Краеведческие спелеологические маршруты Республики Башкортостан

2.2.3 Основные факторы, влияющие на спелеолога под землёй

Темнота. Подземная тьма абсолютна: для любого, оказавшегося под землёй, при всех, даже самых фантастических раскладах, возможен лишь один источник света: тот, что принесён с собой с поверхности. Известно также, что почти всю информацию о внешнем мире мы получаем с помощью органов зрения; внезапно ослепший человек становится абсолютно беспомощным. Даже если не принимать во внимание очевидное значение запасного источника света с точки зрения безопасности, каждый спускающийся в пещеру вступает в личное, индивидуальное противостояние с естественными силами энтропии, хаоса, - оказываясь при этом на острие столкновения.

Тишина. Отсутствие внешних звуков - столь привычного нам на поверхности акустического фона - действует на человека, как на физиологическом, так и на этиологическом (подобно темноте) уровне. Но если этиологическое влияние тотальной тишины сходно с аналогичным влиянием темноты, то в области физиологии имеются существенные различия. Во-первых, подземная тишина зримо не влияет на безопасность находящегося под землёй,- и глухой, имея должный свет, в состоянии выбраться из пещеры. Во-вторых, отсутствие привычного дальнего акустического фона влечёт за собой гипертрофированное увеличение чувствительности ко всем внутренним шумам организма: току крови в сосудах, сокращению мышц и т. д. В-третьих, преувеличенное значение для человека приобретают ближние, пиковые шумы от источников звука, находящихся в пределах прямой видимости. В одних случаях это влечёт за собой увеличение акустической чувствительности слуха и даже его восстановление в случае предыдущей потери; в других - частичную или полную глухоту.

Изоляция от воздействий внешнего, наземного мира - это третий важный фактор, действующий на человека в пещере. Даже двадцатиметровый слой известняка надёжно изолирует почти от всех видов электромагнитных полей и излучений (об акустической изоляции уже было сказано); единственные исключения - гравитационное и магнитное поля Земли, да потоки нейтрино. Что не менее важно - "подземля" известняковой своей оболочкой надёжно защищает находящегося в ней человека от поверхностного этиологического фона, продуцируемого мегаполисами. Находясь в пластах известняка, человек как бы "выключается" из окружающей его на поверхности ноосферной матрицы.

Постоянный холод. В пещерах, где гипотермия или переохлаждение ослабляет все защитные инстинкты организма, человек перестает осознавать действительность, притупляется внимание, что всегда способно привести к чрезвычайной ситуации, и является угрозой для здоровья и жизни.

И последнее, не менее существенная особенность пещер, еще недостаточно изученная - это нарушение земных метрик и физических процессов. Например, когда по результатам топографической съемки был вычерчен план пещеры "Дуэт", открытой на Алтае в конце 80-х годов, оказалось, что на бумаге полость тянется в направлении прямо противоположном тому, что представляется спелеологам при прохождении пещеры. Этот же эффект повторился при контрольной съемке. Ошибка была исключена, о магнитной аномалии не могло быть речи (стрелка компаса вела себя спокойно).

Множество экспериментов показывают, что биологические часы человека, находящегося под землёй разнятся с реальным течением времени.

Кроме того, при подготовке спелеомаршрутов необходимо учесть следующее:

* Температура в большинстве пещер, в среднем около +7° в течение всего года, причём она не опускается ниже +3° зимой и не поднимается выше +12° летом.

* Влажность воздуха - 100%, что приводит к насыщению влагой одежды и снаряжения. В свою очередь, это приводит к повышенной коррозии некоторых металлов и изделий из них, переохлаждению тела при неправильном подборе обуви и одежды, возможным отказам в работе различного оборудования, в т. ч. и фонарей, невозможности зажечь спички при их неправильном хранении и т. п.

* Наличие почти везде скользкой грязи в виде глины и земли, зачастую большого количества луж, что исключает возможность остаться чистым и полностью сухим.

* Наличие большого количества узких мест. Многие такие места неудобны для прохождения, как минимум увеличивая время прохождения группой маршрута. Некоторые из них по размерам и(или) форме могут быть непроходимы или труднопроходимы для всех или отдельных участников группы (т. н. "шкуродёры" или "шкурники").

* Наличие на полу травмоопасных скользких камней. Зачастую ненадёжность потолков и опасность обвалов. Во многих случаях горизонтальные пещеры представляют собой сложные разветвлённые лабиринтовые системы, в которых легко заблудиться.

* Низкая доступность, а зачастую - и полное отсутствие карт конкретных пещер.

Пещеры, для прохождения которых требуется специальные навыки и технические средства (помимо каски и источника света), делятся на девять категорий трудности: 1, 2А, 2Б, 3А, 3Б, 4А, 4Б, 5А, 5Б.

Основным критерием для определения категории трудности пещеры является продолжительность путешествий, количество препятствий на маршруте и их сложность. Также, при категорировании пещер учитываются следующие параметры:

* глубина пещеры;

* протяжённость пещеры;

* обводнённость;

* паводкоопасность;

* наличие узостей;

* температура воздуха и воды в пещере;

* наличие глубоких (более 100 метров) колодцев;

* наличие лабиринтных участков;

* наличие сифонов;

* наличие завалов;

* техническая сложность навески;

* необходимость промежуточных лагерей.

Пещеры, категории трудности которых обозначены одной цифрой, отличаются друг от друга, главным образом, количественными характеристиками. Качественный скачок происходит при переходе от 1 к. тр. к 2А, от 2Б к 3А и т.д.

Препятствия пещер - это отвесные и крутонаклонные участки (колодцы и уступы), узости. Есть снежные и водные препятствия (в том числе сифоны).

Пещеры, для прохождения которых практически не требуется специальных средств для преодоления вертикалей, называются горизонтальными; пещеры, в которых основным препятствием являются отвесные и крутонаклонные ходы, называются вертикальными; пещеры, где встречаются различные препятствия, - смешанного типа.

При оценке спелеопоходов учитывается набор определяющих сложность пещер различных категорий трудности.

