Россия подземная.
Шрифт:
Та самая известняковая щебенка, добываемая на многочисленных карьерах и широко применяемая в строительстве, представляет собой, можно сказать, окаменевший ил древнего моря. Убедиться в этом несложно: вероятно, многим случалось находить в кучах щебня куски окаменевших раковин, кораллов, морских лилий и других обитателей древних морей. Почти весь Центральный округ: Московская, Тульская, Калужская, Орловская, Тверская области — стоит на известняках каменноугольного периода (их возраст от 250 до 350 миллионов лет), в Северо-Западном округе эта же порода сформировалась в более древние времена — почти полмиллиарда лет назад… Большая часть Черноземья и Поволжья, наоборот, покрыта породами более близкого мелового периода, отложившимися в эпоху динозавров —
Впрочем, с точки зрения спелеологии важно не происхождение залегающих у нас под ногами горных пород, а практический вопрос: допускают ли их физико-химические свойства образование полостей, то есть пещер?
Ответ в нашем случае более чем оптимистичен: именно в карбонатных породах, прежде всего в известняках, как раз и находятся все самые протяженные, глубокие и красивые пещеры земного шара. Как же они возникают? Главную роль в этом играют обычно два процесса: механический и химический.
Прежде всего Земля наша "дышит": постоянно случаются микроземлетрясения, подвижки, смещение слоев… При этом известняки пронзают вертикальные трещины. Ширина их различна: от микроскопической — до десятков сантиметров, и даже метров! Варьирует и высота: известняки — порода слоистая, прочность их на разной глубине сильно меняется, соответственно и трещины то сужаются, то расширяются, то ветвятся…
Особенно часто ломаются высокие и крутые берега рек под действием силы тяжести. Нависающая часть монолита стремиться отделиться от основного массива, что постепенно и происходит: образуется, как говорят геологи, "трещина бортового отпора", тянущаяся параллельно берегу иногда на сотни метров. При этом, если береговой склон высокий, разлом может пройти достаточно далеко — и в тридцати метрах, и дальше… Постепенно отколовшаяся часть окончательно оторвется и в виде оползня сползет в пойму, берег сдвинется, и процесс отрыва его части может начаться снова… Конечно, развитие трещин отпора происходит медленно, за тысячелетия, так что, гуляя по сложенным карбонатными породами крутым берегам, можно не опасаться, что земля вдруг разверзнется под ногами и уплывет… Тем более что с поверхности такие разломы заметить может обычно только наметанный глаз геолога или спелеолога: ведь сверху они, как правило, завалены обрушившимися глыбами, которые в свою очередь скрыты почвой, "армированной" корнями деревьев и кустарников.
По сути, широкие и достаточно глубокие трещины уже сами по себе являются пещерами, и лазать по ним иногда очень интересно. Вот только попасть в них не просто: хотя спелеообъекгы эти очень распространены, найти проходимый для человека лаз обычно не удается. Лишь иногда трещинные пещеры вскрываются при обрушении подмытых водой берегов, в ходе горных работ, а изредка на самом коренном берегу удается проход отыскать…
Но все же трещины — это мелочь! Серьезные пещеры в известняках образуются не при их механическом разрушении, а в результате химического растворения под влиянием карстовых процессов.
…Не исключено, что кто-то из читателей помнит школьный опыт: через мутную от взвеси карбоната кальция воду пропускают углекислый газ, и при этом постепенно вода светлеет — соли кальция растворяются. В природе часто есть все необходимое, чтобы ставить аналогичные (с точки зрения протекающих химических реакций) опыты в широких масштабах.
