Пещера
Пеще́ра, естественная полость в верхней толще земной коры, сообщающаяся с её поверхностью одним или несколькими отверстиями. Большинство пещер образуются путём выщелачивания и (в меньшей степени) размыва растворимых водой горных пород – известняков, доломитов, гипсов, каменной соли и других (карстовые пещеры), а также в результате суффозии, подземного размыва трещин выветривания (глинистый псевдокарст), волновой абразии, выдувания продуктов выветривания скальных пород, раскрытия тектонических трещин (тектонические пещеры), неравномерного отложения некоторых геологических образований, например известкового туфа, вытекания неостывшей части лавы из-под уже застывшей лавовой корки (вулканические пещеры), таяния льда (ледниковые колодцы и пещеры) и других процессов.
Пещеры состоят из расширенных (галереи, гроты, залы) и узких (проходы, ходы, шкуродёры) участков, иногда образующих сложные системы. Форма, ориентировка, размеры, этажность галерей определяются литологическим составом пород, условиями их залегания, трещиноватостью, разрывными нарушениями. Полости пещер могут быть частично заполнены водой, льдом, известковым туфом, материалом, принесённым извне атмосферными и подземными водами. Наиболее крупные пещеры – карстовые, это сложные системы различных по ширине проходов и залов суммарной длиной до многих километров (см. таблицу). Полости карстовых пещер, особенно в известняках, часто украшены капельными и натёчными образованиями (спелеотемами) – сталактитами, сталагмитами, колоннами (сталагнатами), каменными «занавесями» и «драпировками», кораллитами. Натёчно-капельные образования присутствуют и в тектонических пещерах, сформировавшихся в известняках (например, Скельская пещера в Крыму, РФ).
Наиболее длинные пещерные системы мира | |
Название и местонахождение | Суммарная примерная длина всех проходов и залов (на начало 2022), км |
Мамонтова пещера вместе с пещерной системой Флинт-Ридж (США, штат Кентукки, Аппалачи) | 675,9 |
Сак-Актун (Мексика, Юкатан, преимущественно заполненная водой) | 376,7 |
Джуэл (США, штат Южная Дакота) | 336,9 |
Окс-Бель-Ха (Мексика, Юкатан, полностью заполненная водой) | 318,0 |
Шуанхэдун (Китай, провинция Гуйчжоу) | 311,5 |
Оптимистическая пещера (Украина, Подольская возвышенность, длиннейшая из гипсовых) | 264,5 |
Уинд (США, штат Южная Дакота, выработана термальными водами) | 260,2 |
Лечугилья (США, штат Нью-Мексико) | 242,0 |
Гуа-Эир-Джерних (Малайзия, штат Саравак, Калимантан) | 238,0 |
Фишер-Ридж (США, штат Кентукки, Аппалачи) | 212,1 |
Хёльлох (Швейцария, кантон Щвиц, Гларнские Альпы) | 208,0 |
Пещеры могут простираться в горизонтальном направлении (горизонтальные пещеры), круто опускаться вниз или состоять из более или менее горизонтальных полостей, чередующихся с крутыми и вертикальными подземными каналами. Карстовые пропасти уходят на значительную глубину, наиболее значительные из них – Верёвкина (2212 м, самая глубокая в мире, 2018 г.), Крубера-Воронья (2199 м), Сарма (1830 м) и Снежная (1760 м) – все в Абхазии, Лампрехтсофен (1735 м) в Австрии, Мирольда (1733 м) и Жан-Бернар (1625 м) во Франции. Нередко встречаются многоэтажные пещеры (например, Фразасси в Италии).