Ниже даются краткие характеристики пещер разных категорий трудности, отражающие общее представление о принципе классификации. Время прохождения пещер рассчитано для групп из 4-6 человек средней подготовленности для данного класса пещер. Пределы глубин даются для вертикальных полостей. Пещеры смешанного типа требуют индивидуального подхода при категорировании, для них пределы глубин могут быть уменьшены.

* 1 к. тр. - пещеры, для прохождения которых требуется минимальное количество вспомогательных средств. Глубина колодцев не более 40 м. Колодцы, как правило, сухие и простые для прохождения. В горизонтальных пещерах должны иметься препятствия: узости, участки несложного скалолазания или обводненные участки. Время прохождения - 2-8 часов. Общая глубина - 20-100 м.

* 2А к. тр. - колодцы могут быть обводненными, но без сильных водотоков. Горизонтальные пещеры могут иметь открытые сифоны. Время прохождения 3-8 часов. Общая глубина 40-180 м.

* 2Б к. тр. - то же, но количество препятствий больше. Время прохождения - 6-16 часов. Общая глубина 150-300 м.

* 3А к. тр. - колодцы могут быть сильно обводнены. В горизонтальных пещерах могут быть небольшие сифоны, требующие применения аппаратов автономного дыхания. Время прохождения - 12-48 часов. Общая глубина - 180-360 м.

* 3Б к. тр. - то же, но количество препятствий больше. Время прохождения - 2-5 дней. Общая глубина 320-550 м.

* 4А к. тр. - пещеры вертикального и смешанного типа, для их прохождения требуется установка промежуточного пункта питания и отдыха на маршруте или подземного лагеря. Могут быть участки сложного лазания, в том числе с применением штурмовых лесенок, шестов и т.п. Время прохождения - 4-8 дней. Общая глубина 420-550 м.

* 4Б к. тр. - то же, но количество препятствий больше. Время прохождения - 7-14 дней.

* 5А к. тр. - множество всевозможных препятствий. Для прохождения требуется установка подземных лагерей. Время прохождения - 12-18 дней. Общая глубина - 800-1200 м.

* 5Б к. тр. - необходима установка нескольких подземных лагерей. Время прохождения - свыше 18 дней. Общая глубина свыше 1100 м.

Категория трудности пещеры считается по оптимальному маршруту в ней. При категорировании горизонтальных пещер следует указывать категорию трудности определённого маршрута в пещере, например, достижение наиболее удалённой от входа точки.

Как правило, при первопрохождении пещеры естественных препятствий маршрута становится больше.

При зачёте спелеопоходов, по решению МКК, категория сложности похода может быть увеличена на единицу (но не выше заявленной) в особых случаях - если была найдена пещера и совершено её первопрохождение; если совершено первопрохождение некоторых участков в уже известной пещере (по глубине более 50 метров или по протяжённости более 500 метров) и представлена топосъёмка этих участков; если группа совершила пробивку пещеры под технику SRT не менее 70% вертикальных участков пещеры; и полную топографическую пересъёмку известной пещеры.

2.3 История развития спелеотуризма

Одним из центров зарождения спелеологии является Франция, она же стала безусловным лидером в области популяризации этой науки и спорта (здесь поневоле напрашивается аналогия с Ж.-И. Кусто, тоже французом). Книги известных спелеологов Эдуарда Альфреда Мартеля и Норбера Кастере выходили огромными тиражами; вся Франция неотрывно следила за ходом многомесячных подземных экспериментов Мишеля Сифра; в "рекордных" экспедициях не последнюю роль играла помощь государства и армии. И в других странах - например, США, Болгарии - спелеологи нередко попадали на первые полосы газет и экраны телевизоров, становясь не менее знаменитыми, чем кинозвезды, астронавты и политики.

В СССР были организованы институты карстоведения и спелеологии: всероссийский - в Перми и местный - в Уфе (оба на общественных началах), спелеологический стационар в Кунгуре, Карстово-спелеологическая комиссия Географического общества РФ в Санкт-Петербурге. Карстоведческие и спелеологические исследования координируются Комиссией по карсту и спелеологии (с основным руководством в Перми), которая подчинена Научному совету по инженерной геологии и гидрогеологии Академии наук РФ. В Москве и в других городах России организованы спелеологические секции, объединяемые Центральной секцией спелеотуризма при ТССР.

К сожалению, несмотря на это, спелеология, особенно после начала перестройки, оказалась у нас в стране на положении падчерицы: официальным спортивно-туристским начальством она не то чтобы преследовалась, но и не поощрялась. В результате, молодое поколение знает о спелеологии, даже недавнего прошлого, лишь понаслышке, а значит, не застраховано от повторения чужих ошибок. Плюс к этому - пользуется неточными и устаревшими картами и схемами пещер и мало осведомлено о деталях их прохождения и описания. Наконец, прочее население страны, с интересом читающее о покорителях вершин и полюсов, лишено возможности знакомиться с замечательными достижениями наших спелеоспортсменов и увлекательными приключениями исследователей земных недр.

Основная сложность спелеотуристских походов состоит в прохождении подземных маршрутов, обусловленных большим разнообразием рельефа пещер - (колодцы, завалы, узкие щели, подземные реки и т. д.).

Спелеомаршрут, как правило, состоит из двух частей - надземной и подземной. Сложность и условия прохождения первой части (пешком, на лыжах, на лодке или каким-либо иным способом), а также его продолжительность зависят от места расположения пещеры, ее удаленности от населенных пунктов, сложности подходов, времени года и др. Вторая часть характеризуется категорией сложности, которая определяется в основном рельефом и протяженностью пещер и климатическими условиями в них.

Карстовые пещеры РБ были известны местному населению с древних времен. Они часто упоминаются в башкирском народном эпосе, а первые письменные сведения о пещерах Южного Урала можно встретить в путевых заметках арабских купцов (XIII в). Зарождение же целенаправленного исследования и изучения пещер Башкирии можно, вероятно, отнести ко второй четверти XVIII века, когда в 1734 г. на Урал для изучения его природных условий была направлена экспедиция Российской Академии наук, возглавляемая И.К. Кирилловым (Кудряшов И.К. История изучения карста в Башкирии //Записки Башкирского филиала географического общества СССР. Вып.2. Уфа, 1960). В ходе маршрутов этой экспедиции в 1760-1774 гг. были описаны первые 12 пещер Башкирии.

