Formarea peșterilor carstice. Peşteră

Într-o vară m-am regăsit prima dată într-o peșteră și în faimoasa peșteră Petralona, ​​situată în nordul Greciei. Această peșteră are o mare importanță în domeniul antropologiei și paleontologiei - aici, potrivit oamenilor de știință greci, a fost găsit scheletul celui mai vechi om neanderthalian din Europa, care a trăit în Europa acum mai bine de 700 de mii de ani. Și de atunci, problema leagănului umanității, de unde a provenit totuși omenirea, a fost controversată, în ciuda numeroaselor studii și a dovezilor colectate.

Dar mai presus de toate, această peșteră greacă m-a uimit prin mărimea și frumusețea sa. Aici am văzut mai întâi un lac de peșteră, stalactite, stalagmite și stalagnate. Trecând din hol în hol al acestei peșteri, m-am întrebat cum se dovedește că „ghețurile” - stalactitele - atârnă de sus. De ce au forme atât de bizare și nu se topesc? Și de dedesubt, ca și copacii, cresc și alte „țurțuri” - stalagmite. Din ce cresc dacă există pietre în jur? De ce nu cad? De ce sunt ambii duri și fragile în același timp, dar ude la atingere? Ce se întâmplă dacă crești stalagmit sau stalactită acasă și îți decorezi camera? Sau o astfel de curiozitate poate fi utilă în viața de zi cu zi?

Înapoi acasă, am decis să investighez această problemă. Și a trebuit să încep prin a studia habitatul acestor uimitoare formațiuni rupestre - chiar din peșteri. O mulțime de lucruri interesante și interesante s-au dovedit a fi și aici. Încă am avut ideea și informațiile inițiale după ce am vizitat peștera greacă. Ghidul nostru a fost foarte interesant și a povestit în detaliu despre peștera în care mă aflam. Dar cum se nasc peșterile în sine? Și de ce exact în ele și nicăieri altundeva, apar stalactitele și stalagmitele? Din ce sunt făcute aceste stalactite?

În cursul cercetărilor mele, pentru a rezolva sarcinile stabilite, a trebuit să studiez articole științifice și rezultatele cercetărilor speologice. Speologia este o știință care se ocupă cu studiul peșterilor. În plus, am decis să realizez un experiment privind cultivarea stalactitei acasă.

Și pentru a înțelege natura stalactitelor și stalagmitelor, mai întâi am avut nevoie să învăț totul despre peșteri - ce sunt acestea și cum se formează? Am găsit informațiile teoretice necesare în enciclopedii și pe site-uri de pe internet.

Peșteri. Educația lor.

O peșteră este o cavitate naturală din stratul superior al scoarței terestre, care comunică cu suprafața pământului prin una sau mai multe orificii de trecere care sunt accesibile pentru oameni. Cele mai mari peșteri sunt sisteme complexe de pasaje și hale, a căror lungime totală atinge adesea câteva zeci de kilometri. Peșterile sunt un obiect al studiului speologiei.

Peșterile au fost mult timp asociate cu istoria dezvoltării umane. Chiar și în epoca de piatră, peșterile au salvat oamenii de frigul de iarnă. Dar chiar și după ce oamenii antici au încetat să folosească peșteri ca locuințe, haloul neobișnuitului și al ciudatului a înconjurat peșterile. Grecii credeau că peșterile erau templele zeilor lor - Zeus, Pan, Dionisie și Pluto. V Roma antică credea că nimfele și vrăjitoarele trăiesc în peșteri. Vechii perși și alte popoare credeau că regele tuturor spiritelor pământești, Mithras, locuia în peșteri. Peșterile vaste și frumoase atrag turiștii în aceste zile.

Nu există două peșteri identice în natură. Peșterile se formează în moduri diferite. Cu toate acestea, toate cele mai mari peșteri din lume sunt formate în mod similar. Unele peșteri mari au început să fie create în urmă cu 60 de milioane de ani. A plouat, râurile au inundat și munții monolitici s-au prăbușit încet și au apărut goluri mari în interiorul dealurilor, munților și stâncilor (Anexa 1).

Stânca în care apar peșterile este de calcar. Este o rocă moale și se poate dizolva cu acid ușor. Acidul care descompune calcarul provine din apa de ploaie. Picăturile de ploaie care cad, preiau dioxidul de carbon din aer și din sol. Acest dioxid de carbon transformă apa în dioxid de carbon.

Prin urmare, de milioane de ani, ploile acide au udat calcarele. Au picurat constant pe munți și au început să apară fisuri pe ei. Și ploile au continuat să curgă. Apa curgea, mărind fisurile. A găsit noi fisuri în monolit. Fisurile s-au lărgit în tuneluri. Tunelurile s-au traversat, au apărut nișe. După milioane de ani, peșterile și-au luat forma. Iar apa a făcut peșterile din ce în ce mai mari.

Unele peșteri au găuri în tavan (Anexa 2). S-au format în locul unde odinioară se acumulase apă, care apoi a izbucnit în peșteră. În peșteri puteți găsi rânduri de galerii, una peste alta. Fluxuri de apă curg prin unele peșteri, în altele - după formarea lor, apa coboară, iar peștera se usucă.

Peșterile sunt ascunse peste tot: în munți, doar în sol stâncos, format din roci moi. Peșterile sunt construite nu numai de apă, ci și de vânt, de sursă și de lavă vulcanică. Peșterile rămân după extragerea sării de rocă. Există și peșteri glaciare, doar că sunt de scurtă durată.

Tipuri de peșteri.

Peșterile pot fi împărțite în cinci grupe în funcție de originea lor. Acestea sunt tectonice, marine, glaciare, vulcanice și, în cele din urmă, cel mai mare și mai răspândit grup, peșterile carstice.

Peșterile tectonice pot apărea în orice rocă ca urmare a formării unor defecte tectonice. De regulă, astfel de peșteri se găsesc în laturile văilor râurilor adânc tăiate în platou, atunci când masele uriașe de stâncă se rup de pe laturi, formând crăpături (sherlops), care la rândul lor converg de obicei cu o pană cu adâncime. Uneori formează peșteri verticale destul de adânci până la 100 m adâncime. Acest tip de peșteri este răspândit în Siberia de Est.

