Як утворюються печери? Казковий світ печер. Планета Земля.

З печерами завжди пов'язана велика кількість таємниць та загадок, адже це – цілий світ чарівництва, тиші та безмовності. Ще в давнину печери використовувалися для укриття людини і тварин, а деякі навіть вважалися обителі богів. У природі немає двох однакових печер, адже одні мають озера, інші – зали з гротами, колодязями, льодовиками та водоспадами. Багато тисяч років дощова вода руйнувала камінь, утворюючи сталактити і сталагміти химерної форми. У деяких печерах кальцит утворюється як перлин, квітів, тонких гілочок, розсипаються від найменшого дотику. Представляємо вашій увазі рейтинг найдивовижніших і найкрасивіших печер світу.

1. Печера гігантських кристалів, Мексика

Печера гігантських кристалів у Мексиці виявили звичайними шахтарями, які проводили роботи на півдні країни. На глибині трьохсотметрової шахти вони виявили печеру, зсередини буквально посипану величезними кристалами. Кристали в печери напівпрозорі, а їх колір варіюється від яскраво-білого до золотистого. Кристали мають прямокутну чи циліндричну форму, які довжина сягає кількох метрів. Підстава печери кам'яна, що говорить про неї стародавньому походження. Великі кристали, що знаходяться в ній, були сформовані природою за кілька мільйонів років. Зважаючи на все, приміщення Кришталевої печери раніше було заповнене гірською породою, яка поступово вимивалася підземними водами, після чого залишалися такі незвичайні утворення.

2. Печера узбережжя На Палі в Кауаї, Гаваї

Гавайський острів Кауаї виник понад 5 мільйонів років тому внаслідок вулканічної активності у цьому районі. Однією з найефектніших пам'яток острова є узбережжя На Палі. Тут скелі практично нависають над морем, а на їхній поверхні ростуть екзотичні рослини і гніздяться різні птахи. Крім мальовничих вулканічних гір та вічнозелених пляжів, туристів приваблюють сюди загадкові печери. Протягом багатьох століть морські хвилі методично виточували вулканічні породи, утворюючи таким чином печери Гаваїв. У печерах можна насолодитися незайманою природою та морськими пейзажами.

3. Печера Меліссані, Греція

Про розташовану на грецькому острові Кефалонія, печеру Меліссані, забули на кілька століть і згадали лише 1951 року, коли грек Гіанніс Петрохеліос знову знайшов і відкрив її. Адже ще в грецької міфологіїця печера згадувалася як житло німф. Причина такої бурхливої фантазії стародавніх греків цілком зрозуміла – печера з її бірюзовим озером, оточеним густим лісом, виглядає по-справжньому казковою. Печера Меліссані має кам'яну основу, на якій знаходяться неглибокі блакитні води, нагорі величезний кам'яний купол із величезною діркою, через яку вглиб печери потрапляє сонячне світлостворюючи дивовижні відблиски на її стінах. Вхід у печеру Меліссані теж дуже мальовничий - він заріс зеленню, а "двері" прикрашені природною коричневою кам'яною "штукатуркою".

4. Шкоцянські печери, Словенія

Одними із найвідоміших на нашій планеті карстових печерних систем є Шкоцянські печери. На прекрасному плато Крас, розташованому на південному заході Словенії знаходяться ці чудові печери, офіційно визнані заповідником та об'єктом Світової спадщини. Своєю появою Шкоцянські печери зобов'язані місцевій річці, що протікає через неї, з назвою "Річка", яка протягом століть і "вирубала" печери в карстових відкладах. Однак у результаті водної ерозії, кілька склепінь печери обвалилися, утворивши карстові провали "Мала-Долина" та "Велика-Долина", розділені природним мостом. На території "Велика-Долини" Річка йде під землю, з'являючись на поверхні за 34 кілометри вже на території Італії. Крім того, на території Шкоцянських печер знаходиться безліч небезпечних вирв, провалів та невеликих водоспадів. У печерах знаходиться і найбільший європейський грот - зал Мартеля.

5. Мармурові печери в Чилі Чико, Чилі

Високо в Андах знаходиться одне з найглибших у світі озер - Lago General Carrera (чилійська назва) або Lago Buenos Aires (аргентинська назва), оскільки озеро розташоване на кордоні Чилі та Аргентини. Неподалік чилійського міста Чиле-Чіко знаходяться знамениті Мармурові печери. Хоча стіни печер складаються зовсім не з мармуру, а з вапняку, але на тлі бірюзової води його склепіння, що мають білі та блакитні тони забарвлення, виглядають дуже ефектно. Завдяки цій природній красі, подивитися Мармурові печери щороку приїжджають тисячі туристів. Доставляють сюди туристів невеликі прогулянкові катери, дозволяючи побачити всю пишність відтінків печери, а також заглянути в природні вікна, що ніби протанули в стінах лабіринту Мармурових печер - проїхати туди катери вже не можуть. Крім дивовижних мармурових печер, приїжджають на озеро і любителі риболовлі, адже його води багаті фореллю і лососем, а також деякими іншими видами риб.