Позднее, в течение последующих двух столетий, спелеологические исследования проводились также не самостоятельно, а попутно с географическим изучением Южного Урала и Предуралья. В результате к середине 50-х годов нашего столетия различными научными и производственными организациями было первообследовано и описано около 45 пещер, а общее количество известных в 1960 г. пещер достигло 100 (Соколов Ю.В. К истории изучения пещер Башкирии // Свет. Вестник Киевского карстового спелеологического центра. №2(4). Киев. 1992). С начала 60-х годов XX в., когда при ВУЗах, производственных и туристских организациях Башкирии стали создаваться специальные группы и секции по изучению пещер, спелеологические исследования приобрели более планомерный и систематический характер. С этого времени спелеология Башкирии начинает свое самостоятельное развитие. Уже в 1978 г., то есть менее чем за 20 лет, в Башкортостане было обследовано и с различной детальностью описано около 350 пещер, в том числе 187 - в карбонатных породах и 63 - в сульфатных. Через 10 лет (к концу 1988 г.) количество известных пещер в Башкортостане возросло до 478, а на 01.01.99 достигло 696.

Пещеры Южного Урала и Предуралья изучались с различной целью. Они исследовались археологами, гидрогеологами, геологами, биологами и другими специалистами. ОАО "Башкиргеология" в течение ряда лет обследовала пещеры с целью оценки пригодности использования их в народном хозяйстве (Мартин, Багаева, Алексеев, Малов, Смирнов). Между тем, при всем многообразии исследований, основная часть пещер открыта, обследована и описана спелеологами-туристами.

В целом, в истории исследования пещер Южного Урала и Предуралья можно выделить два основных этапа, каждый из которых подразделяется на отдельные периоды:

1. Этап зарождения спелеологии (середина XVIII в.- конец 50-х гг. XX в.).

1.1 Период академических экспедиций (середина XVIII - конец XIX вв.). Первые описания пещер и первые попытки объяснения причин их образования.

1.2 Период попутных описаний пещер в ходе географо-геологического изучения Урала и Предуралья (конец XIX - первая четверть XX вв.). Обследуются в основном хорошо известные местному населению и описанные ранее пещеры, составляются их планы и разрезы. Первые исследования пещер для практических целей при строительстве и эксплуатации Самаро-Златоустовской железной дороги.

1.3 Период попутных и специальных исследований пещер при геологическом изучении Башкирии и инженерно-геологических изысканиях на ее территории (начало 30-х - конец 50-х гг. XX в.). Выявлены основные условия и факторы образования и развития пещер. Первые их сводные описания, как в целом по Башкирии, так и по отдельным ее частям. Первые самостоятельные исследования пещер.

2. Этап самостоятельного развития спелеологии (с 60-х гг. XX в.).

2.1 Период интенсивного сбора информации по пещерам Башкирии (начало 60-х - конец 80-х гг.). Активный поиск и обследование пещер спелеологами-туристами, научными и производственными организациями. Первые аналитические обобщения по особенностям развития и распространению пещер. Специальные (археологические, биоспелеологические, инженерно-геологические др.) исследования в пещерах и систематизация информации по ним. Первый наиболее полный перечень пещер РБ.

2.2 Период систематизации, обобщения и анализа накопленного материала (с конца 80-х гг.). Обобщение и анализ базируются на количественных показателях. Первые систематизированные сводки и обобщения на региональном уровне. Дальнейшее развитие отраслей спелеологии (спелеогенез, биоспелеология, пещерные отложения и др.). Продолжение поиска новых и комплексные исследования ранее известных наиболее крупных и примечательных пещерных систем.

2.4 Виды пещер по происхождению и по типу вмещающих пород

Пещера - полость в верхней части земной коры, сообщающаяся с поверхностью одним или несколькими входными отверстиями.

Наиболее крупные пещеры - сложные системы проходов и залов, нередко суммарной протяженностью до нескольких десятков километров. Пещеры - объект изучения спелеологии.

Немалый вклад в изучение пещер делают спелеотуристы.

Пещеры по их происхождению можно разделить на пять групп:

1. тектонические,

2. эрозионные,

3. ледовые,

4. вулканические,

5. наконец, самая большая группа - карстовые.

Пещеры в привходовой части, при подходящих морфологии (горизонтальный просторный вход) и расположении (близко к воде) использовались древними людьми в качестве удобных жилищ.

Пещеры по происхождению:

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

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.

Эволюция карстовых процессов и их химизм таковы, что часто вода, растворив минеральные вещества горных пород (карбонаты, сульфаты), через некоторое время откладывает их на сводах и стенках пещер в виде массивных корок толщиной до метра и более (пещерный мраморный оникс) или особенных для каждой пещеры ансамблей минеральных агрегатов пещер, образуя сталактиты, сталагмиты, геликтиты, драпировки и иные специфические карстовые минеральные формы.

В последнее время всё больше пещер открывается в породах, традиционно считавшихся некарстующимися. Например, в песчаниках и кварцитах столовых гор тепуи Южной Америки были открыты пещеры Абисмо Гай Коллет глубиной ? 671 м (2006 г), Куэва Охос де Кристал (Cueva Ojos de Cristal) протяжённостью 16 км (2009 г). По всей видимости, эти пещеры имеют также карстовое происхождение.

В жарком тропическом климате при определённых условиях кварцит может растворяться водой.

2. 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 с глубиной сходятся клином. Чаще всего они заваливаются рыхлыми отложениями с поверхности массива, но иногда образуют довольно глубокие вертикальные пещеры глубиной до 100 м. Шерлопы широко распространены в Восточной Сибири. Изучены они сравнительно слабо и, вероятно, встречаются весьма часто.