Peșterile marine au fost create de valurile care se loveau de stâncile stâncoase de-a lungul coastei (Anexa 3). Valurile mari care conțin boabe de material dur (pietricele, nisip fin) au dizolvat stâncile. Au fost distruse, subminate de la an la an, de curgerea mării. Unele peșteri sunt situate sub apă. Ele sunt de obicei rezultatul activității apelor subterane, spălând roci moi, de exemplu, același calcar.

Peșterile ghețarilor se găsesc în mulți ghețari și sunt formate în ghețari de apă topită (Anexa 4). Apele glaciare topite sunt absorbite de ghețar de-a lungul fisurilor mari sau la intersecția fisurilor. În acest caz, se formează pasaje, de-a lungul cărora uneori poate trece o persoană. Astfel de peșteri au forma unui puț și ating o adâncime de 100 de metri sau mai mult. În 1993, a fost descoperit și explorat un puț glaciar uriaș „Izotrog” cu o adâncime de 173 metri.

Un tip special de peșteri ghețare sunt peșterile formate într-un ghețar în punctul în care ies apele termale subterane. Deoarece apa este fierbinte, este capabilă să facă galerii voluminoase. Astfel de peșteri nu sunt situate în ghețar în sine, ci sub el, deoarece gheața se topește de jos. Peșterile glaciare termale se găsesc în Islanda, Groenlanda și ating dimensiuni semnificative.

Peșterile vulcanice sau de lavă apar în timpul erupțiilor vulcanice (Anexa 5). Fluxul de lavă, răcindu-se, devine acoperit cu o crustă dură, formând un tub de lavă, în interiorul căruia rămâne roca topită. De fapt, după ce erupția sa încheiat, lava curge din tub din capătul inferior și o cavitate rămâne în interiorul tubului. Este clar că peșterile de lavă se află chiar la suprafață și adesea acoperișul se prăbușește.

Cu toate acestea, peșterile de lavă pot fi foarte mari. Cum ar fi, de exemplu, peștera Kazumura din Hawaii - 65,6 km lungime și 1100 m adâncime. Și cea mai mare peșteră vulcanică din lume, Cueva de loe Verdes, se află pe una din Insulele Canare.

Peșterile carstice sunt majoritatea acestor peșteri (Anexa 6). Peșterile carstice au cea mai mare lungime și adâncime.

Peșterile se formează ca urmare a dizolvării rocilor de către apă. Prin urmare, peșterile carstice se găsesc numai acolo unde apar roci solubile: calcar, marmură, cretă, gips și sare. Calcarul și cu atât mai mult marmura se dizolvă foarte puțin cu apă distilată pură. Solubilitatea crește de mai multe ori dacă dioxidul de carbon dizolvat este prezent în apă, care în natură este întotdeauna dizolvat în apă. Totuși, totuși, calcarul se dizolvă slab, în ​​comparație, să zicem, cu gips sau, mai mult, cu sare. Dar se dovedește că acest lucru are un efect pozitiv asupra formării peșterilor extinse, deoarece peșterile de gips și sare nu numai că se formează rapid, ci și se prăbușesc rapid.

Peșterile sunt o lume specială care nu are analogi la suprafață. Nu există nici iarnă, nici vară în peșteri. Temperatura este întotdeauna aceeași. În peșterile reci, variază de la +2 la +8 grade, iar în cele calde și fierbinți - de la +15 la +28.

Se pare că aerul din peșteri este steril. Are de o mie de ori mai puțini microbi decât la suprafață. Se pare că izotopii radioactivi ai carbonului pătrund în peșteri împreună cu apele subterane. Acestea provoacă strălucirea stalactitelor, ionizează aerul, ucid microbii.

Cea mai lungă peșteră din lume - Flint Mamontova - se află în SUA, în statul Kentucky. Lungimea tuturor coridoarelor sale depășește 550 de kilometri. Și cel mai mult peșteră adâncă situat în Abhazia - peștera Krubera-Voronya. O persoană poate coborî 2 kilometri în ea.

În ciuda faptului că se știu deja atât de multe despre peșteri, noi descoperiri așteaptă oamenii de știință înainte. Fiecare peșteră are pasaje, crăpături și coridoare despre care călătorii peșteri - speologi - nu știu încă. Ei cred că au studiat deja totul, dar dintr-o dată observă un decalaj în spatele unui blocaj de piatră și în spatele acestuia - un coridor, în spatele căruia există încă câțiva metri de frumusețe peșteră.

În urma acestor studii, se poate concluziona că există mai multe tipuri de peșteri, dar cele mai frecvente sunt cele carstice. Pentru formarea unei peșteri, sunt necesare o cantitate suficientă de precipitații de apă și o bună formă de relief, adică precipitațiile dintr-o zonă mare ar trebui să cadă în peșteră, iar intrarea în peșteră ar trebui să fie amplasată vizibil mai sus decât locul unde sunt deversate apele subterane.

Stalactite, stalagmite și stalagnează

Apa este o mare putere. Poartă piatra când își face o cale, construiește galerii, apoi le lasă, purta pietrele și acestea se scufundă, dărâmându-se, mișcându-se. Așa se nasc peșterile în sine. Cu toate acestea, apa nu este doar un constructor, ci și un artist, un sculptor!

Peșterile se află în diferite roci de piatră, iar apa aduce particule diferite în ele, se construiește din diferite materiale: din calcit, gips, sare de rocă. Dizolvarea și distrugerea rocilor sedimentare de către apă se numește carst - un proces carstic.

Procesul carstic are două fețe: apa dizolvă roca într-un loc, o transferă în altul și acolo, din aceeași rocă, creează minunate formațiuni de picurare - stalactite și stalagmite.

Stalactitele (din grecescul stalaktós - picurat în jos) sunt formațiuni de picurare-picurare atârnate sub formă de ghețuri conice, draperii, franjuri curbate sau tuburi goale din arcade și părțile superioare ale pereților peșterilor carstice sau a altor goluri subterane (Anexa 7) .

Stalagmitele (din grecescul stálagma - picătură), formațiuni de picurare-picurare de forme columnare, conice și de altă natură, care se ridică de la fundul peșterilor și al altor cavități carstice subterane (Anexa 8).

Stalagnatele sunt formațiuni asemănătoare picurării sub formă de coloane care apar în peșteri când se alătură stalactitele și stalagmitele (Anexa 9).