6. Мамонтова печера у Кентукі, США

Мамонтова печера знаходиться в американському штаті Кентуккі. Ця унікальна карстова печера має неповторний мікроклімат. Відкрита печера була близько 4000 років тому, досі у ній знаходять залишки стародавніх смолоскипів. Печера використовувалася місцевими племенами для різних цілей. Американські вчені виявили мумію людини, яка померла в цій печері понад 2000 років тому. Після численних досліджень, вчені дійшли висновку, що людина займалася тут здобиччю гіпсу. У підземній річці було виявлено рідкісний вид креветок, раки та сліпі риби. Крім того, в печері живуть зграї кажанів. Вже з кінця 19 століття Мамонтова печера стала туристичним об'єктом, для чого на її протязі провели електричне освітлення. Однак за бажання можна пройти по печері як у давні часи - з парафіновою лампою.

7. Ціноти півострова Юкатан, Мексика

Ціноти - своєрідні утворення у печерах, що з'являються у скелях під впливом води. На південь від мексиканського курорту Канкун, розташованого на півострові Юкатан, знаходиться один із найкрасивіших ценотів. Згідно з деякими даними, у давнину Юкатан був підводним рифом. Після відходу води залишилися величезні печери. Печери та гроти Юкатана повністю знаходяться під землею. Наземних рік на півострові немає - вони всі протікають під землею. Колись народи майя вважали ціноти священними та під час релігійних церемоній пили з них воду. Туристи з усього світу приїжджають на Юкатан, щоб поплавати, пірнати та помилуватися підземними пейзажами. А давні сталактити та сталагміти роблять підводний світпо-справжньому казковим. Через тріщини печер у ціноти проникає сонячне світло, надаючи їм особливої краси.

8. Блакитні печери, Греція, острів Закінф

На Закінфі, одному з найбільших грецьких островів, є дивовижні Блакитні печери. Серед туристів острів набув популярності завдяки своїй мальовничій місцевості, зокрема пляжам та селам. У селі Волаймс розташовується Блакитна печера, дістатися якої можна тільки через море, втім, як і до більшої частини острова. Якщо відвідати Блакитну печеру на заході сонця або на його сході, можна насолодитися синім кольором неба і океану, що відображається в ній. За багато років водних ерозій, скелі набули вигляду дивовижних природних арок. Завдяки незвичайності світлових ефектів Блакитних печер, це місце є одним із найбільш відвідуваних у Греції. Крім прекрасних печер, на Закінфі знаходиться знаменитий пляж, який вважається одним із найкращих у світі.

9. Печера Фінгала, що співає, Шотландія

За багато століть на острові Стаффа (острів належить групі Внутрішніх Гебридських островів) у Шотландії, дощі та море утворили одну з найбільших у світі печер - Співочу печеру Фінгала. Своєю назвою печера завдячують відомому шотландському поетові Джеймсу Макферсону. Згідно з легендою, велетень Фінгал з метою з'єднання Шотландії та Ірландії побудував дамбу, за якою в його оселі пройшов величезний велетень, тоді як Фінгал ліг відпочити перед боєм з ним. Однак його дружина виявилася винахідливою і сказала, що це спить немовля, син Фінгала. Величезний велетень представив розміри батька цього "немовляти" і в страху втік, зруйнувавши дамбу. За легендою, частиною цієї греблі і є острів Стафф. Друга причина подібної назви печери – гельтське значення фрази «Печера Мелодій». Назва дана печері через те, що під час прибою зала печери неодноразово повторює звуки моря, наче співає!

10. Крижана печера Скафтафелл, Ісландія

На краю льодовиків часто утворюються напрочуд гарні структури - крижані печери. В Ісландії на лагуні льодовика Свінафелльйокул знаходиться знаменита печера Скафтафелл. За минулі століття льодовик спресувався настільки, що майже не має бульбашок повітря, завдяки чому сонячне світло поглинається майже все, крім синьої фракції, видної всередині печери неозброєним оком. Хоча такий синій лід можна тільки коли змитий верхній шар льодовика, наприклад, узимку. Втім, подібне світло буває у плаваючих айсбергах та інших крижаних печерах. Печера Скафтафелл має семиметровий вхід на березі. Наприкінці печера звужується до одного метра. Однак відвідувати крижані печери небезпечно, оскільки вони постійно трансформуються і в будь-який момент можуть зруйнуватися. Лише взимку відвідування таких печер щодо безпечне. Оскільки крижані печери переміщаються разом із льодовиком, всередині них часто можна чути потріскування.

Перш ніж відповісти на запитання «Як утворюються печери?», потрібно усвідомити, що таке печери, і якими вони бувають.

Печери - це порожні простори в скельних породах під землею чи під водою, і навіть над землею. Печери бувають наскрізні з кількома отворами чи з одним. Вони поділяються на горизонтальні, вертикальні, а також похилі та однорівневі чи багаторівневі. Розмірами печери також різняться. Буває так, що печера тягнеться багато кілометрів, піднімається чи опускається навіть під воду підземної річки. Але найголовніша відмінність однієї печери від іншої – це матеріал, з якого вони складаються, і те, як вони утворилися.

Отже, найбільша група печер – це Карстові. Вони поділяються на мармурові, соляні, кристалічні, гіпсові та вапнякові печери, а також інші. Такі печери утворюються завдяки розчиненню у воді різних гірських порід, і багато з них мають свої сталактити та сталагміти.

