Да пошлёт вам судьба случай побывать в пещере! Она будет сниться вам потом всю жизнь. А великолепием своего ни с чем несравнимого убранства и даже самим своим возникновением обязана пещера обычной углекислоте, двуокиси углерода, – тому общеизвестному газообразному веществу, которое все мы постоянно выдыхаем, которого немного содержится в воздухе и поверхностных водах и гораздо больше – в водах глубинных, в чём легко убедиться, побывав у «кипящего» этим газом нарзанного источника или хотя бы открыв бутылку с минеральной водой. Углекислота влияет на растворимость карбоната кальция, из которого в основном состоят и известняковые стены пещеры, и её убранство. А насколько влияет, судите сами: в литре чистой воды растворяется всего 0,014 г, в насыщенной углекислотой – почти в 300 раз больше, до 4 г. Такая вода медленно, но верно выщелачивает пласты известняка, а при улетучивании углекислоты осаждает карбонат кальция в виде твёрдого минерала. Слова Гёте о том, что «природа, действуя спокойно и медленно, способна на необыкновенное», здесь как нельзя более кстати. Спокойно и медленно подземные воды перерабатывают невзрачную известняковую массу в каменные шедевры.
Полости и целые залы, вымытые в толщах известняка водой, насыщенной углекислотой, тянутся иногда на десятки километров. Но как только в пещере устанавливается режим проветривания, та же вода принимается за титаническую созидательную работ). Проветривание способствует отделению углекислоты, от этого растворимость карбоната кальция падает и он осаждается в виде кальцита, иногда арагонита. Вот так, стекая со свода, подземная влага оставляет на стенах пещеры и наращивает кальцитовые «натеки» – так называемый мраморный оникс.
Иначе образуются сталактиты и сталагмиты. Они тоже питаются подземными водами – углекислыми растворами карбоната кальция. Но одно дело – вода, струящаяся по стенке, и совсем другое – капель. Выяснить роль капели в образовании сталактитов и сталагмитов удалось московскому минералогу и спелеологу В. А. Мальцеву.
Капля повисает где-нибудь на выступе свода, растёт и тяжелеет, отрывается, уступая место следующей, и падает вниз. При этом каждая капля дважды подвергается резкому толчку давления: сначала из-за отрыва предыдущей капли и затем – от удара при падении. Каждый толчок сопровождается выбросом углекислоты и отложением кристаллического осадка: первый раз на своде, колечком вокруг основания капли, второй – на дне пещеры. Колечко наращивается и превращается в трубочку сталактита, а со дна навстречу ей наращивается столб сталагмита. Наращивание идёт строго по линии капели, т.е. по вертикали, и на своде вырастает «макаронина» – прямой трубчатый сталактит. Примечательно, что это монокристалл! Здесь снова «заслуга» капели. Она вызывает ритмическую пульсацию давления в канале, а та, в свою очередь, – перекристаллизацию материала сталактита: мелкие зёрна кристаллического осадка объединяются в один кристалл. Со временем «макаронина» обрастает снаружи агрегатом кальцита, встречается со сталагмитом и срастается с ним в колонну.
Попадаются, хотя и реже, сталактиты и других минералов. Так, в обводнённых соляных штольнях иногда находят сталактиты галита. Обычно они выглядят просто как сростки кристаллов, вытянутые по вертикали. И всегда только вниз – признак сталактитовой природы сростка. А внутри заметен и более явный признак – узкий сквозной канал. Образование соляных сталактитов идёт лишь за счёт испарения раствора, без участия углекислоты или других газов. Раствор стекает со стенок и лужицей собирается в ямке. Подсыхая, поверхность лужицы покрывается выросшей от стенок коркой кристаллов – заберегом. Когда по какой-то причине возникает сток рассола из ямки, под заберегом образуется пустое пространство, и он повисает в воздухе, закрепившись краем за стенку. Стекавший сверху рассол теперь растекается по верхней стороне заберега и проникает в просветы между кристаллами: под заберегом возникает капель, как в той пещере, где вырос кальцитовый сталактит. Капля рассола повисает под заберегом, от испарения выделяется колечком маленькая порция галита... и вы уже догадались, что там вырастает трубочка галитового сталактита. Он питается как по каналу, так и снаружи раствором, подтекающим из соседних просветов заберега, не образовавших собственной капели. Но как разительно отличается эта цепочка хорошо огранённых, прозрачных кристаллов от кальцитовой «макаронины»! А дело в том, что, в отличие от пещерного, наш сталактит доращивал уже сформировавшиеся кристаллы заберега; сказались, конечно, и пульсация давления в канале, и медленный, спокойный рост.
Из соляной штольни вернёмся в пещеру, чтобы полюбоваться ещё одной, может быть самой удивительной её достопримечательностью – геликтитами. В этих белоснежных образованиях поражает то, что развиты они не по вертикали, как сталактиты, а в самых разных направлениях. Геликтит представляет собой трубочку из кальцита или арагонита, по которой питающий раствор поступает к свободному концу. Здесь избыточная углекислота улетучивается, растворимость карбоната кальция падает, и он выделяется, наращивая трубочку. Кроме того, из-за испарения раствора на свободном конце трубочки в ней возникает тяга, и с питающего конца подсасывается свежий раствор. Таким образом, геликтит, как и сталактит, сам себя наращивает, сам же и прокладывает путь питающему раствору. Однако, в отличие от сталактита, развитие геликтита подчиняется не силе тяжести, а направлению проветривания, уносящего избыточную углекислоту: именно в этом направлении и нарастает геликтит.
Вернуться к списку статей