Cum se formează? O picătură de ploaie care se scurge printr-o fisură din piatră dizolvă o particulă de piatră. Astfel, fiecare astfel de picătură conține particule de calcar sau alte minerale. Prin dizolvarea calcarului, apa preia din acesta calcitul mineral. O picătură de soluție saturată cu calcit ajunge în tavanul unei peșteri deja create prin cele mai mici fisuri și atârnă de ea (Anexa 10).

Treptat, foarte încet, picătura se evaporă, iar particula de calcit sau alt mineral adus de acesta se așează în cea mai subțire peliculă de pe tavan. După un timp, următoarea picătură vine în acest loc și depune din nou calcit. Crescând, boabele de calcit se transformă mai întâi într-un tub subțire transparent și gol în interior. De ce gol? Pentru că picătura în sine este goală în interior.

Dar apoi un bob de nisip cade în picătură și înfundă tubul. Apoi, alte picături încep să curgă în jurul acestui tub din toate părțile și crește un ghețar de piatră, la fel ca cel de gheață - o stalactită.

Dar picăturile vin inegal de la o parte la alta, iar stalactita se dovedește a nu fi chiar rotundă. Și apoi plouă la suprafață, apa se murdărește, stalactita se întunecă. Ploaia s-a terminat, apa este din nou limpede, iar următorul strat de stalactită s-a schimbat în culoare. Dacă îl tăiați, atunci tăierea va avea aceleași inele ca arborele, dar nu anual. Doar că primăvara și toamna este mai multă apă, iar stalactita crește mai repede. Apa este mai întunecată, iar inelul este mai întunecat, există mai puțină apă și creșterea sa oprit (Anexa 11).

Am găsit chiar și o formulă chimică pentru formarea stalactitei. Iată-l: CaCO3 + H2O + CO2 Ca2 + + 2 HCO3

Dar nu tot calcitul se așează pe tavan și dă naștere la creșterea stalactitei. O parte din picături cade pe podea sub propria greutate, iar o stalagmită crește de jos spre stalactită. Când stalactita și stalagmitul se unesc și cresc împreună, se formează o coloană de calcit - o stalagnare. Și stalactitele, stalagmitele și coloanele sunt foarte mari - zeci de metri înălțime și câțiva metri în diametru.

Picăturile de apă, care cad pe ele, formează scurgeri care curg în jurul coloanelor din toate părțile, apoi apar scurgeri sub formă de margini. Dacă picăturile curg pe peretele peșterii, atunci nu apar picături mai puțin uimitoare pe ea sub formă de cascade de piatră, steaguri și alte formațiuni fantastice.

Uneori în peșteri există incrustări de forme complet neașteptate. Stalactitele încep brusc să crească la întâmplare, creând țesături bizare de piatră. Pe podea și pe pereți, apar flori uimitor de frumoase de stalactită din piatră și ipsos - coraliți, cristalitite și helictite (Anexa 12).

Acolo unde există un dezechilibru în fluxul soluției - de exemplu, picură de sus, dar atât de puțin încât picăturile se răspândesc imediat ca un film - apar forme hibride, stalagmitul înflorește ca o tufă. În acest caz, apare o mare varietate de forme de tranziție, forme polinerale și multe altele. De exemplu, puteți găsi formațiuni care copiază exact arhitectura cuiburilor de viespi. Și pânza de păianjen din gips, care este mai subțire decât un păr uman, se prăbușește în praf la cea mai mică vibrație a aerului.

De-a lungul a milioane de ani, miliarde de picături au creat în peșteră o întreagă pădure de stalactite, stalagmite, un decor interior fantastic de coloane și perdele de piatră, steaguri și cascade (Apendicele 13).

Pe podeaua peșterii, apa curgătoare depune și calcit și formează „băi” de diferite forme și culori. Cele mai mici particule de săruri de diferite minerale și metale - cupru, cobalt, fier - fac incrustațiile roz, galben, albastru, roșu, morcov, negru. Așa-numitele perle rupestre se găsesc foarte rar în „băi”. Este format în același mod ca unul de mare, dar nu într-o coajă. Uneori, perlele peșterii ating diametrul de trei până la cinci centimetri - aproape ca o minge de ping-pong - dar acest lucru este foarte rar.

O mare varietate de stalactite poate fi găsită în peșterile carstice. De exemplu, stalactitele tubulare, sunt și paste. Canalul, care se întinde pe toată lungimea lor, timp de secole a condus automat cercetătorii la ideea că stalactita este alimentată prin acest canal. Dar s-a dovedit că nu este deloc așa. S-a dovedit că canalul este doar o consecință a cristalizării de-a lungul perimetrului picăturii detașate. De aceea, noi stalactite care cresc în locul celor sparte nu continuă conducta originală, dar cresc ușor pe lateral, unde este mai convenabil ca apa să picure.

Cele mai spectaculoase dintre stalactite sunt draperiile (Anexa 14) care apar pe pereții înclinați. Apoi, stalactita în creștere începe să influențeze punctul de separare a picăturii și devine mobilă, deplasându-se la cel mai mic capriciu al unui curent de apă și fixând în forma sa învolburată înfricoșătoare direcția acestor jeturi, unde ar trebui să curgă.

Când un mineral se schimbă, să zicem, calcitul în gips, peștera se schimbă și dincolo de recunoaștere (Anexa 15). Gipsul are o chimie de cristalizare diferită. Prin urmare, formațiunile de gips „cresc” într-o astfel de peșteră - „candelabre de cristal” (Anexa 16) și „bradurile acoperite de zăpadă”.

Ele sunt formate într-un mod extrem de remarcabil. Peștera are și anotimpuri uscate și umede, iar gipsul este un mineral foarte solubil. Când umezeala se așează la suprafață, gipsul se dizolvă. Când umezeala se evaporă, gipsul cristalizează. Apei „îi place” să se așeze în depresiuni și să se evapore din margini este o fizică elementară. Și apoi se dovedește că cavitatea interioară a stalagmitului continuă să se dizolve, iar suprafața exterioară continuă să crească, cu tufișuri ramificate de cristale. Aceiași „molizi cu zăpadă” apar. Când peretele devine mai subțire, astfel încât stalagmitul să nu-și mai țină propria greutate, apoi „moare”, cade în sine, oferind propriile „rezerve” de gips pentru creșterea altor formațiuni.

