Россия подземная. Неизвестный мир у нас под ногами

Та самая известняковая щебенка, добываемая на многочисленных карьерах и широко применяемая в строительстве, представляет собой, можно сказать, окаменевший ил древнего моря. Убедиться в этом несложно: вероятно, многим случалось находить в кучах щебня куски окаменевших раковин, кораллов, морских лилий и других обитателей древних морей. Почти весь Центральный округ: Московская, Тульская, Калужская, Орловская, Тверская области — стоит на известняках каменноугольного периода (их возраст от 250 до 350 миллионов лет), в Северо-Западном округе эта же порода сформировалась в более древние времена — почти полмиллиарда лет назад… Большая часть Черноземья и Поволжья, наоборот, покрыта породами более близкого мелового периода, отложившимися в эпоху динозавров — примерно за 50—100 миллионов лет до наших дней.

Впрочем, с точки зрения спелеологии важно не происхождение залегающих у нас под ногами горных пород, а практический вопрос: допускают ли их физико-химические свойства образование полостей, то есть пещер?

Ответ в нашем случае более чем оптимистичен: именно в карбонатных породах, прежде всего в известняках, как раз и находятся все самые протяженные, глубокие и красивые пещеры земного шара. Как же они возникают? Главную роль в этом играют обычно два процесса: механический и химический.

Прежде всего Земля наша "дышит": постоянно случаются микроземлетрясения, подвижки, смещение слоев… При этом известняки пронзают вертикальные трещины. Ширина их различна: от микроскопической — до десятков сантиметров, и даже метров! Варьирует и высота: известняки — порода слоистая, прочность их на разной глубине сильно меняется, соответственно и трещины то сужаются, то расширяются, то ветвятся…

Особенно часто ломаются высокие и крутые берега рек под действием силы тяжести. Нависающая часть монолита стремиться отделиться от основного массива, что постепенно и происходит: образуется, как говорят геологи, "трещина бортового отпора", тянущаяся параллельно берегу иногда на сотни метров. При этом, если береговой склон высокий, разлом может пройти достаточно далеко — и в тридцати метрах, и дальше… Постепенно отколовшаяся часть окончательно оторвется и в виде оползня сползет в пойму, берег сдвинется, и процесс отрыва его части может начаться снова… Конечно, развитие трещин отпора происходит медленно, за тысячелетия, так что, гуляя по сложенным карбонатными породами крутым берегам, можно не опасаться, что земля вдруг разверзнется под ногами и уплывет… Тем более что с поверхности такие разломы заметить может обычно только наметанный глаз геолога или спелеолога: ведь сверху они, как правило, завалены обрушившимися глыбами, которые в свою очередь скрыты почвой, "армированной" корнями деревьев и кустарников.

По сути, широкие и достаточно глубокие трещины уже сами по себе являются пещерами, и лазать по ним иногда очень интересно. Вот только попасть в них не просто: хотя спелеообъекгы эти очень распространены, найти проходимый для человека лаз обычно не удается. Лишь иногда трещинные пещеры вскрываются при обрушении подмытых водой берегов, в ходе горных работ, а изредка на самом коренном берегу удается проход отыскать…

Но все же трещины — это мелочь! Серьезные пещеры в известняках образуются не при их механическом разрушении, а в результате химического растворения под влиянием карстовых процессов.

…Не исключено, что кто-то из читателей помнит школьный опыт: через мутную от взвеси карбоната кальция воду пропускают углекислый газ, и при этом постепенно вода светлеет — соли кальция растворяются. В природе часто есть все необходимое, чтобы ставить аналогичные (с точки зрения протекающих химических реакций) опыты в широких масштабах.

В самом деле — проблемы с водой редко где существуют, углекислый газ в воздухе всегда присутствует — соответственно и в природной воде он содержится (дождь ведь льет не в безвоздушном пространстве). Текущая в ручьях по прелым листьям вода дополнительно насыщается и другими органическими газами, также делающими ее хотя и не сильным, но растворителем карбонатов. А известняки, над которыми текут реки и ручьи, дождевые и вешние потоки, состоят как раз из них… И воды не только стекают по поверхности, "пропиливая" глубокие каньонообразные овраги, но и попадают в пронзающие известняковые массивы трещинки, даже самые микроскопические. Естественно, что стенки их при этом постепенно разъедаются, трещины расширяются, пропуская все большие объемы воды, — соответственно увеличивается и масса растворяемой породы…