Еволюціоністи стверджують, що головний фактор, що утворює ці печери, - це ґрунтові води, насичені вуглекислотою, які просочуються крізь тріщини вздовж пластів вапняку. Цей процес, на їхню думку, займає мільйони років. Але нещодавно став відомим ще один фактор, який значно швидше вимиває печери – це сірчана кислота.

Також є ерозійні печери водою (вздовж берегової лінії), які механічно вимиваються водою з великими крупинками піску, осколків каміння та ін. Тектонічні печери утворюються в бортах річок у місцях тектонічних розломів.

Вулканічні печери з'являються при виверженні вулканів, коли лава застигає, створюючи своєрідну трубу, якою далі тече, утворюючи порожнечі. Печери у жерлах вулканів також є вулканічними. За часів глобального потопу, названого в Біблії Ноєвим Потопом, відбувалася всесвітня вулканічна активність, унаслідок чого дуже швидко утворилося багато печер такого типу.

Карстові печери - це підземні порожнини, що утворилися в товщі земної кори, в районах поширення карбонатних і галогенних гірських порід, що легко розчиняються. Зазнаючи вилуговування та механічного впливу, ці породи поступово руйнуються, що призводить до утворення різних карстових форм. Серед них найбільший інтерес викликають підземні карстові форми – печери, шахти та колодязі, що характеризуються іноді дуже складною будовою.

Однією з основних умов розвитку карстових печер є наявність гірських порід, що відрізняються значним літологічним розмаїттям. Серед них виділяються карбонатні породи (вапняки, доломіти, писча крейда, мармури), сульфатні (гіпси, ангідрити) та галоїдні (кам'яна, калійна солі). Породи, що карстуються, мають досить широке поширення. У багатьох місцях вони перекриваються малопотужним чохлом піщано-глинистих відкладень або безпосередньо виходять на поверхню, що сприяє активному розвитку карстових процесів та утворенню різних карстових форм. На інтенсивність карстоутворення значний вплив має також потужність порід, їх хімічний складта особливості залягання.

Як мовилося раніше, будівельником карстових печер є вода. Однак щоб вода могла розчиняти гірські породи, вони повинні бути водопроникними, тобто тріщинуватими. Тріщинуватість порід є однією з основних умов розвитку карсту. Якщо карбонатний або сульфатний масив монолітен і складається з твердих різниць порід, позбавлених тріщинуватості, він не піддається впливу карстових процесів. Однак таке явище зустрічається рідко, так як вапняки, доломіт і гіпси тріщинувати за своєю природою. Тріщини, що розсікають вапнякові масиви, мають різне походження. Виділяють тріщини літогенетичні, тектонічні, механічного розвантаження та вивітрювання. Найбільш поширені тектонічні тріщини, які зазвичай січуть різні шари осадових порід, не заломлюючись при переході з одного шару до іншого і не змінюючи своєї ширини. Тектонічна тріщинуватість відрізняється розвитком складних взаємно перпендикулярних тріщин шириною 1-2 мм. Найбільшою роздробленістю та тріщинуватістю гірські породи характеризуються в зонах тектонічних порушень.

Випадаючи на поверхню масиву, що карстується, атмосферні опади по тріщинах різного походження проникають у глиб цього масиву. Циркулюючи підземними каналами, вода вилуговує гірську породу, поступово розширює підземні проходи і утворює іноді величезні гроти. Вода, що рухається, є третьою обов'язковою умовою розвитку карстових процесів. Без води, що розчиняє та руйнує гірські породи, не було б карстових печер. Ось чому особливості гідрографічної мережі та своєрідність гідрогеологічного режиму значною мірою визначають ступінь кавернозності товщ, що карстуються, інтенсивність процесів вилуговування та умови розвитку підземних порожнин.

Основну роль формуванні багатьох карстових порожнин грають інфільтраційні та інфлюаційні дощові та талі снігові води. Такі печери – корозійно-ерозійного походження, оскільки руйнація породи відбувається як за рахунок її хімічного вилуговування, так і шляхом механічного розмиву. Однак не слід думати, що ці процеси протікають одночасно і безперервно. На різних стадіях розвитку печер та на різних їх ділянках домінує зазвичай один із зазначених процесів. Утворення деяких печер цілком пов'язане або з корозійними або з ерозійними процесами. Зустрічаються також нівально-корозійні печери, своїм походженням зобов'язані діяльності талих снігових вод у зоні контакту снігової товщі з породою, що карстується. До них відносяться, наприклад, порівняно неглибокі (до 70 м) вертикальні порожнини Криму та Кавказу. Багато печер виникли внаслідок обвалу покрівлі над підземними корозійно-ерозійними порожнинами. Деякі природні порожнини утворилися шляхом вилуговування гірських порід артезіанськими, мінеральними і термальними водами, що сходять по тріщинах. Таким чином, карстові печери можуть мати корозійне, корозійно-ерозійне, ерозійне, нівально-корозійне, корозійно-гравітаційне (провальне), гідротермальне та гетерогенне походження.

