Загадочные пещеры планеты: тайные миры под землёй

Загадочные пещеры планеты скрывают огромные залы, подземные реки, необычные кристаллы и организмы, способные всю жизнь проводить без солнечного света. Некоторые полости настолько велики, что внутри них возникают туман и облака, а в других сохраняются следы людей, живших десятки тысяч лет назад.

Подземный мир кажется неподвижным, но на самом деле он постоянно изменяется. Вода продолжает растворять горные породы, реки прокладывают новые пути, а минералы медленно образуют сталактиты и сталагмиты.

Многие пещерные системы до сих пор исследованы лишь частично. Узкие проходы, затопленные тоннели, обвалы и отсутствие связи делают работу спелеологов сложной и опасной. Поэтому самые удивительные подземные открытия могут быть ещё впереди.

Как появляются пещеры

Большинство известных пещер образовалось в растворимых горных породах, особенно в известняке. Дождевая вода поглощает углекислый газ из воздуха и почвы, становясь слабокислой.

Проникая в трещины, такая вода постепенно растворяет карбонат кальция. Трещины расширяются и со временем превращаются в коридоры, колодцы и подземные залы.

Если уровень подземных вод понижается, ранее затопленная полость освобождается. По её дну может продолжить течь река, углубляющая проходы и переносящая обломки породы.

Но не все пещеры возникают одинаково. Существуют:

• лавовые трубки, оставшиеся после извержений;
• ледяные пещеры внутри ледников;
• полости, вымытые морскими волнами;
• пещеры, образованные горячими подземными водами;
• пустоты в песчанике, гипсе и соли.

Поэтому форма, глубина и внутренние условия каждой пещеры зависят от породы, воды, климата и геологической истории местности.

Как растут сталактиты и сталагмиты

Проходя через известняк, вода растворяет небольшое количество минералов. Когда капля достигает потолка пещеры, часть углекислого газа выделяется, а карбонат кальция осаждается.

На потолке постепенно формируется сталактит. Капли, падающие на пол, оставляют минералы внизу и создают сталагмит.

Если оба образования продолжают расти, они могут соединиться и превратиться в колонну. На стенах также появляются каменные занавеси, натёчные коры и другие минеральные формы.

Скорость роста нельзя выразить одним универсальным числом. В одной пещере образование увеличивается сравнительно быстро, а в другой на несколько миллиметров могут потребоваться сотни лет.

На скорость влияют:

• количество поступающей воды;
• содержание растворённых минералов;
• температура;
• концентрация углекислого газа;
• форма трещин;
• сезонные изменения климата.

Прикосновение к влажному образованию может оставить на нём жир и загрязнения, поэтому в охраняемых пещерах посетителям запрещают трогать стены и натёки.

Пещера Шондонг — гигантский подземный мир

Шондонг находится во вьетнамском национальном парке Фонгня-Кебанг. Её главный проход считается крупнейшим из известных по сочетанию высоты, ширины и объёма.

В отдельных местах потолок поднимается почти на две сотни метров, а ширина прохода превышает 90 метров. В таком пространстве могло бы поместиться высотное здание.

Через пещеру течёт подземная река. В некоторых местах потолок обрушился, образовав огромные провалы, через которые внутрь проникает солнечный свет.

Под световыми окнами выросли растения, включая высокие деревья. Но называть их полностью самостоятельными подземными лесами не совсем точно: они существуют благодаря прямому доступу света и осадков с поверхности.

Влажный воздух поднимается внутри огромного прохода и встречается с более прохладными воздушными массами. В результате под потолком могут появляться туман и облака.

Иногда говорят, что Шондонг имеет собственную погоду. Это красивое описание, но речь идёт о локальных атмосферных процессах внутри гигантской полости, а не об отдельной климатической системе.

Пещера кристаллов Найка

В мексиканском штате Чиуауа находится шахта Найка, в которой обнаружили полость с гигантскими кристаллами селенита — прозрачной разновидности гипса.

Некоторые кристаллы достигают нескольких метров в длину. Они росли под водой в течение очень долгого времени, когда подземная полость была заполнена горячим раствором, насыщенным минералами.

Почти постоянная температура и медленное изменение химического состава воды позволяли гипсу кристаллизоваться без резких помех. В результате сформировались огромные прозрачные колонны.

После откачки воды шахтёры смогли попасть в пещеру, но находиться там чрезвычайно трудно. Высокая температура и почти стопроцентная влажность не позволяют человеческому телу нормально охлаждаться.

Без защитного оборудования длительное пребывание становится опасным. Исследователи использовали специальные охлаждаемые костюмы и ограничивали время работы.

Кристаллы также уязвимы. После осушения полости изменились условия, в которых они формировались. Поверхность может повреждаться из-за воздуха, прикосновений и колебаний температуры.

Пещера Мовиле и жизнь без солнечного света

Пещеру Мовиле обнаружили в Румынии в 1986 году. Она долгое время оставалась изолированной от поверхности и отличается необычным составом воздуха и воды.