Este nevoie de mult timp pentru a crea toată această extraordinară frumusețe subterană. Oamenii de știință au calculat că, în medie, stalactita crește cu patru zecimi de milimetru pe an și într-o sută de ani crește cu doar patru centimetri. Și peste 100 de ani va apărea un ghețar de piatră pe acest loc - o stalactită lungă de 4 centimetri. Și la fiecare 100 de ani stalactita va crește cu aceeași cantitate. Și dedesubt, unde a căzut picătura, va crește o turelă de piatră - o stalagmită. Milioane de ani mai târziu, stalactita și stalagmita se vor combina și se vor transforma într-o coloană strălucitoare. Aceasta înseamnă că un om care a rupt un ghețar de piatră lung de un metru a distrus ceea ce natura crease de aproximativ doi mii și jumătate de mii de ani!

Astfel, în cursul cercetărilor, am aflat că stalactitele, stalagmitele și stalagnatele sunt formațiuni de picurare în peșteri. Procesul de formare a stalactitelor și stalagmitelor este un proces chimic complex, care constă în faptul că apa dizolvă roca, o transferă în alt loc și după un timp o depune înapoi, creând formațiuni de picurare. Acest proces durează sute, mii de ani.

Alte mistere ale peșterilor

Paleontologia este o știință care se ocupă cu studiul plantelor și animalelor fosile. Fosilele sunt rămășițele animalelor care au trăit în urmă cu milioane de ani, care au supraviețuit până în prezent. Știm în principal prin studiul fosilelor lumea animalelor acum sute de milioane de ani.

La începutul lucrării mele, am spus deja că studiul peșterilor are o mare importanță științifică în paleontologie, mineralogie, antropologie și arheologie. Acest lucru este confirmat de cea mai tare și mai interesantă descoperire din secolul al XX-lea - descoperirea Peșterii Petralona din nordul Greciei. Eu însumi am fost în această peșteră și a devenit un punct de plecare pentru mine în studierea mecanismului de formare a peșterilor și stalactitelor. Prin urmare, vreau să vorbesc pe scurt despre aceasta (Anexele 17-24).

În 1959, pe peninsula Halkidiki, în nordul Greciei, la o altitudine de 250 de metri deasupra nivelului mării, la poalele Muntelui Katsika, a fost descoperită o intrare într-o peșteră. Totul s-a întâmplat destul de întâmplător, un cioban pe nume Petralona păscând oi în zonă. Odată, după ce a auzit murmurul moale al apei, a decis să examineze cu atenție poalele muntelui și a dat peste intrarea în peșteră. Cercetări suplimentare au fost întreprinse de experți, în special faimosul antropolog grec Aris Poulyanos, care ulterior a construit un muzeu paleontologic lângă peșteră și chiar uneori conduce chiar el însuși excursii. Am avut noroc, l-am văzut și eu, când eram într-o excursie.

Suprafața peșterii este de 10 mii de metri pătrați, lungimea totală a coridoarelor (pasaje) este de 1.500 de metri. Un traseu turistic, deschis publicului, este încă la numai 600 de metri. Descoperirile care au fost găsite în interiorul acestei peșteri au revoluționat antropologia. În 1960, la un an de la deschiderea peșterii în sine, a fost descoperit în interior craniul și scheletul unui vechi european, un om de Neanderthal, numit archantropus. Rezultatele primului studiu al craniului au fost prezentate la Congresul internațional al antropologilor de la Moscova din 1964 și au făcut o impresie deosebită asupra specialiștilor.

În plus, în peșteră au fost găsite oase fosilizate, unelte de piatră, resturi de animale - urși, hiene, broaște țestoase, rinoceri, lei și chiar o girafă. Și o altă descoperire neobișnuită din peștera Petralona este urmele de incendii și cenușă, care are o vechime de 1 milion de ani. Potrivit oamenilor de știință, acestea sunt cele mai vechi urme ale utilizării de către om a focului.

Până nu demult, se credea că vârsta omenirii este de 3,5-4 milioane de ani, iar Africa este patria. Cu toate acestea, descoperirile din peștera Petralone și datarea lor dau dreptul de a presupune că leagănul omenirii este sud-estul Europei, iar omul a apărut acum 11-12 milioane de ani în Grecia. Toate descoperirile din Peștera Petralona sunt expuse în Muzeul Antropologic, construit lângă peșteră.

De fapt, există o mulțime de mistere și secrete în peșteri. După cum am aflat în cursul cercetărilor mele, fauna temnițelor este neobișnuită și interesantă. Chiar și omul primitiv a cunoscut și a pictat pe pereții animalelor care trăiau în peșteri - un leu de peșteră, o hienă, un urs peșteră. Apropo, picturile rock conțin, de asemenea, o mulțime de informații interesante pentru oamenii de știință (Anexa 25).

Animalele antice au dispărut cu mult timp în urmă, oamenii au părăsit peșterile, dar peșterile în sine nu erau goale. Cercetările biologice serioase ale lumii interlope au început abia în 1831, când a fost găsit primul gândac de peșteră. De atunci, au fost descoperite multe creaturi rupestre diferite - atât acvatice, cât și terestre. Acestea sunt troglobioni, ceea ce înseamnă „trăirea în peșteri” - crustacee, pești, păduchi, milipede, păianjeni, scorpioni falși și alte insecte.

Adaptarea organismelor vii la viața rupestră este foarte complexă și diversă. În comparație cu rudele lor terestre, au corpuri mai lungi și mai subțiri, picioare și antene mai alungite, sunt transparente și incolore. Deoarece nu există lumină în peșteri, acestea nu au nevoie de vedere și, prin urmare, nu au ochi. În peșteri există gândaci orbi, pești, amfibieni, raci și chiar muște orbe și fără aripi. Aerul din peșteri este saturat de umiditate și, prin urmare, troglobioniții pot trăi în apă și pe uscat.

Potrivit oamenilor de știință, animalele și insectele au plecat în peșteri din cauza schimbărilor climatice de pe Pământ, și anume în timpul unei apăsări reci. Astfel, majoritatea locuitorilor moderni ai peșterilor sunt reprezentanți ai epocilor trecute, fosile vii care nu se mai găsesc la suprafață, dar au păstrat aspectul și obiceiurile mileniilor trecute.