Пещерные галереи формируются на уровне горизонтальной циркуляции карстовых вод. Естественные колодцы, шахты и пропасти, являющиеся переходными между поверхностными и подземными формами карстового рельефа, а также связанные с ними горизонтальные галереи формируются в зоне нисходящей циркуляции атмосферных вод либо при восходящем движении агрессивных вод глубинного происхождения (гидротермокарст). На завершающем этапе развития наблюдаются обрушения сводов пещер, свидетельством чего остаются полосы брекчий обрушения, а также карстовые арки и мосты. Пещеры могут существовать миллионы лет, что датировано, например, для пещер Обсерватории (Монако), Бат и Бойден (США), Шкоцьянске-Яме (Словения).
На дне карстовых пещер встречаются подземные озёра (например, Анатолия и Голубое в Новоафонской пещере в Абхазии, Коа-Ата в Бахарденской пещере в Туркмении), ручьи, реки (Мчишта в Абхазии, Пивка в Постойнска-Яма и Рéка в Шкоцьянске-Яме в Словении, Пунква в Моравии, Шаори в Грузии, Эко-Ривер в Мамонтовой пещере в США и др.). Подземные галереи могут быть заполнены водой (сифоны). Ha побережьях морей и островах известны пещеры, расположенные ниже уровня моря и заполненные водой, например Блу-Xолс на o. Aндрос (Багамские oстрова) на глубине до 60 м.
Для внутренних частей пещеры характерен особый микроклимат: отсутствие солнечного света, постоянство температур, высокая влажность, повышенная концентрация CO2, застойный или ветровой воздухообмен. Tемпературный режим пещер определяется их формой. Полость может быть направлена вверх от входа (тёплые пещеры) или вниз (мешкообразные холодные пещеры), либо пещера является сквозной, проходной. В нисходящих мешкообразных и сквозных пещерах иногда встречаются многолетние ледяные образования – ледяные кристаллы, сосульки, сталагмиты, наледи, такие пещеры называются ледяными, наиболее крупные из них – Айсризенвельт в Австрии, Кунгурская пещера, Балаганская, Кучугайская, Ленская, Голубинская в России, Добшинская в Словакии и др. Редкие пещерные ледники обладают самостоятельным движением (например, в пещерах Биджинская, Верхнесыйская, Находка и другие на Кузнецком Алатау, Россия).
Пещеры бывают населены своеобразной пещерной фауной, которая представлена беспозвоночными, некоторыми рыбами, земноводными (например, протей), млекопитающими. Для постоянных обитателей пещер – троглобионтов – характерны депигментация, слепота, иногда гигантизм, замедленный обмен веществ. Некоторые пещеры населяют колонии летучих мышей, саламандры, сверчки и др. В плейстоцене пещеры нередко были местом укрытия для крупных животных (пещерного медведя, пещерной гиены).
Некоторые привходовые части пещеры использовались людьми каменного века как жилища. В них находят кости животных, в том числе вымерших, орудия труда и костные останки первобытного человека, рисунки и росписи на стенах и сводах (например, Альтамира и Кастильо в Испании, Ласко и Пеш-Мерль во Франции, Капова пещера и Игнатьевская в России).
Многие пещеры являются объектами туризма: Большая Азишская, Воронцовская, Кунгурская, Капова, Мраморная, Эмине-Баир-Хосар (Россия), Абрскила, Новоафонская (Абхазия), Постойнска-Яма, Шкоцьянска-Яма (Словения), Фразасси (Италия), Обсерватории (Монако), Агтелек (Венгрия, Словакия), Мамонтова и Карлсбадские пещеры (США), пещеры о. Ванкувер (Канада), Ниа (Малайзия), Дженолан (Австралия) и др.
Микроклимат многих карстовых пещер используют для спелеотерапии, которую проводят в специально оборудованных помещениях – т. н. лечебных палатах, отделениях больниц, санаториях (например, в пещерах Аггтелек в Венгрии, Клутерт близ г. Эннепеталь в Германии, в «Белой пещере» на курорте Цхалтубо в Грузии, в гротах Джусти, Парланти на курорте Монсуммано-Терме Италии). Комплексным изучением пещер занимается спелеология.