Внутри мало кислорода, зато присутствуют метан, углекислый газ и сероводород. Для человека такая среда опасна, поэтому доступ в пещеру разрешён только специалистам.

Главная особенность Мовиле — экосистема, основой которой служит не фотосинтез. Солнечный свет туда не проникает, поэтому растения не могут обеспечивать пищевую цепь энергией.

Вместо них эту роль выполняют микроорганизмы. Они используют энергию химических реакций с соединениями серы, метаном и другими веществами. Такой процесс называется хемосинтезом.

Микробные сообщества становятся пищей для других организмов. В пещере живут мелкие беспозвоночные, среди которых встречаются виды, приспособленные к подземной среде.

Мовиле показывает, что сложная экосистема может существовать без прямого солнечного света. Подобные исследования важны и для астробиологии, поскольку помогают оценивать возможность жизни в подземных океанах других небесных тел.

Почему пещерные животные теряют зрение

Постоянная темнота создаёт особые условия для эволюции. В глубине пещеры зрение перестаёт давать преимущество, зато производство глаз и пигментов требует энергии.

У некоторых животных, живущих под землёй на протяжении многих поколений, глаза уменьшаются или почти полностью исчезают. Одновременно усиливаются другие органы чувств.

Пещерные обитатели могут иметь:

• длинные усики и конечности;
• повышенную чувствительность к вибрациям;
• развитое обоняние;
• способность находить очень слабые химические сигналы;
• замедленный обмен веществ;
• почти бесцветное тело.

Подземная среда обычно бедна пищей. Поэтому способность экономно расходовать энергию может быть важнее скорости и активного роста.

Однако не каждое животное, найденное в пещере, является настоящим подземным видом. Одни организмы заходят туда временно, другие используют пещеры для зимовки, а третьи проводят в полной темноте всю жизнь.

Светящиеся пещеры Новой Зеландии

В некоторых пещерах Новой Зеландии потолок покрыт тысячами голубоватых огоньков. Издалека они напоминают звёздное небо.

Свет создают личинки насекомых Arachnocampa luminosa, обитающих только в Новой Зеландии. Их часто называют светлячками, хотя они не относятся к настоящим жукам-светлякам.

Личинки выделяют тонкие липкие нити, свисающие с потолка. Свечение привлекает мелких насекомых, которые запутываются в этих нитях и становятся добычей.

Особенно известна пещера Вайтомо, где посетителей перевозят по подземной реке под светящимся потолком.

Яркость свечения может зависеть от голода и состояния личинки. Даже слабый свет от множества организмов превращает потолок пещеры в необычное природное зрелище.

Экосистема чувствительна к влажности, движению воздуха и количеству насекомых. Поэтому туристический поток приходится контролировать, чтобы не нарушить условия внутри пещеры.

Подземные реки и затопленные проходы

Вода играет главную роль не только в образовании пещер. Она продолжает двигаться по подземным каналам, создавая реки, водопады и озёра.

Подземные реки могут исчезать в трещинах и снова выходить на поверхность за несколько километров от места поглощения. Определить их путь иногда удаётся только с помощью безопасных красителей и специальных датчиков.

В карстовых районах загрязнение быстро попадает в подземные воды, поскольку почва и породы не всегда успевают его отфильтровать. Поэтому охрана поверхности важна для сохранения пещерных источников.

Особую сложность представляют затопленные системы. Исследовать их могут только подготовленные пещерные дайверы с резервным оборудованием.

Под водой невозможно сразу подняться к поверхности. Узкие проходы, ил, течение и потеря видимости делают пещерные погружения одними из наиболее опасных видов исследования.

Ледяные пещеры

Некоторые подземные полости содержат лёд круглый год. Холодный воздух опускается внутрь и задерживается в нижних частях пещеры, где солнечный свет почти не нагревает стены.

Вода, поступающая через трещины, замерзает и образует ледяные колонны, занавеси и сталагмиты. Их форма меняется в зависимости от сезона и количества талой воды.

Не следует путать такие полости с пещерами внутри ледников. Ледниковые тоннели образуются непосредственно в движущейся массе льда и могут быстро изменять расположение.

Ледяные образования особенно чувствительны к температуре. Даже незначительные изменения микроклимата способны повлиять на скорость их таяния и роста.

Пещеры с древними рисунками

Пещеры сохранили одни из наиболее впечатляющих памятников древнего искусства. На их стенах обнаружены изображения животных, отпечатки рук, геометрические знаки и следы использования красителей.

Рисунки создавались минеральными пигментами и древесным углём. Стабильная температура, отсутствие солнечного света и ограниченное движение воздуха помогли сохранить их на протяжении тысячелетий.

Однако та же стабильность делает пещеры уязвимыми для массового посещения. Люди приносят тепло, углекислый газ, влагу и микроорганизмы.

После обнаружения повреждений некоторые знаменитые пещеры закрыли для туристов. Вместо оригинальных залов посетителям показывают точные копии.

Пещерное искусство рассказывает не только о художественных способностях древних людей. Оно помогает изучать животных ледникового периода, способы освещения подземных помещений и символическую культуру наших предков.