3. Эрозионные пещеры. Пещеры, образуемые в нерастворимых породах за счёт механической эрозии, то есть проработанные водой, содержащей крупинки твёрдого материала под действием прибоя, но они невелики, например, проработанных по первичным тектоническим трещинам уходящими под землю ручьями, которые со временем могут образовать натеки. Известны довольно крупные (сотни метров длиной) эрозионные пещеры, образованные в песчаниках и даже гранитах. Пещеры образанные в теле ледника талой водой.

Такие пещеры встречаются на многих ледниках. Талые ледниковые воды поглощаются телом ледника по крупным трещинам или на пересечении трещин, образуя ходы, иногда проходимые для человека.

Длина таких пещер может составлять несколько сот метров, глубина - до 100 м и более. В 1993 г. в Гренландии был обнаружен и исследован гигантский ледниковый колодец "Изортог" глубиной 173 м, приток воды летом в него составлял 30 мі/с и более.

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. Горячая вода способна проделывать объёмные галереи, однако такие пещеры залегают не в самом леднике, а под ним, поскольку лёд проплавляется снизу. Термальные ледниковые пещеры встречаются в Исландии, Гренландии и достигают значительных размеров.

4. 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.

Пещеры по типу вмещающих пород:

Самая протяжённая в мире Мамонтова пещера (США). Она заложена в известняках. Она имеет суммарную протяжённость ходов более 500 км. Самая протяжённая пещера в гипсах - Оптимистическая, на Украине, протяжённостью более 200 км. Образование таких протяжённых пещер в гипсах связано с особым расположением пород: пласты гипса, вмещающие пещеру, перекрыты сверху известняками, за счёт чего своды не обрушиваются. Известны пещеры в каменной соли, в ледниках, в застывшей лаве и т.п.

2.5 Исследование минералов пещер

Исследование минералов пещер, способствует развитию спелеотуризма, привлекает туристов и исследователей, а также показывает, насколько хрупок мир пещер.

Рассмотрим основные из них.

Кораллоиды - общее название для нодулярных, глобулярных, гроздьевидных и кораллоподобных спелеотемов. После сталактитов, сталагмитов и натечных образований кораллоиды наиболее распространены. Иногда их еще называют: "попкорн", "виноград", "шишка", "кораллы", "пучки", "шарики", "гроздья", "брызги", "цветная капуста", "грейпфрут". Размер их варьирует от тоненьких веточек до спутанных масс более 1 м в диаметре. На разрезе кораллоида можно видеть кольца роста, в которых кристаллы перпендикулярны окружностям. Кораллоиды обычно белые, но есть и цвета ржавчины, коричневые, рыжие, кремовые.

Субаэральные кораллоиды обычно небольшие, шишкообразные; субаквальные, наоборот, большие вытянутые. Макрос кристаллическая разновидность попкорна - "кальцитовый листок", впервые описанная Halliday (1954), представляет собой "множество крошечных плоских, в основном выровненных, ромбических кристаллов, но отличающихся по расположению на листе". У разновидностей попкорна - "бутона", "цветка", "гриба" - поверхность с изгибами и складками (Thrailkill, 1953). Еще одна разновидность "рукавица" или "пальмовый ствол", ориентирована под углом (обычно 60°) к стенам и другим пещерным образованиям, напоминает пальцы, спрятанные в перчатке, пальмовый ствол или поднятый нос. Субаэральные кораллоиды имеют форму попкорна, коралла, винограда и шишки. Образуются различными способами: 1) водой, просачивающейся через коренные породы и внутреннюю часть самого кораллоида; 2) тонкими пленками воды, неравномерно стекающей со стен; 3) брызгами капающей воды; 4) водой, поднимающейся по стенам из водоемов с помощью капиллярных сил; 5) конденсацией воды.

Субаквальные кораллоиды. Как правило, субаквальные кораллоиды имеют большие размеры и округлую форму, типичные представители - "цветная капуста" и "грейпфрут". Диоксид углерода улетучивается с поверхности водоема, вода становится пересыщенной относительно карбоната кальция. В результате на поверхности выпадает осадок, из которого образуются субаквальные налеты с кораллоидами. Обычно субаквальные кораллоиды более светлые, бесцветные, часто с тусклым соломенным оттенком, обусловленным, вероятно, примесями в воде. Наряду с кальцитовыми, известны кораллоиды, образованные железистыми и магнезиальными минералами, чередующимися с прослоями кальцита.

Подтип субаквальных кораллоидов не округлой формы - "башенный коралл". Башенные кораллы образуются в мелких водоемах, где испарение способствует большему насыщению кальцитом воды у поверхности в отличие от дна. Осаждение увеличивается на верхушках растущих кораллоидов, отсюда их вертикально вытянутые формы. В Grotte de Trabic, Франция, дно высохшего большого водоема было покрыто тысячами маленьких отростков 5-10 см высотой, похожими на еловый лес; такие образования назвали "миллион солдатиков" (J. Choppy).

Трубчатые кораллы очень похожи на башенные, но различаются по внутреннему строению и условиям образования. Трубчатые кораллы - тонкие трубкоподобные, форма других напоминает остроконечную башенку. Башенные кораллы образуются в мелких пещерных водоемах, трубчатые - растут на наклонных стенах пещеры и полу.

Пещерные чаши - сферические и полусферические образования пещерных водоемов, состоящие из кальцита. По размерам их можно сравнить с чайными чашками или хлебными шариками - диаметр до 10 см, толщина стенок 1-2 см. Образуются на ровной спокойной поверхности воды. Если глубина водоема большая, то вдоль стен образуются так называемые "лестницы", состоящие из полусфер. Если водоем мелкий или вода находится вблизи пола, то формируются круглые, полусферические, шароподобные чащи, т.к. здесь их форма не ограничивается с боков стенками.

Раньше пещерные чаши считали редкими образованиями, но сейчас они найдены во многих пещерах Франции, Греции, Италии, Кореи, Южной Африки, Западной Германии, США (Аризона, Арканзас, Джорджия, Кентукки, Невада, Техас, Виргиния).

Подтип пещерных чаш - "пирамиды", или "кристаллические воронки" Для роста "пирамид" необходимо существенное условие - постоянный приток воды, с которого начинает свой рост каждый новый ряд кристаллов. Сферические и полусферические чаши образуются точно так же, как и "пирамиды", только рост их начинается с множества небольших кристаллов, а не одного крупного. Почему в одних пещерах образуются монокристаллические пирамидальные чаши, а в других - белые шароподобные мелкокристаллические формы - неизвестно.