Крім інфільтраційних, інфлюаційних і напірних вод у освіті печер певну роль грають також конденсаційні води, які, збираючись на стінках і стелі печер, роз'їдають їх, створюючи химерні візерунки. На відміну від підземних струмків, конденсаційні води впливають на всю поверхню порожнини, у зв'язку з чим мають найбільший вплив на морфологію печер. Особливо сприятливими умовами для конденсації вологи характеризуються невеликі порожнини, розташовані на значній глибині від поверхні, оскільки кількість конденсаційної вологи знаходиться у прямій залежності від інтенсивності повітрообміну та у зворотній від об'єму порожнини. Спостереження, проведені у Гірському Криму, показали, що у досліджених карстових печерах протягом року конденсується 3201,6 м 3 води (Дублянський, Ілюхін, 1971), а в підземних порожнинах усієї головної гряди у 2500 разів більше (т. е. 0, 008004 км3). Ці води вирізняються великою агресивністю. Жорсткість їх перевищує 6 мг-екв (300 мг/л). Таким чином, за рахунок інфільтраційних вод печери Гірського Криму, як свідчать нескладні розрахунки, збільшуються порівняно із загальним обсягом приблизно на 5,3%. Середня мінералізація конденсаційних вод близько 300 мг/л, отже вони виносять протягом року 2401,2 т (8004 10 6 л X 300 мг/л) вуглекислого кальцію. Сумарне винесення карбонату кальцію карстовими джерелами Гірського Криму становить близько 45 000 т/рік (Родіонов, 1958). Отже, роль конденсаційних вод у формуванні підземних порожнин порівняно невелика, причому їх вплив на гірську породу як агента денудації обмежується в основному теплим періодом.

Як же йде процес вилуговування порід, що карстуються? Розглянемо це питання у загальному плані з прикладу карбонатних утворень. Природні води завжди містять вуглекислоту, а також різні органічні кислоти, якими вони збагачуються при контакті з рослинністю та просочуванні через ґрунтовий покрив. Під дією вуглекислоти карбонат кальцію переходить у бікарбонат, який значно легше розчиняється у воді, ніж карбонат

Ця реакція оборотна. Збільшення вмісту вуглекислоти у воді викликає перехід кальциту в розчин, а при зменшенні її відбувається випадання з водного розчину бікарбонату кальцію (вапняного осаду), що накопичується в деяких місцях у значній кількості. Між вмістом вуглекислоти та температурою води існує зворотний зв'язок.

Різко зростає розчинність вапняків, коли підземні води збагачені кислотами та солями. Так, при збагаченні підземних вод сірчаною кислотою реакція йде за рівнянням

Вуглекислота, що виділилася в результаті цієї реакції, виявляється додатковим джерелом утворення гідрокарбонатів.

Ступінь розчинності гіпсу та ангідриту також залежить від наявності тих чи інших кислот та солей. Так, наприклад, присутність у воді СаCl2 значно знижує розчинність гіпсу, навпаки, наявність у воді NCl і MgCl2 збільшує розчинність сульфату кальцію. Розчинення гіпсу, в принципі, може відбуватися і в хімічно чистій воді.

Хоча ми і називаємо карбонатні та сульфатні породи легкорозчинними, проте розчиняються вони надзвичайно повільно. Для утворення підземних пустот потрібно багато і багато тисяч років. При цьому породи, що карстуються, розчиняються і руйнуються тільки по тріщинах, поза тріщинами вони залишаються, як і раніше, дуже міцними і твердими.

Атмосферні води, що проникають в карстові масиви по тріщинах і тектонічним порушенням, характеризуються спочатку переважно вертикальним рухом. Досягши водоупору або місцевого базису ерозії, вони набувають горизонтального руху і течуть зазвичай падіння пластів гірських порід. Частина води просочується в глибокі горизонти та формує регіональний стік. У цьому зв'язку в масиві, що карстується, виділяється кілька гідродинамічних зон, а саме - зона поверхневої, вертикальної, сезонної, горизонтальної, сифонної та глибинної циркуляції карстових вод (рис. 1). Кожна із зазначених гідродинамічних зон характеризується певним набором карстових форм. Так, до зони вертикальної циркуляції вод або до зони аерації приурочені переважно вертикальні підземні порожнини - карстові колодязі та шахти. Вони розвиваються вздовж вертикальних або пологопохилих тріщин в результаті періодичного вилуговування гірських порід талими сніговими та дощовими водами. У зоні горизонтальної циркуляції, де відбувається вільний стік безнапірних вод до річкових долин або периферії масиву, що карстується, формуються горизонтальні печери. Похилі та горизонтальні порожнини відзначаються в зоні сифонної циркуляції, що характеризується напірними водами, що рухаються в підруслових каналах нерідко нижче за місцевий базис ерозії.

На розвиток печер, крім морфоструктурних та гідрогеологічних особливостей, суттєво впливають також клімат, ґрунти, рослинність, тваринний світ, а також господарська діяльність людини. На жаль, роль цих факторів у печероутворенні вивчена в даний час далеко не достатньо. Хочеться сподіватися, що цю прогалину в найближчому майбутньому буде ліквідовано.