Cu toate acestea, majoritatea iubitorilor de întuneric își petrec doar o parte din viață sub pământ. De exemplu, fluturii hibernează numai în peșteri. Și unele dintre speciile nocturne de lăcuste sunt acolo toată ziua. Ursul peșterii le aparținea și lor, deoarece peștera era doar un loc de odihnă pentru el. Hiena și leul petreceau și mai puțin timp în peșteri. Spre deosebire de ursul peșterii, ei nu au mers niciodată departe în adâncurile peșterii, ci au păstrat la intrare.

Comori din peșteri - Un alt mister și mister al peșterilor. Timp de multe milenii, legendele și poveștile vorbesc despre comori ascunse în peșteri. Oasele căutătorilor de comori pierdute au fost găsite sub pământ de mai multe ori, dar nu au reușit niciodată să le găsească comori prețuite... Una dintre peșterile din Tatra Cehă se numește Peștera Căutătorilor de Comori. Și câte legende s-au făcut despre comorile piraților ascunse, inclusiv în peșteri. Dar în fiecare legendă există un bob de adevăr.

CONCLUZIE

Obiectul cercetării mele au fost peșterile și misterele lor, principalele fiind stalactitele, stalagmitele și stalagnatele, mecanismul formării lor și posibilitatea de a le crea în viața de zi cu zi, adică acasă. La începutul muncii mele, intenționam să fac un experiment pe o astfel de cultivare. Am crezut că, studiind natura și mecanismul de formare a stalactitei, aș putea face același lucru și eu. Dar chiar și în cursul cercetării teoretice, mi-am dat seama că este imposibil să crești o adevărată stalactită acasă.

Pentru a crește o stalactită, sunt necesare mai multe condiții foarte esențiale. Și anume - o peșteră cu o anumită ușurare și microclimat, un flux constant de apă, prezența dioxidului de carbon și, cel mai important, câteva sute și chiar mii de ani. Viața umană nu este suficientă pentru a repeta un fenomen atât de extraordinar și frumos precum stalactita sau stalagmita. Rămâne un lucru - să admiri și să prețuiești.

Pe baza rezultatelor cercetării mele, pot trage concluzia principală - există astfel fenomene naturale că o persoană ar trebui să studieze, să aibă grijă de ea, dar nu este deloc necesar să le repete sau să le folosești în viața sa. Poate că într-o zi oamenii vor inventa o mașină a timpului sau un accelerator al timpului și atunci vor putea accelera artificial procesul natural de creștere a stalactitei, dar apare următoarea întrebare, este necesar?

De ce am nevoie de aceste cunoștințe? Îmi pot fi de folos în viața mea? Cred ca da. Și în principal pentru a înțelege mai bine lumea, pentru a vedea și a aprecia frumusețea pe care natura știe să o creeze. Și totuși - brusc, clima de pe planetă se va schimba din nou dramatic, iar oamenii vor trebui să se întoarcă din nou în peșteri. Cu aceste cunoștințe, îmi va fi mai ușor să mă obișnuiesc cu el și să-i ajut pe ceilalți.

Peșteri carstice- acestea sunt cavități subterane, formate și mai groase decât scoarța terestră, în zonele de distribuție a rocilor de carbonat și halogen ușor solubile, supuse leșierii și stresului mecanic, aceste roci sunt distruse treptat, ceea ce duce la formarea diverselor forme carstice. Dintre acestea, cele mai interesante sunt formele carstice subterane - peșteri, mine și fântâni, care sunt uneori caracterizate printr-o structură foarte complexă. Una dintre condițiile principale formațiuni rupestre carstice este prezența rocilor carstice, caracterizată de o diversitate litologică semnificativă. Printre acestea se numără roci carbonatate (calcare, dolomiți, cretă, marmură), sulfat (gips, anhidrit) și halogenuri (roci, săruri de potasiu). Rocile carstice sunt foarte răspândite. În multe locuri, acestea sunt acoperite de o acoperire subțire de depozite nisipo-argiloase sau ies direct la suprafață, ceea ce favorizează dezvoltarea activă a proceselor carstice și formarea diverselor forme carstice. Intensitatea formării carstice este, de asemenea, influențată semnificativ de grosimea rocilor, de compoziția lor chimică și de caracteristicile așternutului.

Apa este constructorul de peșteri carstice

După cum sa menționat deja, constructorul de peșteri carstice este apă... Cu toate acestea, pentru ca apa să dizolve roci, acestea trebuie să fie permeabile, adică fracturate. Fracturarea rocii este una dintre principalele condiții pentru dezvoltarea carstului. Dacă masivul carbonat sau sulfat este monolitic și constă din soiuri de roci solide fără fracturare, atunci nu este afectat de procesele carstice. Cu toate acestea, acest fenomen este rar, deoarece calcarul, dolomita și gipsul sunt fracturate în natură. Fisurile care taie prin masivele de calcar au origini diferite. Alocați fisuri descărcare și intemperii litogenetice, tectonice, mecanice... Cele mai frecvente fisuri tectonice, care de obicei taie prin diferite straturi de roci sedimentare, nu se refractează atunci când trec de la un strat la altul și nu își modifică lățimea. Fracturarea tectonică se caracterizează prin dezvoltarea unor fracturi complexe reciproc perpendiculare cu lățimea de 1-2 mm. Cea mai mare fragmentare și fracturare a rocilor se caracterizează în zonele de defecte tectonice. Căzând pe suprafața masivului carstic, precipitațiile atmosferice prin fisuri de diferite origini pătrund în adâncurile acestui masiv. Circulând prin canale subterane, apa leșiază stânca, extinde treptat pasajele subterane și uneori formează grote uriașe. Mișcarea apei este a treia condiție prealabilă pentru dezvoltarea proceselor carstice. Fără dizolvarea și distrugerea apei, nu ar exista peșteri carstice. De aceea caracteristicile rețelei hidrografice și originalitatea regimului hidrogeologic determină în mare măsură gradul de cavernozitate a stratelor carstice, intensitatea și condițiile pentru dezvoltarea cavităților subterane.