Драпировки. Почти для каждой пещеры во всем мире характерны драпировки - формы, похожие на занавеси или шарфы, свисающие вниз с наклонных стен и потолков. Рrinz (1908) первым описал кристаллическую структуру драпировок: кристаллы растут своей длинной осью перпендикулярно нижнему краю драпировки, и если краевые кристаллы достаточно крупные, то образуется бахрома или зубья, что напоминает пилу. Очень много более популярных названий этих спелеотемов: "занавес", "крылья ангела", "флаги", "листья табака", "карнизы", "уши слона".

Драпировки - натечно-капельные образования, которые начинают свой рост около наклонной трещины в породе, по которой вода стекает вниз. Со временем изгибы становятся все более выраженными, а сама драпировка сильно складчатой или свернутой вдоль нижнего края.

Сильно изогнутые драпировки формируются на крутонаклонных поверхностях, бахрома - на слабонаклонных, где медленно стекающие капли воды могут задержаться между отдельными зубчиками. Быстро текущая вода образует небольшие кристаллы и ровные неизогнутые драпировки. "Бекон" формируется на высоких и низких наклонных потолках; его цветные полосы - результат окисленияжелеза и других бесцветных примесей.

Натечные образования (флоустон) - еще одни наиболее распространенные спелеотемы. Отлагаются они тонкими слоями или лентами, ориентация кристаллов перпендикулярна поверхности роста. Тонкие кальцитовые слои могут быть различно окрашены (желтые, красные, оранжевые), могут чередоваться с арагонитом, опалом или содержать включения обломочного материала или пещерного газа (Mills, 1965). Натечные образования имеют различную форму. Наиболее распространенные и красивые: "окаменевшие", или "замерзшие", "водопады", в то же время известные как "каскады", "ледники", "органные трубы". Очень интересны "замерзший Ниагарский водопад" в Мамонтовой пещере, Кентукки, и "замерзший водопад" в пещере Blanchard Spring, Арканзас.

"Покровы" - еще одна разновидность натечных образований. Состоят из тонких слоев травертина, образующих толстые массивные отложения на полу пещер. Там, где натечные образования покрывали обломочный материал, позднее удаленный, образуются ничем не поддерживаемые отложения травертина - свободно свисающие "пологи". Если полог прикреплен к сталактиту, он называется уплощенный сталактит, если к сталагмиту - уплощенный сталагмит.

При образовании "полога-балдахина" и "полога-купола" обломочный материал не участвует. "Балдахин" формируется при соприкосновении натека и пещерного водоема - поверхность дна полога соответствует поверхности воды.

"Пологи-купола" обычно похожи на грибы и колокола, но иногда образуют причудливые фигуры - "Выслеживающий" в пещере Ogle, Нью-Мексико, или знаменитый "Ку-Клус-Клановец" в Новой пещере, Нью-Мексико.

Другой морфологический подтип - "натеки-лезвия". Известны в гипсовых пещерах Bologna, Италия. Стекая по стенам, вода растворяет гипс, оставляя нерастворимый глинистый осадок, одновременно покрывая его коркой из отлагающегося карбоната кальция. Натеки образуются там, где тонкие пленки воды растекаются по большой поверхности: углекислый газ улетучивается и отлагается карбонатный материал. Натеки отличаются от налетов тем, что образуются из текущей, а не просачивающейся воды. В действительности оба спелеотема - формы переходные. Вода, стекающая по стенам, образует массивные каскады, "замерзшие водопады" на выступах; вода, текущая по полу, отлагает покровыдо 10 м толщиной.

Лист (фолиа) - пещерное образование, похожее на изогнутые травертиновые дамбы или сцепленные волнистые жилки. Название дано из-за сходства с измятыми листами книги. Образуется преимущественно на потолках или нависающих стенах со средним уклоном около 20о от горизонтали. Лист - скорее вторичное образование, чем сопутствующее, т.к. формируется и в кремневых породах, и в известняке; кораллоидные отростки ассоциируют с плоским дном листа, что соответствует поверхности водоема Хилл (1986).

Гейзермиты - конические образования с тонкими стенками с кратероподобным углублением в центре верхней части, соединенным с углублением в полу пещеры. Название дано за сходство с гейзерами. Впервые были описаны в Арагонитовой и Збразовой пещерах, Словакия (Chromy, 1927; Kaspar и Kunsky, 1942). Высота гейзермитов - от нескольких сантиметров до нескольких метров, такие же размеры и в диаметре. Цвет внутри - от бледно-желтого до белого, снаружи - от красно-коричневого до желтого. "Тремасталагмит" - сталагмит с полостью в дне (т.е. имеющий в дне трубку или канал) и "гуртремагмит" - напоминает гуры, но с отверстием в дне. Две формы, названные Nunes Jimenes (гейзермиты и анагмиты), возможно те образования, которые мы сейчас называем гейзермиты, а две других - тремасталагмиты и гуртремагмиты - оторочки. Мы называем гейзермитами тремагмиты, образованные поднимающейся вадозной, речной, термальной водой, оторочками - тремагмиты, образованные капиллярной водой. Гейзермиты и оторочки отличаются друг от друга условиями образования.

Гейзермиты могут указывать на местоположение теплых минеральных источников.

В пещерах Szemlohegyi и Zbrazova небольшие гейзермиты и окружающие их вторичные конусы располагаются вдоль главных трещин, по которым развиваются пещеры. По сообщениям, в пещере Zbrazova под гейзеры накачивают воду, чтобы показать туристам их действие, в результате которого формируются гейзермиты.

Геликтиты - причудливо изогнутые пещерные образования. Кажется, что они не подчиняются силе тяжести. Dolley (1886) первым ввел термин "геликтит" от греческого слов "гелик" - спираль. Один из первых исследователей Collett (1878) сравнил их "с ужасными змеиными волосами Медузы". Другие шуточные термины, используемые при описании геликтитов: "червеобразные", "эксцентриковые", "блуждающие".