Теорія походження вапнякових карстових печер, що розвиваються в породах із горизонтальним заляганням шарів, була розроблена У. М. Девісом (1930). В еволюції так званих двоциклових печер, що утворилися при дворазовому піднятті вапнякового масиву, він розрізняв п'ять основних етапів: а) зародкові канали, що формуються в зоні повного насичення фреатичних вод, що повільно рухаються, що знаходяться під тиском; б) зрілі галереї, коли за умов поширення безнапірних вадозних потоків починає домінувати механічний розмив (коразія); в) сухі галереї, що виникли в результаті відходу води в глиб масиву внаслідок місцевого підняття території; г) наточно-акумулятивна, що характеризується заповненням галерей наточно-крапельними та іншими печерними відкладеннями; д) руйнування підземних галерей (пенеполізація).

На основі розвитку поглядів Девіса було створено уявлення про фреатичну (печерні галереї розробляються ґрунтовими водами, що знаходяться під тиском) і вадозної (підземні води вільно, не під натиском, рухаються по галереях у бік дренованих систем) стадіях розвитку печер (Бретц, 1942).

Найбільш повно питання еволюції підземних порожнин розроблено радянськими дослідниками Г. А. Максимовичем (1963, 1969) та Л. І. Маруашвілі (1969), які виділили кілька стадій формування горизонтальних карстових печер. Перша стадія – тріщинна, потім щілинна. У міру збільшення ширини тріщин і щілин у них проникає все більша кількістьводи. Це активізує карстові процеси особливо на ділянках чистих різниць порід. Печера перетворюється на каналову стадію. При розширенні каналів підземні потоки набувають турбулентного руху, що сприяє ще більшому посиленню процесів корозії та ерозії. Це стадія підземної річки, чи воклюзова. Вона характеризується значним заповненням підземного каналу водним потоком та виходом його у вигляді воклюзного джерела на денну поверхню, а також утворенням органних труб, обвалом склепінь, зростанням гротів.

У зв'язку з розмивом дна підземного каналу вода просочується по тріщинах у глиб карбонатних і галогенних товщ, де нижчому рівні розробляє нові порожнини, формуючи нижчий поверх печери (рис. 2). Поступово підземні канали розширюються. Водний потік частково, а потім повністю йде в нижні горизонти масиву, і печера стає сухою. У неї проникають тріщинами в покрівлі лише інфільтраційні води. Це коридорно-гротова натечно-осипна (водно-галерейна, за Л. І. Маруашвілі) стадія розвитку печери. Вона відрізняється широким поширенням хімічної та механічної акумуляції (у гіпсових печерах стадія натічної акумуляції відсутня). Стеля та стіни печери покриваються різноманітними кальцитовими натіками. Утворюються кам'яні та земляні осипи, останні розташовуються переважно під органними трубами. Накопичуються також відкладення річок та озер. З відходом водотоку подальше збільшення підземної порожнини різко уповільнюється, хоча корозійна діяльність продовжується за рахунок інфільтраційних та конденсаційних вод.

З розвитком печери вона перетворюється на коридорно-гротовую обвально-цементаційну (сухо-галерейну, по Л. І. Маруашвілі) стадію. На цій стадії внаслідок обвалення покрівлі над підземними порожнинами можливе розтин деяких частин печери. Поступове обвалення склепіння печери призводить до повного її знищення, що особливо характерно для верхніх частин з невеликою потужністю покрівлі. На уцілілих ділянках залишаються лише карстові мости та вузькі арки. При повному руйнуванні печери утворюється карстова долина.

Якщо товща покрівлі перевищує 100-200 м, то провалів в ній, як правило, не утворюється, а підземні порожнини заповнюються брилами породи, що обрушилися зі стелі, і принесеними піщано-глинистими відкладеннями, які розбивають печеру на окремі ізольовані порожнини. У цьому випадку розвиток печери закінчується коридорно-гротовою обвально-цементаційною стадією (грото-камерна стадія, за Л. І. Маруашвілі).

Тривалість окремих стадій печероутворювального циклу, що відрізняються своїми гідродинамічними та морфологічними особливостями, специфікою фізико-хімічних процесів та своєрідністю біокліматичних умов, вимірюється десятками та сотнями тисячоліть. Так, сухогалерейна стадія печери Кударо на Кавказі триває вже 200-300 тис. років (Маруашвілі, 1969). Що стосується ранніх стадій розвитку печер (тріщинна, щілинна, каналова та воклюзова), то їх тривалість значно коротша. Печери "можуть досягати зрілого водно-галерейного стану за кілька тисячоліть від початкового моменту свого розвитку". У цьому плані цікаві експериментальні дослідження Є. М. Абашидзе (1967) з розчинення стінок тріщин глауконітових вапняків Шаорського водосховища (Кавказ). Досліди показали, що за 25 років безперервної фільтрації в залежності від швидкості потоку волосяні тріщини розміром 01-025 мм можуть збільшуватися до 5-23 мм.

Таким чином, карстові печери характеризуються складною еволюцією, особливості якої залежать від поєднання самих різних факторів, Визначають нерідко значні відхилення від розглянутої схеми. Розвиток печер через ті чи інші причини може припинитися чи знову розпочатися будь-якої морфолого-гидрологической стадії. Складні печерні системи складаються зазвичай із ділянок, що є різних стадіях розвитку. Так, в Іщеєвській печері на Південному Уралі нині зустрічаються ділянки від каналової стадії до карстової долини.