Ploaie și apă topită de zăpadă

Rolul principal în formarea multor cavități carstice îl joacă infiltrarea și ploile inflaționiste și apele topite de zăpadă. Astfel de peșteri - coroziunea și originea eroziunii, deoarece distrugerea stâncii are loc atât din cauza ei levigarea chimicăși prin eroziune mecanică. Cu toate acestea, nu trebuie să credem că aceste procese au loc simultan și continuu. În diferite etape ale dezvoltării peșterilor și în diferite părți ale acestora, de obicei domină unul dintre aceste procese. Formarea unor peșteri este în întregime asociată fie cu procese corozive, fie cu eroziune. Există, de asemenea, peșteri nival-corozive, care își datorează originea activității apelor topite de zăpadă în zona de contact a masei de zăpadă cu roca carstică. Acestea includ, de exemplu, cavități verticale relativ puțin adânci (până la 70 m) din Crimeea și Caucaz. Multe peșteri au apărut ca urmare a prăbușirii acoperișului peste cavitățile subterane de coroziune-eroziune. Unele cavități naturale s-au format prin levigarea rocilor de ape arteziene, minerale și termale care urcau de-a lungul fisurilor. Astfel, peșterile carstice pot fi de origine corozivă, coroziv-erozională, erozională, nival-corozivă, gravitațională corozivă (eșec), hidrotermală și eterogenă.

Apa de condensare

Pe lângă apele de infiltrare, inflație și presiune, apele de condensare joacă, de asemenea, un anumit rol în formarea peșterilor, care, colectându-se pe pereții și tavanul peșterilor, le corodează, creând modele bizare. Spre deosebire de fluxurile subterane, apa de condensare afectează întreaga suprafață a cavității și, prin urmare, are cea mai mare influență asupra morfologiei peșterilor. Condițiile deosebit de favorabile pentru condensarea umidității se caracterizează prin cavități mici situate la o adâncime considerabilă de la suprafață, deoarece cantitatea de umiditate prin condensare este direct proporțională cu intensitatea schimbului de aer și invers cu volumul cavității. Observațiile efectuate în, au arătat că în

Peșterile sunt cavități care s-au format în scoarța superioară a pământului ca urmare a proceselor naturale. Acesta este modul în care limbajul științific descrie aceste obiecte misterioase în mod prozaic. Cu toate acestea, adevărații cunoscători ai peșterilor vor avea întotdeauna cuvinte vii pentru ei.

De exemplu, Alfred Begley, un explorator de peșteri elvețian, a vorbit despre ei: „Sub suprafața pământului în întuneric absolut există o lume atât de imensă încât putem vorbi despre un nou continent”.

Obiect geografic. Semnificația peșterilor

Importanța peșterilor pentru oameni poate fi greu supraestimată. La urma urmei, în peșteri au devenit primele case pentru oamenii primitivi, prin urmare, dezvăluirea secretelor păstrate de peșteri ajută la adăugarea puzzle-urilor lipsă la imaginea istoriei și evoluției omului.

Marea valoare cognitivă a peșterilor este evidențiată de creșterea ultimele decenii interesul pentru speologie atât de la cercetători, cât și de la turiști și aventurieri. În întreaga lume, numărul peșterilor pregătite pentru vizitele turistice este în creștere.

Mare valoare pentru Agricultură au cavități carstice de peșteră, deoarece prezența lor duce la plecarea apei subterane la o adâncime mare, uscarea straturilor superioare ale solului, care trebuie luate în considerare la planificarea lucrărilor agricole. Și unele peșteri cu un microclimat caracterizat prin temperaturi extrem de scăzute sunt folosite ca „frigidere” mari pentru depozitarea alimentelor și a diverselor materiale.

Peșterile au o mare importanță pentru extracția și cercetarea diverselor minerale și a unor minereuri de fier.

Caracteristicile peșterilor

Peșterile sunt protejate de lumea exterioară, au un climat intern constant și evoluează extrem de lent. Aceste caracteristici le fac de neprețuit pentru arheologie: peșterile au păstrat pentru noi rămășițele oamenilor antici, oasele animalelor dispărute și polenul plantelor.

Speleofauna nu este foarte diversă și totuși există animale și plante care se așează în principal în peșteri sau numai în ele. Acestea sunt lilieci, navigând perfect chiar și prin cele mai lungi și mai complicate pasaje subterane, unele insecte, creveți și alți crustacei, păianjeni, pești și salamandre. Locuitorii peșterii, adaptați întunericului complet, sunt adesea complet orbi și lipsiți de pigment.

Depozitele peșterilor sunt împărțite în mecanice și chimogene. Depozitele mecanice sunt argila, resturi bloc, nisip, pietricele; chimiogenice - stalactite și stalagmite care împodobesc vechile galerii rupestre.

Tipuri de peșteri

Exista artificial(artificial) și natural(formate prin procese naturale) peșteri. Peșterile naturale sunt clasificate după origine (proces de conducere) în următoarele cinci tipuri.

Carst. Cel mai mare grup. Sunt cele mai frumoase, mai profunde și mai extinse. Procesul de formare a acestora este o consecință a dizolvării diferitelor roci în apă (gips, calcar, cretă, sare, marmură etc.). În peșterile carstice se formează stalactite, stalagmite, precum și helicate și uimitor onix de peșteră.

Erosiv... Acestea sunt similare în procesul de formare cu cele carstice, cu toate acestea, peșterile de eroziune se formează ca urmare a eroziunii mecanice, adică spălat cu apă care conține boabe tari (nisip, fragmente de piatră etc.). Adesea format din litoral.

Tectonic... Formată la locul defectelor tectonice. Cea mai comună în laturile văilor râurilor, adânc încastrate în platou.

Vulcanic... Formată după cum urmează: în timpul unei erupții vulcanice, un flux de lavă, răcindu-se, devine acoperit cu o crustă, formând un tub de lavă. În interiorul conductei, lava continuă să curgă de ceva timp, ceea ce duce la formarea unei cavități. De asemenea, vulcanice sunt peșterile formate de gurile de aerisire ale vulcanilor.

Glacial... Formată în corpul ghețarilor. Dintre peșterile glaciare, există peșteri formate din apă topită, peșteri formate în ghețari în locul unde apar apele subglaciare și intraglaciare, precum și peșteri formate în ghețari în locurile în care apar izvoarele termale subglaciare.

Cele mai mari peșteri

(Peștera Seongdong)

Cea mai mare peșteră din lume este o peșteră deschisă în 2009 Shondong v Vietnamul central(provincia Quang Binh). Mai cunoscut, dar mai mic Peștera mamut, situat în Kentucky, SUA. Este un sistem de peșteri carstice format într-un strat de calcar.