В зависимости от формы и размера геликтиты делят на 4 основные разновидности: нитевидная - образована из очень тонких (от долей до 1 мм в диаметре) волокон, иногда гибких, похожих на волосы; состоит из арагонита, реже кальцита; четковидная - "бисерные геликтиты", "морская трава", "пещерная трава". Состоит из крошечных (0,5-2 мм в диаметре) шариков арагонита, соединенных в виде четок; червеобразная - состоит изогнутых, раздвоенных отростков. Это наиболее распространенная форма; веткообразная - имеет толстые (до 15 см в диаметре) прямые стебли и верхушки, похожие на оленьи рога. Этот вид геликтитов часто образуется на выступах пещерных стен примерно в горизонтальном направлении или на полу приблизительно вертикально (около 105° - наибольший угол ромба кальцита). Мондмильх ("лунное молоко") - термин, используемый для описания агрегатного состояния микрокристаллических веществ различного состава. Как правило, это карбонатные минералы, но встречаются сульфатные, фосфатные и другие, более редкие. Термин подразумевает текстуру, но не состав. Во влажном состоянии "лунное молоко" мягкое, пластичное, пастообразное на ощупь напоминает кремовый сыр, растираемый пальцами; в сухом - крошится и рассыпается как порошок талька или мела. В пещерах обнаружено девять разновидностей карбонатного "лунного молока": кальцитовое (распространено в известняковых пещерах), арагонитовое, гидромагнезитовое (распространено в доломитовых пещерах), гунтитовое, несквегонитовое, магнезитовое, доломитовое, моногидрокальцитовое, моногидроцинкитовое.

Жемчуг, пещерный - концентрически-слоистые конкреции, формирующиеся в мелких пещерных водоемах. Может иметь сферическую, цилиндрическую, кубическую и неправильную форму. Его можно сравнить с шариками, градом, волчками, сигарами, апельсинами, голубиными яйцами, клубками и с отшлифованным жемчугом, за что, собственно, и получил свое название. Пещерный жемчуг называют иногда еще "пизолиты" и "оолиты", но эти термины обозначают текстурные особенности коренных известняковых пород. Размеры и форма конкреций самая разная - от песчинки до жемчужины около 15 см в диаметре. Пленки, рафт (rafts) - тонкие плоские образования кристаллического кальцита, арагонита или сидерита, плавающие на поверхности пещерных водоемов. Пещерные пленки формируются в стоячих водоемах. Диоксид углерода улетучивается с поверхности воды, а осажденный материал поддерживается силами поверхностного натяжения. Растут они очень быстро (от недели до месяца), кристаллы располагаются радиально вокруг ядра, иногда состоящего из органического материала (Pomer et al. 1976).

"Вулканические конусы" в Карлсбадской пещере имеют чешуйки, расположенные под углом 45° и окрашенные в различные оттенки розового ижелтого цвета (Хилл, 1986). В термальной пещере Giusti пластинки располагаются на конусах под углом 20-25° (Форти и Utili, 1981). "Башни". Образование "башенных конусов" здесь связано с быстрым уплотнением, цементацией и затвердеванием при высокой температуре воды (35°). Оторочки - корочки или выступы на коренных породах или спелеотемах. Форма оторочек может быть совершенно круглой или причудливо изогнутой как раковина или ухо. Большинство оторочек состоит из арагонита, иногда - кальцита или гипса.

Травертиновые дамбы - барьеры из кальцита, арагонита или другого материала, перегораживающие пещерные потоки или мелкие водоемы. Травертиновые дамбы располагаются ступенями на натечных образованиях как со стороны обращенной к течению, так и напротив; их могут украшать забереги, пленки, пещерный жемчуг, субаквальные кораллоиды. Высота дамб зависит от наклона пещерного хода: уклон больше - дамбы выше, уклон меньше - дамбы ниже и более извилисты. Известны дамбы с наклоном более 30°, уходящие на глубину 7 м, длиной 35 м и толщиной 20 см (в основании).

Термин "микрогур" (террасета, "ярус", "террасированные натеки") используют при описании тонких травертиновых дамб на поверхности натечных образований. Они похожи на морщины, знаки ряби, в поперечном разрезе - на большие гуры. Микрогуры обычны на сторонах крутонаклонных спелеотемов; при более пологом наклоне образуются закрученные лестничные "ярусы" (Charlier и Siffri, 1959).

Кальцитовые обрамления - плоские карбонатные отложения, прикрепленные к выступам и краям пещерного водоема, другим спелеотемам, находящимся в воде. Они могут быть такими же тонкими, как пещерные пленки (толщина листа бумаги), или достигать по толщине 30 см. Термин "подсвечник" обозначает обрамление колонны; "лист лилии" - обрамление на верхушке сталагмита на поверхности воды; "столик" - то же, что и "лист лилии", но в уже высохшем водоеме.

Обрамления начинают расти, когда тонкие слои осажденного материала на поверхности пещерного водоема прикрепляются к его окраинам. Рост происходит и с верха, и со дна тонкого обрамления, утолщение идет благодаря пленкам капиллярной воды, двигающейся преимущественно к верху спелеотема - поверхности натяжения.

Щиты (палетты, диски) - круглые или овальные спелеотемы, состоящие из двух сферических параллельных пластин или дисков, разделенных трещиной. Размер пластин от сантиметра и более. Срединная капиллярная трещина пропускает питающие растворы к краю щита и обеспечивает быстрый рост кристаллов пластины в плане и по толщине. изменяется от нескольких сантиметров до 3 м и более. Подтип щита "рант" - плоский выступ вдоль трещин в колоннах, натечных образованиях и коренных породах. De Saussure (1954) определил и назвал эту форму, отметив, формируется, как и щит. Cabrol (1974) и Renault (1976) показали, что образование "ранта".

Среди сверкающих кристаллов, покрывающих стены гротов в пещерах, можно найти очень интересные образования - "пещерные кристаллы". Их очень острые верхушки напоминают собачьи клыки, поэтому они и получили это название.