Особливістю багатьох печер є їх багатоярусність, причому верхні яруси завжди значно старші за нижчі. Кількість поверхів різних печер змінюється від 2 до 11.

Відстань між двома суміжними рівнями багатоповерхових печер коливається від кількох метрів до кількох десятків. Обвалення склепінь, що розділяють печерні поверхи, призводить до утворення гігантських гротів, що іноді досягають висоти 50-60 м (печери Червона та Анакопійська).

Поява нового поверху Г. А. Максимович пов'язує з тектонічним підняттям району, де знаходиться печера. Н. А. Гвоздецький основну роль розвитку багатоповерхових печер в умовах великої потужності порід, що карстуються, відводить висхідним рухам, які розглядає не як порушуючий фактор, а як загальний фон еволюції карсту. На думку Л. І. Маруашвілі, багатоярусність печер може бути визначена не тільки тектонічним підняттям карстового масиву, а й загальним зниженням рівня океану (евстазія), що спричиняє інтенсивне поглиблення річкових долин та швидке зниження рівня горизонтальної циркуляції карстових вод.

Ярусність найкраще виражена біля печер рівнинних і передгірських територій, що відрізняються порівняно повільними тектонічними підняттями. У процесі формування печер іноді спостерігається зміщення осі печерних галерей від вертикальної вертикальної площини. Цікава щодо цього печера Цуцхватська. Кожен молодший (з чотирьох нижніх) ярус цієї печери зрушений по відношенню до попереднього на схід, у зв'язку з чим підземний відрізок річки Шапатагеле в даний час знаходиться значно на схід, ніж у період формування більш високих зтажів печери. Усунення осі печерних галерей пов'язані з нахилом тектонічних тріщин, яких приурочені підземні порожнини.

Який вік карстових печер і за якими ознаками можна судити про початок формування печери? На думку Л. І. Маруашвілі, за початок формування печери слід приймати період переходу її в натічно-осипну (водно-галерейну) стадію, оскільки на ранніх стадіях свого розвитку печера ще не є у звичайному розумінні печерою: вона погано розроблена, повністю заповнена водою і зовсім непрохідна.

Для визначення віку печер застосовуються різні методи дослідження, зокрема палеозоологічний, археологічний, радіовуглецевий та геоморфологічний. У разі зіставляється гіпсометричний рівень печер з рівнями поверхневих форм. На жаль, багато з цих методів дозволяють визначити лише верхню межу віку печери. Прямими і опосередкованими даними доводиться дуже тривале існування карстових печер, яке іноді визначається багатьма мільйонами років. Вочевидь, вік печер значною мірою залежить від літологічного складу порід, у яких формуються, і загальної фізико-географічної обстановки. Однак навіть у легкорозчинних сульфатних (гіпс, ангідрит) утворення печери зберігаються досить тривалий час. Цікаві щодо цього гіпсові печери Поділля, початок формування яких належить до верхнього міоцену. І. М. Гуневський, виходячи з особливостей геологічної будови території, ступеня тріщинуватості порід, характеру рельєфу, морфології підземних порожнин і будови натічних утворень, виділяє наступні етапи формування подільських печер: верхньосарматський (початок інтенсивної глибинної ерозії), ранньопліоценовий напрямок (характеризується процесом) ), пізньопліоценовий (процеси горизонтальної циркуляції підземних вод переважають над вертикальними), ранньоплейстоценовий (процеси утворення печер досягають максимальної інтенсивності), середньоплейстоценовий (процеси підземного карстоутворення починають згасати), пізньоплейстоценовий (акумуляція мінеральних і хемог. Таким чином, вік найбільших у світі гіпсових печер Оптимістичної, Озерної та Кривченської у Поділля перевищує, мабуть, 10 млн. років. Вік вапнякових печер може бути ще більшим. Так, деякі древні карстові печери Алайського хребта (Середня Азія), що мають гідротермальне походження, на думку 3. С. Султанова, утворилися у верхньопалеозойський час, тобто більше 200 млн років тому.

Давні печери зустрічаються, проте, порівняно рідко, зберігаючись тривалий час лише найсприятливіших природних умовах. Більшість карстових печер, особливо у сильно обводнених сульфатних породах, мають молодий, переважно четвертинний або навіть голоценовий вік. Зрозуміло, окремі галереї складно збудованих багатоярусних печер утворилися в різний часта вік їх може змінюватись у значних межах.

Для кількісної оцінкикарстових порожнин Г. А. Максимович (1963) пропонує два показники: щільність та густоту карстових печер. Під щільністю розуміється кількість печер, віднесених до площі 1000 км 2 , а під густотою - загальна довжина всіх порожнин у межах тієї ж умовної площі.

Ж. Корбель запропонував характеризувати величину карстових печер показником порожнечі, що обчислюється за формулою

де V - Об'єм розчинної породи, в якій розвинена печера, в 0,1 км 3; L- відстань (на плані) між крайніми точками по основній осі системи порожнин – 0,1 км; J- відстань між двома найбільш віддаленими точками по перпендикуляру до основної осі – 0,1 км; Н -різниця позначок між найвищою та найнижчою точками печерної системи - 0,1 км.