În Rusia, cea mai lungă este Botovskaya, a cărui lungime atinge 60 km. România are Peșteră mobilă- una dintre cele trei peșteri din lume, formată ca urmare a impactului acidului sulfuric asupra rocii. Peștera este unică prin faptul că este un ecosistem închis, izolat de ecosistemul Pământului.

Cea mai adâncă peșteră

(Peștera Krubera)

Cea mai adâncă peșteră din lume - Peștera Krubera sau Cioară- situat în Abhazia (creasta Gagra). Peștera se ramifică în două ramuri: adâncimea unuia este de 2.196 m, adâncimea celeilalte este de 1.300 m. A fost descoperită în 1960.

Cea mai lungă peșteră

Cel mai lung din lume este cel menționat deja mai sus sistem pestera Mamut(Kentucky, SUA). Lungimea sa este de 627 644 m. Peștera mamut se află la poalele apalahilor de vest și în partea investigată există 20 de hale mari, același număr de mine adânci și aproximativ 225 de pasaje subterane.

Înainte de a răspunde la întrebarea „Cum se formează peșterile?”, Trebuie să înțelegeți ce sunt peșterile și care sunt acestea.

Peșterile sunt spații goale în formațiuni stâncoase sub pământ sau sub apă, precum și deasupra pământului. Există peșteri cu mai multe găuri sau cu una. Acestea sunt împărțite în orizontală, verticală, precum și oblică și cu un singur nivel sau cu mai multe niveluri. Mărimea peșterii variază, de asemenea. Se întâmplă ca peștera să se întindă pe mai mulți kilometri, să se ridice sau să cadă chiar sub apa unui râu subteran. Dar principala diferență între o peșteră și alta este materialul din care sunt făcute și modul în care au fost formate.

Deci, cel mai mare grup de peșteri este Karst. Acestea sunt împărțite în peșteri de marmură, sare, cristalin, gips și calcar, printre altele. Astfel de peșteri se formează datorită dizolvării diferitelor roci în apă, iar multe dintre ele au propriile lor stalactite și stalagmite.

Evoluționiștii susțin că principalul factor din spatele acestor peșteri este apa subterană carbogazoasă care se scurge prin fisuri de-a lungul paturilor de calcar. Acest proces, în opinia lor, durează milioane de ani. Dar, recent, a devenit cunoscut un alt factor care spală peșterile mult mai repede - acesta este acidul sulfuric.

Există, de asemenea, peșteri de eroziune de către apă (de-a lungul liniei de coastă), care sunt spălate mecanic de apă cu granule mari de nisip, fragmente de pietre etc.

Peșterile vulcanice apar în timpul erupțiilor vulcanice, când lava se solidifică, creând un fel de țeavă prin care curge mai departe, formând goluri. Peșterile vulcanice sunt, de asemenea, vulcanice. În timpul inundației globale, numită Potopul lui Noe în Biblie, s-a produs activitate vulcanică în întreaga lume, în urma căreia s-au format foarte repede multe peșteri de acest tip.

Institutul de Stat din Oțel și aliaje din Moscova

Filiala Vyksa

(Universitatea de Tehnologie)

Rezumat subiect

fizica cristalelor

Pe tema: „Formarea peșterilor și carstelor”

Student: Pichugin A.A.

Grupuri: MO-07 (MCHM)

Lector: Lopatin D.V.

Moscova 2008

I. Informații generale despre peșteri și carsturi

II. Ipoteza despre originea regiunilor carstice

III. Condiții pentru formarea peșterilor

IV. Tipuri de peșteri:

1. Peșteri carstice

2. Peșteri tectonice

3. Peșteri de eroziune

4. Peșteri glaciare

5. Peștera de lavă

V. Peșteri pe teritoriul regiunii Baikal

Vi. Peștera Kyzilyarovskaya numită după G.A. Maksimovici.

Informații generale despre peșteri și carsturi

Carst(din karstul german, după numele platoului calcar alpin Kras din Slovenia) - un set de procese și fenomene asociate cu activitatea apei și exprimate în dizolvarea rocilor și formarea de goluri în ele, precum și forme specifice de relief care apar în zone relativ ușor solubile în roci de apă (gips, calcar, marmură, dolomit și sare de rocă).

Formele de relief negative sunt cele mai tipice pentru carst. După origine, acestea sunt împărțite în forme formate prin dizolvare (de suprafață și subterană), erozionale și mixte. Prin morfologie, se disting următoarele formațiuni: karr, puțuri, mine, doline, cratere, râpe carstice orbe, văi, polia, peșteri carstice, canale carstice subterane. Pentru dezvoltarea procesului carstic sunt necesare următoarele condiții: a) prezența unei suprafețe plane sau ușor înclinate astfel încât apa să poată stagna și să se scurgă spre interior prin fisuri; b) stratul rocilor carstice trebuie să aibă o grosime semnificativă; c) nivelul apei subterane ar trebui să fie scăzut, astfel încât să existe suficient spațiu pentru mișcarea verticală a apelor subterane.

Prin adâncimea nivelului apelor subterane, se disting carstul profund și superficial. Există, de asemenea, carstul „gol” sau mediteranean, în care formele de relief carstice sunt lipsite de sol și acoperire de vegetație (de exemplu, Crimeea de munte) și carstul „acoperit” sau central-european, pe suprafața căruia se păstrează crusta meteorică și se dezvoltă acoperirea solului și a vegetației.

Carstul se caracterizează printr-un complex de forme de relief de suprafață (cratere, karr, jgheaburi, scobituri, caverne etc.) și subterane (peșteri carstice, galerii, cavități, pasaje). Tranzițional între formele de suprafață și cele subterane - fântâni carstice de mică adâncime (până la 20 m), tuneluri naturale, mine sau doline. Dolinele carstice sau alte elemente ale carstului de suprafață, prin care apa de suprafață curge în sistemul carstic, se numesc ponori.

KARST, platouri de calcar - un complex de nereguli, afloriri de roci convexe, depresiuni, peșteri, cursuri dispărute și drenuri subterane. Apare în roci solubile în apă și degradate. Procesul este tipic pentru calcar, precum și pentru zonele în care roci sunt spălate. Multe râuri sunt subterane, există și multe peșteri și peșteri mari. Cele mai mari peșteri se pot prăbuși și pot forma un defileu sau defileu. Treptat, tot calcarul poate fi spălat. Fenomenul poartă numele platoului carstic din fosta Iugoslavie. Sistemele carstice tipice sunt reprezentate pe scară largă în Munți din Crimeea iar în Ural.

