широко известное Голубое озеро в Абхазии, причем эффектный синий цвет его воды напрямую зависит от образующего стены водоема известняка.

Стоит еще упомянуть о псевдокарсте. Он делится на термокарст, связанный с таянием мерзлых пород в области вечной мерзлоты, и глинистый карст, возникающий в сильнокарбонатных суглинках при наличии на поверхности трещин.

Уникальность спелеофауны, значение пещер в сохранении и консервации останков древних людей и животных делают их настоящей лабораторией для ученых самых разных направлений, и открытия там еще далеко не закончились.

Источник

Карстовые пещеры

Карстовые пещеры представляют собой пространства под землей, которые сформировались в толще земной коры, в областях залегания легкорастворимых карбонатных и галогенных горных пород. Посредством выщелачивания и механического действия происходит медленная деструкция таких пород, вследствие чего формируются различные карстовые формы. В этой статье мы расскажем о том, как и, где образуются карстовые пещеры.

Образование карстовых пещер

Самое главное условие формирования карстовых пещер – это присутствие карстующихся горных пород, которые отличаются внушительным литологическим разнообразием. Из них можно выделить:

Карстующиеся породы характеризуются широким распространением. Часто они перекрыты тонким слоем песчано-глинистых отложений или полностью располагаются на поверхности. Это становится причиной активного развития карстовых процессов и формирования разных карстовых форм. На интенсивность карстообразования значительное влияние оказывает также мощность пород, их химический состав и особенности залегания.
Главный строитель карстовых пещер – это вода. Без нее пещера не образуется. Но, воде нужны особые условия для расворения горных пород, а именно водопроницаемость или наличие трещин. Трещиноватость пород – основное условие развития карста. Когда карбонатный или сульфатный массив имеет строение монолита, то есть в нем отсутствуют трещины, он не будет подвергаться действию карстовых процессов.
К счастью монолитные массивы формируются крайне редко, чаще всего известняки, доломиты и гипсы имеют трещины, которые имеют следующую природу:

Самыми распространенными являются тектонические трещины, рассекающие слои осадочных пород. При этом они не преломляются при переходе из одного слоя в другой и не меняют свою ширину.
При попадании на поверхность карстующегося массива, различные атмосферные осадки по трещинам попадают внутрь данного массива. Вследствие процесса циркуляции по подземным каналам, происходит выщелачивание горной породы и медленное расширение подземных проходов, часто с образование крупных гротов.
Конденсационные также играют немаловажную роль в формировании пещер. Они собираются на стенах и потолке пещер, и приводят к деформации массива и образованию уникальных узоров. Главное отличие от подземных ручьев состоит в том, что конденсационные воды оказывают действие на всю поверхность полости, вследствие чего фиксируется более существенное влияние на морфологию пещер.
Наиболее удачные условия для конденсации влаги наблюдаются в небольших полостях, находящихся на существенной глубине от поверхности, так как объем конденсационной жидкости непосредственно зависит от интенсивности воздухообмена.

Карстовые пещеры в России

Российские карстовые пещеры находятся главным образом на Урале. Почему в Предуралье много карстовых пещер? Отличительная особенность Уральских гор – их возраст. Карстовые пещеры на Урале очень древние. В них, словно в консервных банках, законсервировано время. Изучая послойно уральские пещеры, ученые-палеонтологи узнают историю Урала и всего человечества. Важным моментом можно назвать тот факт, что Уральские горы тянутся с Севера на Юг по долготе, следовательно, пещеры помогают изучать историю Земли в разных климатических зонах. Это единственное место на планете, имеющее такие характеристики.
Наибольший вклад в изучение и открытие карстовых пещер внесли Павел Косинцев и Владимир Юрин. Каждый год они находят все новые пещеры. Далее рассмотрим наиболее интересные уральские пещеры:

Заповедник с карстовыми пещерами

Самым знаменитым заповедником карстовых пещер по праву считается Сатаплиа, который находится на территории Грузии около города Кутаиси. Пещеры сформировали вследствие вымывания горных пород.
Габариты этого заповедника просто поражают воображение. Протяженность пещеры Сатаплия равняется практически один километр, однако, туристам доступны только 300 метров подземного пространства. Открыл пещеру совершенно случайно краевед Петрэ Чабукиани, следующий за ручейком. Он попал в просторное подземное помещение, за которым позже обнаружил еще много залов.
Туристов, попавших в пещеру, не покидает впечатление, что они находятся в настоящем подземном царстве, где проживают загадочные живые существа. Пещеры данного заповедника славятся своими наростами — сталактитами и сталагмитами, образующиеся в процессе просачивания воды сквозь камни и горные породы. Скорость процесса, конечно, крайне низкая. Однако, принимая во внимание, что процессы происходят в течение миллионов лет, формируются крупные «сосульки» (сталактиты) внутри пещер. Фактически эти наросты – это кристаллизованный известняк, самых причудливых форм.
А при попадании капелек воды на дно пещеры, формируются «свечи» (сталагмиты). В самом центре пещеры находится сталагмит в виде сердца. При наличии бурного воображения, каждый турист сможет разглядеть в каждом сталактите или сталагмите определенную фигуру или образ.

Карстовые пещеры мира

В этом разделе перечислим самые известные пещеры в мире. И начнем с пещеры тростниковой флейты, которая находится в Китае. Ее возраст составляет свыше 180 млн лет. Формирование ее происходило под действием разрушения водой кварцевых пород, рядом с городом Гуйлинь. Свое название пещера получила в результате растущего вокруг сахарного тростника, из стеблей которого создают особые флейты, удивительно звучащие. Несмотря на то, что длина пещеры совсем небольшая, примерно 500 метров, туристов в ней меньше не становится. А все потому, что сталагмиты, находящиеся в ней, выглядят словно настоящие деревья. Из множества таких деревьев образуются целые сады.

Источник