Для визначення крупності печер існує також інший спосіб, який пов'язаний з підрахунком обсягу порожнин. Якщо порожнина має складну форму, то її слід подати у вигляді сукупності різних геометричних фігур (призми, циліндра, повного та усіченого конуса, повної та усіченої піраміди з будь-якою за формою основою, кулі тощо), обсяг яких обчислюється за формулою Сімпсона

де v - Об'єм геометричної фігури, м 3 ; h - Висота фігури, м; s 1 , s 2 , s 3 - площі нижнього, середнього та верхнього перерізу фігури, м 2 . Перевірка цього кримськими спелеологами показала, що помилки при підрахунку обсягу порожнин за формулою Сімпсона не перевищують 5-6%.

Цей репортаж доступний у високій якості.

Люди дуже рідко досліджують великі та незвідані, але тільки не фотограф National Geographic Стівен Альварес, який протягом усієї своєї кар'єри вивчає та фотографує найбільші та найглибші печери у світі.

Дослідження печер Стівеном Альваресом.

Печерою називають порожнину в землі, що сполучається з поверхнею одним або декількома вхідними отворами. (Фото Стівен Альварес):

Найбільші печери є складними системами проходів і залів, нерідко загальною довжиною до кількох десятків кілометрів. (Фото Стівен Альварес):

Печери за їх походженням можна розділити на 5 груп: тектонічні, ерозійні, льодові, вулканічні і, нарешті, найбільша група - карстові. Поговоримо про них детальніше. (Фото Стівен Альварес):

(Фото Стівен Альварес):

Як уже говорилося, переважна більшість печер - карстові. Саме ці печери мають найбільшу протяжність та глибину. (Фото Стівен Альварес):

Карстові печери утворюються через розчинення порід водою, тому вони зустрічаються тільки там, де є розчинні породи: вапняк, мармур, крейда, гіпс або сіль. (Фото Стівен Альварес):

Тектонічні печериможуть виникати у будь-яких породах внаслідок утворення тектонічних розломів. Вони зустрічаються в бортах глибоко врізаних у плоскогір'ї річкових долин, коли величезні масиви породи відколюються від бортів, утворюючи тріщини. (Фото Стівен Альварес):

Ці тріщини іноді утворюють досить глибокі вертикальні печери завглибшки до 100 метрів. (Фото Стівен Альварес):

3-й тип печер – ерозійні. Вони утворюються в породах за рахунок механічної, тобто «проточені» водою, що містить крупинки твердого матеріалу. Часто такі печери утворюються березі моря під впливом прибою, але вони невеликі. (Фото Стівен Альварес):

Ефектні льодовикові печериутворюються в тілі льодовиків талою водою. (Фото Стівен Альварес):

Тала вода утворює ходи, які іноді проходять для людини. Довжина таких печер може становити кілька сотень метрів, глибина - до 100 метрів і більше. (Фото Стівен Альварес):

Також, льодовикові печери можуть утворюватися в льодовику в місці виходу розташованих під льодовиком підземних. термальних джерел. Гаряча вода може робити у льоду об'ємні галереї. Термальні льодовикові печери зустрічаються в Ісландії, Гренландії і досягають чималих розмірів. (Фото Стівен Альварес):

Останній тип – вулканічний печери. Вони з'являються при виверженнях вулканів. Потік лави, остигаючи, покривається твердою кіркою, утворюючи лавову трубку. Після закінчення виверження лава витікає із трубки з нижнього кінця, а всередині трубки залишається порожнина. (Фото Стівен Альварес):

Лавові печери можуть досягати великих розмірів, аж до 65.6 км довжини і 1 100 м глибини. (Фото Стівен Альварес):

Крім лавових трубок існують вертикальні вулканічні печери – жерла вулканів. (Фото Стівен Альварес):

Живий світ печер не дуже багатий, проте деякі тварини тут зустрічаються. По-перше, це кажани, які використовують печери як укриття або для зимівлі. Причому кажани часто залітають у віддалені та важкодоступні місця печер, добре орієнтуючись у вузьких лабіринтових ходах. (Фото Стівен Альварес):

Крім кажанів, у деяких печерах мешкають комахи, павуки, креветки, саламандри та риби. Всі печерні види адаптуються до повної темряви, причому багато хто з них втрачає органи зору. (Фото Стівен Альварес):

Як відомо з історії, первісні людивикористовували печери по всьому світу як житло. Ще частіше у печерах селилися тварини. (Фото Стівен Альварес):

Зазвичай вода знаходиться у багатьох печерах, а карстові печери завдячують їй своїм походженням. Нерідко зустрічаються і красиві. Про них ми вже докладно розповідали. (Фото Стівен Альварес):

(Фото Стівен Альварес):

У більшості печер повітря придатне для дихання, хоча трапляються печери, де можна перебувати тільки в протигазах. (Фото Стівен Альварес):

Крім печер, що мають за визначенням вихід на поверхню, земної кориє замкнуті підземні порожнини. Найглибша підземна порожнина довжиною 2950 метрів була виявлена бурінням на узбережжі Куби. (Фото Стівен Альварес):

У , крім Землі, печери виявлені на й . (Фото Стівен Альварес):

(Фото Стівен Альварес):

"Печера - порожнина у верхній частині земної кори, сполучена з поверхнею одним або декількома вхідними отворами", - таке визначення дає Вікіпедія. По суті все правильно, але ці слова навіть віддалено не передають всю чарівну красу, всю неповторність цих природних об'єктів, які сотні тисяч років тому дали притулок першим людям, а зараз вражають їх нащадків своєю потужністю, різноманітністю і, не побоїмося цього слова, пишнотою.