"Собачьи клыки" - кристаллы кальцита скаленоэдрического габитуса, состоящие из неравносторонних треугольников, и "шляпка гвоздя" - более притупленная форма - комбинация кристаллов ромбоэдрического и призматического габитуса. Обычно кристаллографическая с-ось кальцитовых пещерных кристаллов перпендикулярна стенам, но очень редко бывает и параллельна, в этом случае образуются "рисовые кристаллы" (Tullis и Gries, 1938).

Фреатические шпаты - самые представительные по форме и размеру. Обычно их кристаллы скаленоэдрического габитуса покрывают стены. Пещеры Black Hills, Южная Дакота, знамениты кристаллическими оторочками толщиной до 90 см в пещере Sitting Bull, высота отдельных кристаллов свыше 20 см, среди которых встречаются образцы с янтарно-коричневой сидеритовой сердцевиной. Длина "собачьих клыков" в пещерах гор Гуадалупе, Нью-Мексико, достигает 35 см. Особый вид вадозных шпатов "синель" которых отличает отсутствие слоистого строения. Светло-оранжевые шпатовые кристаллы "синели" встречаются в Карлсбадской пещере, Нью-Мексико.

"Соломки" - полые трубчатые сталактиты из полупрозрачного кальцита, имеющие на поверхности V-образные рубцы, соответствующие плоскостям спайности. Диаметр их сравним с диаметром капли воды (приблизительно 2-9 мм), толщина стенки 0,1-0,5 мм.

Самая длинная соломка (6,24 м) находится в Западной Австралии (Robinson, 1960).

"Лепесток" - разновидность трубчатого сталактита, чаще состоящего из арагонита, чем кальцита. Это небольшие тонкостенные конусы, похожие на лепестки, одиночные или множественные, верхушка каждого из них помещается внутри основания верхнего конуса.

Длина отдельных "лепестков" около 2 см, диаметр 1-1,5 см. Конусов так много, что они кажутся наложенными друг на друга. Сами "лепестки" отходят от "стебля" на угол 60.

Сталактиты (и сталагмиты) упоминались бесчисленными исследователями с древних времен. Самые первые сведения можно найти у римского ученого Плиния (77 г. н.э.), который описал их в пещерах Италии, Греции, Словении. Мы не делаем попыток рассказать о всех исследователях, хотим лишь обратить внимание на статьи Hick (1950), Moore (1962), Shaw (1979

Сталагмиты - выпуклые напольные образования, образованные капающей водой с нависающих над ними сталактитов или с потолка пещеры. Сталагмиты, в отличие от сталактитов, обычно больше в диаметре, имеют округлую вершину. Сталагмиты не обязательно того же состава что и соответствующие им сталактиты, очень часто под кальцитовыми сталактитами растут арагонитовые сталагмиты.

2.6 Радиационная обстановка в пещерах

В 70-х годах во многих карстовых полостях США был выявлен повышенный уровень альфа-радиации, что побудило Службу Национальных парков осуществить долговременную специальную программу по изучению и мониторингу пещерной радиации. Было установлено, что основной закономерностью пространственного распределения альфа-радиации является то, что ее уровень, при прочих равных условиях, контролируется главным образом особенностями воздушной циркуляции в карстовой системе. То есть альфа-радиация связана с комплексом факторов, определяющих микроклимат пещеры. Наиболее общей тенденцией временной изменчивости уровня альфа-радиации в пещерах является ее повышение в летний период и уменьшение - в зимний, что обусловлено сезонным характером циркуляции пещерного воздуха.

Таким образом, часть обследованных на радон пещер в радиационном отношении оказалась далеко небезопасной. Причем, в плане риска для здоровья человека главную опасность представляет не столько сам радон, сколько его дочерние продукты, вдыхаемые человеком и оседающие в легких. Известно, что повышенная концентрация дочерних продуктов радона повышает риск заболевания раком легких, а также раком крови.

Современная радиационная изученность пещер Южного Урала и Предуралья очень слабая. Исследования, подобные выше охарактеризованным, в них практически не проводились, а радиационная безопасность пещер Башкирии может быть оценена сегодня главным образом только по данным гамма-фона.

Обобщение имеющегося материала по радиационной обстановке в пещерах Южного Урала и Предуралья свидетельствует, что в большинстве пещер значения гамма-фона, зафиксированные радиометром колеблются от 3 до 10 микрорентген в час. Обычно они составляют - 5-6 мкр/час и являются фоновыми для мест расположения самих пещер. Между тем в 18-ти пещерах, независимо от их расположения, отмечена повышенная степень радиоактивности. А именно: в 10-ти пещерах гамма-фон достигал 15, в 4-х - 20, в 2- х - 25, в одной - 30 и в пещере Ледяная-Липовая - 32 мкр/час. Причем, в последней показания радиометра нигде не опускались ниже 28 мкр/час.

На радон в Башкирии опробована в настоящее время только одна пещера - Шульган-таш. Содержание радона в этой пещере весной-летом 1993 г. колебалось от 16-40 до 1630-2670 беккерелей(Бк)/ м 3. Причем закономерности пространственного его распределения в пещере Шульган-таш оказались весьма сходными с таковыми в американских, украинских и среднеазиатских пещерах. То есть повышенное содержание радона наблюдалось в наиболее статичных в микроклиматическом отношении частях пещеры (Радужный зал - 1460; Сталактитовый зал - 1770; зал Озер - 2670 Бк/ м 3 и т.д.) и наоборот, минимальные значения замеров были характерны в хорошо "проветриваемых" (на момент производства измерений) ходах и залах.

Приведенные данные дают основание предполагать, что не все пещеры Южного Урала и Предуралья могут быть безопасны в радиационном отношении, тем более, если учесть, что процент обследованных башкирских пещер в этой части невелик, а сведения по гамма-фону имеются пока только для наиболее доступных пещерных ходов.

В настоящее время нет достаточных оснований для того, чтобы говорить о высокой радиационной опасности пещер Южного Урала и Предуралья. Сегодня можно только предполагать о том, что в ряде пещер рассматриваемого региона может быть повышенное содержание радона и его дочерних продуктов.