В самом деле — проблемы с водой редко где существуют, углекислый газ в воздухе всегда присутствует — соответственно и в природной воде он содержится (дождь ведь льет не в безвоздушном пространстве). Текущая в ручьях по прелым листьям вода дополнительно насыщается и другими органическими газами, также делающими ее хотя и не сильным, но растворителем карбонатов. А известняки, над которыми текут реки и ручьи, дождевые и вешние потоки, состоят как раз из них… И воды не только стекают по поверхности, "пропиливая" глубокие каньонообразные овраги, но и попадают в пронзающие известняковые массивы трещинки, даже самые микроскопические. Естественно,
Как уже говорилось, известняки залегают неоднородными слоями, свойства их, в том числе и растворимость, различны. Достигнув более твердого слоя, подземный поток может изменить направление, какое-то время течь почти горизонтально, вдоль слоя, а дойдя до новой трещинки, вновь повернуть вниз. Подземное русло может раздвоиться и расстроиться, может изогнуться — это зависит от расположения трещин и прочности породы в данном месте массива. Примерно так и образуются запутанные лабиринты многоэтажных карстовых пещер. Конечно, в естественных условиях камень растворяется куда медленнее, чем в школьном опыте (концентрация углекислоты в воде все же низкая), но у природы в запасе тысячи и миллионы лет…
Но ведь до центра земли вода течь не может! Правильно. И растворять карбонаты до бесконечности также не способна, иначе их бы вообще на планете не осталось. Для того чтобы пещера росла, раствор должен не просто заполнить трещину, а течь через нее, найдя где-то выход на поверхность. Обычно примерно на уровне воды в ближайшей крупной реке подземный поток меняет свое направление на горизонтальное. Нижний этаж карстовой полости в большинстве случаев представляет собой длинную галерею: сухую, если пещера древняя и "мертвая", или с текущим по ней водным потоком в случае "живой" и растущей. Воды подземных ручьев где-то на склоне выбиваются на поверхность в виде карстового источника. Наиболее мощные выходы пещерных рек называются воклюзами. Название пошло от "классического" выхода подземной реки во Франции.
Зададимся вопросом: если карстовые пещеры теоретически могут возникнуть почти в любом регионе России — почему их нет в Подмосковье, на Новгородчине или в любом другом "не экзотическом" районе страны?
Возникает встречный вопрос: а кто их там искал?
Как вы уже поняли, вход в типичную пещеру — это вовсе не тот похожий на автомобильный туннель широкий портал, горизонтально уходящий в глубь горы, который рисуют на картинках и чей образ с детства засел в наших головах… Возникают иногда и такие хрестоматийные входы, например когда в результате обрушения берегового склона вскрывается таившаяся в глубине массива подземная галерея, но все же типичная карстовая полость начинается уходящим почти вертикально вниз природным колодцем.
Несомненно, такие "дырки" в земле должны привлекать к себе внимание и быть издавна известны! Если бы не одно важное обстоятельство. Втекающие под землю воды наряду с растворенными газами несут с собой частицы почвы, сухие ветви, листья и прочий лесной мусор… Все это обычно отфильтровывается в самом начале карстовой пещеры, образуя своеобразную пробку. К тому же именно на входе из-за температурных перепадов окружающие вертикальный ход породы обычно трескаются и заваливают его глыбами. Вот и получается: вода проникает, а для человека хода нет! Трудно обычно попасть в пещеру и на выходе — там, где подземные воды вновь вырываются на поверхность. Здесь их "растворительная способность" резко снижена, а на заключительном участке галерея обычно весьма узкая…
И все же признаки того, что где-то под ногами имеется принимающая поверхностные воды полость, существуют, к тому же очень характерные и хорошо заметные.
…Вряд ли кто из читателей, бродивших по лесам и лугам, не замечал округлые котлообразные ямы самого разного диаметра и глубины: от одного метра до десяти — двадцати. Особенно легко обнаружить их в полях: сельскохозяйственная техника котловины объезжает, и по их кромке и на склонах без помех растут высокие деревья, заметные издалека. Обычно такие ямы принимают за следы войны: воронки от взрывов мин и бомб, оплывшие блиндажи и землянки — и иногда это верно. Однако в большинстве случаев такие детали рельефа сигнализируют о существовании под ними каких-то "объемов" и образуются в основном двумя путями.