Коротка інформація щодо печер:

Почнемо з того, що вони можуть мати величезні розміри. Наприклад, загальна протяжність Мамонтової печери (штат Кентуккі, США) – понад 678 кілометрів, вона вважається найдовшою у світі.

Найглибша розташована в Абхазії - Крубера-Воронья (-2196). А ось найбільша за обсягом печера знаходиться у В'єтнамі – Ханг Сон Дунг. Розміри її головного залу вражають – 5000 метрів завдовжки, 150 завширшки та 200 заввишки. Цього обсягу вистачить, щоб умістити 40 хмарочосів! До речі, відкрито її було лише у 2009 році.

Так що на нашій, здавалося б, вздовж і впоперек схожій планеті, є ще місця для дивовижних географічних відкриттів.

Види печер:

Карстові печери- Найчисленніша і, мабуть, сама гарна група. Саме печери цієї групи вражають нас своєю глибиною, довжиною та обсягами. Утворюються внаслідок розчинення у воді різних порід – вапняку, гіпсу, крейди, солі та навіть мармуру. А у тропічному кліматі у воді може розчинятися навіть кварцит. Прикладом цього можуть бути порівняно недавно відкриті печери Абісмо Гай Коллет (довжина – 671 м) і Куева Охос де Кристал (довжина 16 км).
У карстових печерах, внаслідок фізико-хімічних процесів, що протікають там, утворюються сталактити, сталагміти, геліктити, а також така дивовижна натічна освіта, як печерний онікс, який може бути до метра завтовшки.
Тектонічні печери– утворюються внаслідок тектонічних розломів у земній корі. Найчастіше зустрічаються з боків річкових долин, врізаних у плоскогір'я.
Ерозійні печери– за механізмом освіти дещо подібні до утворення карстових печер. Тільки якщо останні з'являються внаслідок розчинення порід, то ці через ерозію гірських порід під впливом води, що містить тверді частинки. Як правило, такі печери невеликі, але іноді зустрічаються досить великі. Наприклад, Bat Cave (довжина 1.7 км) у штаті Колорадо (США).
Льодовикові печериутворюються під впливом талої води в льодовиках. Зазвичай вони мають довжину до кількох сотень метрів. Особливий вид льодовикових печер – термальні печери, що утворилися під впливом підземних термальних вод. Зустрічаються у Гренландії та Ісландії.
Вулканічні печери- Утворюються при виверженнях вулканів. Наймолодші з усіх видів печер. Механізм їхньої освіти наступний. При виверженні потік лави, поступово остигаючи, зверху покривається твердою скоринкою. Утворюється лава трубка, всередині якої рухається рідка лава. Зрештою, не встигла застигнути частина лави витікає з нижнього кінця такої трубки, і всередині утворюється порожнина. Також печерами цього типу слід вважати жерла вулканів.

Цікаві факти про печери

Ці цікаві та багато в чому таємничі об'єкти завжди хвилювали людей. Можна сказати, що людство вийшло із печер. За тисячоліття накопичено величезну кількість фактів «співробітництва» людей із ними. Наведемо найбільш вражаючі їх.

В іспанській печері Альтаміра знайдено наскельні малюнки стародавньої людинистворені в епоху верхнього палеоліту (10 тис. років тому). Намальовані коні, бізони, кабани, виконані у кількох кольорах. Більш того, стародавній художник зумів, використовуючи нерівності стіни, досягти об'ємного ефекту для своїх зображень!
У маленькому австралійському містечку Кубер-Педі, розташованому в дуже спекотній місцевості, майже все населення (близько 2 тис. чоловік) мешкає в печерах. Там розташовані і міські об'єкти, в т.ч. кладовище.
У Лурейській печері (штат Вірджинія, США) встановлений орган, що включає свою конструкцію сталактити. Виходить незвичайне, цікаве звучання.

Згодом ми розмістимо на сайті всі зібрані нами цікаві фактиі винесемо їх до окремого розділу!

П'ятірка найцікавіших печер світу, відкритих для огляду

Печери Ваїтомо (Нова Зеландія, острів Північний).
Печери Джейта (Ліван).
Куєвас-дель-Драк (Іспанія, Майорка).
Кунгурська крижана печера (Росія, Пермський край).
Печери Мулу (Малайзія, Борнео).

Печери – одні з найцікавіших об'єктів Землі для вивчення та огляду. Стародавні люди створення печер благоговійно приписували велетням і населяли їх безсмертними чудовиськами, що охороняють Царство Мертвих. Тепер ми самі стали велетнями, але не перестали захоплюватися цими дивовижними створіннями природи.

Щороку тисячі спелеологів і спелеотуристів проникають у цей таємничий і захоплюючий підземний всесвіт, щоб почути дзвінку мовчання, побачити світ, тисячоліттями занурений у темряву, дізнатися його і... завмерти від захоплення.