Глава 3. Исследования особенностей пещер Башкортостана

Культура, как известно, начинается с культа (почитания чего- или кого-либо).

Первые следы культа не случайно обнаружены в пещерах, поскольку именно они оказали решающее влияние на формирование мировосприятия и логики первобытного человека.

В сознании наших предков пещера была олицетворением входа в потусторонний, чуждый мир.

Такое представление основывалось на реальных характеристиках пещер: мраке, холоде и гнетущей тишине, резко контрастирующих с привычным миром.

Понятно, что такие необычные условия заставляли относиться наших предков к пещерам с особым почитанием

Республика Башкортостан (РБ), располагающаяся в пределах Южного Урала и Предуралья, издавна известна как край, особенно богатый естественными карстовыми пещерами.

В настоящее время на территории республики насчитывается около 700 пещер. Это почти одна третья часть всех пещер Урала и Предуралья.

Общая протяженность задокументированных на сегодняшний день пещер РБ превысила 100 км, что составляет более половины от суммарной протяженности всех известных уральских пещер.

На территории Башкортостана располагается длиннейшая пещера Урала - "пропасть" Сумган, протяженностью - 9860 м.

Пещеры Башкортостана неповторимы.

В республике находится и глубочайшая пещера Урала - Киндерлинская (Победа), а также всемирно известная своими палеолитическими рисунками пещера - Шульган-таш (Капова).

3.1 Карстово-спелеологическое районирование

По условиям залегания карстующихся пород и характеру рельефа местности в схеме типов карста выделены три его подтипа: равнинный - в горизонтально залегающих породах в Предуралье, горный - в сильно дислоцированных отложениях Урала и равнинный - в складчато-глыбовых толщах Зауралья. Каждый подтип по составу карстующихся пород подразделен на классы карста: сульфатный, сульфатно-карбонатный и карбонатный. По степени перекрытости карстутощихся пород некаретующимися, выделены подклассы: закрытый, покрытый и перекрытый, с участками голого карста в составе каждого из них.

Согласно схеме районирования карста РБ (Мартин В.И., Лерман Б.И. Особенности распространения современного и древнего карста на территории Башкирии и его районирование // Карст Южного Урала и Предуралья. Уфа, 1978), ее территория расположена в пределах двух карстовых стран: Восточно-Европейской равнины и Уральской. В странах, в границах структур первого порядка, выделены 5 провинции, а по структурам второго - области, которые в свою очередь разделены на карстовые районы.

Наиболее характерно образование пещер в известняках нижнего карбона северной части Ашинско-Алимбетовской структуры и верхнего протерозоя западной части Башкирского мегантиклинория, может проявляться повсеместно в слоистых известняках.

В Уральской карстовой стране подавляющая часть пещер развита в пределах склонов долин-дрен. Независимо от принадлежности пещер к какой-либо карстово-спелеологической стране, провинции и области или к определенному стратиграфо-генетическому комплексу горных пород, часть придолинных пещер заложена по трещинам бортового отпора.

Ниже приводится карстово - спелеологическое районирование по В.И. Мартину и А.И. Смирнову.

Таблица 1. Карстово-спелеологическое районирование РБ.

Страна	Провинця	Область	Подобласть
Восточно- Европейской равнины (равнинный карст на преимуществен наоризонтальной основе залегания карстующихся пород)	Восточно- Русской платформы I	Башкирского свода I-A	(класс карста) Сульфатный Карбонатный Сульфатно- карбонатный
		Татарского свода I-B	Сульфатный Карбонатный Сульфатно- карбонатный Кластокарст
		Бирской седловины 1-Б	Сульфатный Кластокарст
		Восточной окраины Русской платформы 1-Г	Сульфатный Карбонатный Сульфатно- карбонатный
	Предуральского прогиба П	Юрюзано-Сылвинской депрессии П-А	Карбонатный Кластокарст
		Вельской депрессии П-Б	Сульфатный Карбонатный
Уральская (горный и равнинный карст на сильно дислоцированном субстрате)	Горный	Западно- Уральской внешней зоны складчатости	Кизеловско-Дружининской структуры Ш-А	Карбонатный
			Ашинско-Алимбетовской структуры Ш-Б	Карбонатный
		ЦентральноУральского поднятия IV	Башкирского мегантиклинория IV-А	Карбонатный
			УралтаускогомегантиклинорияIV-B	Карбонатный
			Зилаирского мегасинклинория IV-Б	Карбонатный
	Равнинный	Тагильско-Магнитогорского прогиба V	Магнитогорского мегасинклинория V	Карбонатно-Сульфидный (рудный)

В провинции Восточно-Русская платформа выделяются область Башкирского свода (спелеорайоны Уфимское плато и Аскинский), область Татарского свода (Туймазинский), область Бирской седловины (пещеры в области не известны), область Восточной окраины Русской платформы (Белебеевско-Бижбулякский, Сергеевский, Рязано-Охлебининский). В провинции Предуральского прогиба - область Юрюзано-Сылвинской (Юрюзано-Айский) депрессии и область Вельской депрессии (Симско-Бельский). В следующей провинции - Западно-Уральской внешней зоны складчатости - область Кизиловско-Дружининской структуры (Приайский и Юрюзано-Лаклинскийспелеорайоны), область Ашинско-Алимбетовской структуры (Инзеро-Лемезинский, Басу-Зилимский, Зилимо- Аскинский, Мендымо-Ряузякский, Зиганский, Ишоро-Нугушский, Икско- Юшатырский, Бельско-Нугушский, Суюшевский, Малоикский, Асель- Усаклымский). В провинции Центрально-Уральского поднятия - область Башкирского мегантиклинория (Зилимо-Шишенякский, Инзеро-Нугушский, Ямянтауский), область Уралтаускогомегантиклинория (пещеры в области не известны), область Зилаирского мегасиклинория (Белорецкий, Бурзяно-Кагинский, Кано-Иргизлинский, Приикский). В пятой провинции Тагильско-Магнитогорского прогиба - область Магнитогорского мегасинклинория (в области (в пределах РБ) известно всего две небольших (длиной до 15 м) пещеры).