Carstul poate fi văzut în Alpii de Vest, în Apalași (SUA) și în sudul Chinei, deoarece straturile de roci calcaroase, compuse inițial dintr-un strat de calcit (carbonat de calciu), de până la 200 m grosime, care a fost parțial spălat departe de apă. Dioxidul de carbon din atmosferă s-a dizolvat în ploaie și a contribuit la formarea acidului carbonic slab, care la rândul său a contribuit la eroziunea rocilor, în special de-a lungul liniilor de decolteare și a straturilor, crescându-le la formarea peșterilor carstice, văi rezultate din prăbușire ale pereților peșterilor, care, odată cu dezvoltarea ulterioară a procesului, se pot transforma în chei și, în cele din urmă, rămân rămășițe de calcar care nu au fost erodate, caracteristice unui peisaj carstic.

Peşteră- o cavitate naturală în stratul superior al scoarței terestre, care comunică cu suprafața pământului prin una sau mai multe deschideri de ieșire, acceptabile pentru oameni. Cele mai mari peșteri sunt sisteme complexe de pasaje și hale, adesea cu o lungime totală de până la câteva zeci de kilometri. Peșterile sunt un obiect al studiului speologiei.

Peșterile pot fi împărțite în cinci grupe în funcție de originea lor. Acestea sunt peșteri tectonice, peșteri de eroziune, peșteri de gheață, peșteri vulcanice și, în cele din urmă, cel mai mare grup, peșteri carstice. Peșterile, în partea de intrare, cu morfologie adecvată (intrare orizontală spațioasă) și locație (aproape de apă) au fost folosite de oamenii antici ca locuințe confortabile.

HIPOTEZĂ DESPRE ORIGINA ZONELOR KARST

Și anume, există o ipoteză că:

În cele mai vechi timpuri, în urmă cu 300-400 de milioane de ani, procesul de creștere și stingere a organismelor vii avea loc în apa de mare, folosind intens calciu pentru construirea cojilor lor. În acest caz, apa a fost o soluție saturată de carbonat de calciu. Cojile moarte s-au scufundat până la fund și s-au acumulat împreună cu sedimente care au precipitat din soluție ca urmare a schimbărilor climatice;

De-a lungul unui milion de ani, o masă de calcar s-a acumulat în fund în straturi;

Sub presiune, sedimentul de calcar și-a schimbat structura, transformându-se într-o piatră întinsă în straturi orizontale;

La momentul mișcării scoarței terestre, marea s-a retras și fostul fund a devenit uscat;

Au existat două scenarii posibile pentru dezvoltarea evenimentelor: 1) straturile au rămas aproape orizontale și netulburate (ca în apropierea Moscovei); 2) fundul a ieșit formând munți, în timp ce integritatea straturilor de calcar a fost încălcată, s-au format numeroase fisuri transversale și defecte. Așa s-a format viitoarea regiune carstică.

Această ipoteză este susținută de descoperirile rămășițelor scoicilor antice și ale altor foste organisme vii din masa de calcar. Oricum ar fi, este evident că peșterile și rocile unde se formează sunt strâns legate de viața antică de pe Pământ.

CONDIȚII DE FORMARE A PEȘTERILOR

Există trei condiții principale pentru formarea peșterilor carstice:

1. Prezența rocilor carstice.

2. Prezența proceselor de construcție montană, mișcările scoarței terestre în zona de distribuție a rocilor carstice, ca urmare - prezența fisurilor în masiv.

3. Prezența apelor circulante agresive.

Fără oricare dintre aceste condiții, formarea peșterilor nu va avea loc. Cu toate acestea, aceste condiții necesare pot fi suprapuse caracteristicilor locale ale climei, structurii reliefului, prezenței altor roci. Toate acestea duc la apariția peșterilor de diverse feluri... Chiar și în aceeași peșteră, există diferite elemente „constitutive” care se formează în moduri diferite. Principalele elemente morfologice ale peșterilor carstice și originea acestora.

Elemente morfologice ale peșterilor carstice:

Abisuri verticale, puțuri și puțuri,

Peșteri înclinate orizontale și meandre,

Labirintele.

Aceste elemente apar în funcție de tipul de perturbare a grosimii masivului carstic.

Tipuri de încălcări:

Defecțiuni și defecte, fisuri:

Stratificare,

Pe marginea rocilor carstice și non-carstice,

Tectonic (de obicei transversal),

Așa-numitul rebot lateral se fisurează.

Schema formării elementelor verticale ale peșterilor (puțuri, mine, abisuri): Levigarea.

Puțurile se formează la intersecția fisurilor tectonice - în cel mai slab punct mecanic al masivului. Apa cu precipitații atmosferice este absorbită acolo. Și dizolvă încet calcarul; de-a lungul a milioane de ani, apa extinde fisurile, transformându-le în fântâni. Aceasta este o zonă verticală de circulație a apelor subterane

Fântâni Nival (de la suprafața matricei):

Iarna, fisurile sunt înfundate de zăpadă, apoi se topește încet, aceasta este apă agresivă, erodează intens și extinde fisurile, formând puțuri de la suprafața pământului.

Formarea pasajelor înclinate orizontal:

Apa, după ce a pătruns prin stratul (stratul) rocii carstice, ajunge la fisura așternutului și începe să se răspândească de-a lungul ei de-a lungul planului „căderii” straturilor. Procesul de levigare are loc, se formează un curs suborizontal. Apoi, apa va ajunge la următoarea intersecție a fisurilor tectonice și se va forma din nou o fântână verticală sau o margine. În cele din urmă, apa va ajunge la granița rocilor carstice și non-carstice și apoi se va răspândi numai de-a lungul acestei granițe. De obicei aici curge deja un râu subteran, există sifoane. Aceasta este o zonă de circulație orizontală a apelor subterane.

Formarea sălii.

Halele se găsesc în zone de defect - perturbări mecanice mari ale masivului. Halele sunt rezultatul alternării proceselor de construcție montană, levigării, construirii montane din nou (cutremure, alunecări de teren).

Se întâmplă să fie incluse mecanisme suplimentare:

Îndepărtarea mecanică a resturilor de rocă prin fluxurile de apă,

Acțiunea apelor termale sub presiune (peștera Noua Athos).