Formarea peșterilor. Peșteri: caracteristici și tipuri

Peșteri carstice– sunt cavități subterane formate și mai groase decât scoarța terestră, în zonele în care sunt distribuite roci carbonatice și halogene ușor solubile, supuse leșierii și solicitărilor mecanice, aceste roci sunt distruse treptat, ceea ce duce la formarea diferitelor forme carstice. Dintre acestea, cel mai mare interes este cauzat de formele carstice subterane - peșteri, mine și fântâni, caracterizate uneori printr-o structură foarte complexă. Una dintre condițiile principale formarea pesterilor carstice este prezenţa rocilor carstice caracterizate printr-o diversitate litologică semnificativă. Printre acestea se numără rocile carbonatice (calcare, dolomite, cretă, marmură), roci sulfatice (gips, anhidrite) și roci halogenuri (săruri roci, săruri de potasiu). Rocile carstice sunt foarte răspândite. În multe locuri sunt acoperite de o acoperire subțire de depozite nisipo-argiloase sau ies direct la suprafață, ceea ce favorizează desfășurarea activă a proceselor carstice și formarea diferitelor forme carstice. Intensitatea formării carstice este influențată semnificativ și de grosimea rocilor, compoziția lor chimică și caracteristicile de apariție.

Apa este constructorul peșterilor carstice

După cum am menționat deja, constructorul peșterilor carstice este apă. Cu toate acestea, pentru ca apa să dizolve rocile, acestea trebuie să fie permeabile, adică fracturate. Fracturarea rocii este una dintre principalele condiţii pentru dezvoltarea carstului. Dacă un masiv 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 calcarele, dolomiții și ghipsul sunt fracturate de natură. Fisurile care taie masivele de calcar au origini diferite. Crăpăturile ies în evidență litogenetice, tectonice, descărcare mecanică și intemperii. Cele mai frecvente sunt fracturile tectonice, care de obicei taie diferite straturi de roci sedimentare, fără a se refracta în timpul trecerii de la un strat la altul și fără a le modifica lățimea. Fractura tectonica se caracterizeaza prin dezvoltarea unor fisuri complexe reciproc perpendiculare de 1–2 mm latime. Rocile se caracterizează prin cea mai mare fragmentare și fracturare în zonele cu perturbări tectonice. Cazând pe suprafața unui masiv carstic, precipitațiile atmosferice pătrund în adâncurile acestui masiv prin fisuri de diverse origini. Circulând prin canalele subterane, apa scurge stânca, lărgește treptat pasajele subterane și uneori formează grote uriașe. Apa în mișcare este a treia condiție prealabilă pentru dezvoltarea proceselor carstice. Fără apă, care dizolvă și distruge rocile, nu ar exista peșteri carstice. De aceea, caracteristicile rețelei hidrografice și unicitatea regimului hidrogeologic determină în mare măsură gradul de complexitate al straturilor carstice, intensitatea și condițiile de dezvoltare a cavităților subterane.

Apa de ploaie si zapada topita

Rolul principal în formarea multor cavități carstice îl joacă infiltrarea și umflarea apei de ploaie și zăpadă topită. Astfel de peșteri - origine coroziune-eroziune, deoarece distrugerea rocii are loc atât datorită acesteia leşiere chimică, și prin eroziune mecanică. Cu toate acestea, nu trebuie să ne gândim că aceste procese apar simultan și continuu. În diferite stadii de dezvoltare a peșterii și în diferite zone, unul dintre aceste procese domină de obicei. Formarea unor peșteri este în întregime asociată fie cu procese de coroziune, fie de eroziune. Există și peșteri nival-corozive, originea lor datorită activității apelor de zăpadă topită în zona de contact a masei de zăpadă cu roca carstică. Acestea includ, de exemplu, cavitățile verticale relativ puțin adânci (până la 70 m) din Crimeea și Caucaz. Multe peșteri au apărut ca urmare a prăbușirii acoperișului deasupra golurilor subterane corozive. Unele cavități naturale s-au format prin levigarea rocilor de către ape arteziene, minerale și termale urcând prin fisuri. Astfel, peșterile carstice pot fi de coroziune, coroziune-eroziune, eroziune, nival-coroziune, coroziune-gravitație (doline), hidrotermală și eterogenă.

Apa de condensare

Pe lângă apele de infiltrare, infuzie și presiune, apele de condensare joacă și un anumit rol în formarea peșterilor, care, adunându-se pe pereții și tavanele peșterilor, le corodează, creând modele bizare. Spre deosebire de pâraiele subterane, apele de condensare afectează întreaga suprafață a cavității și, prin urmare, au cel mai mare impact asupra morfologiei peșterilor. Condițiile deosebit de favorabile pentru condensarea umidității sunt caracterizate de cavități mici situate la o adâncime semnificativă de la suprafață, deoarece cantitatea de umiditate de condensare depinde direct de intensitatea schimbului de aer și invers de volumul cavității. Observațiile efectuate în , au arătat că în

Institutul de Stat de Oțel și Aliaje din Moscova

Filiala Vyksa

(Universitatea de Tehnologie)

Rezumat pe subiect

fizica cristalelor

Pe tema: „Formarea de peșteri și carsturi”

Student: Pichugin A.A..

Grupuri: MO-07 (MFM)

Profesor: Lopatin D.V.

Moscova 2008

I. Informaţii generale despre peşteri şi carsturi

II. Ipoteza despre originea zonelor carstice

III. Condiții pentru formarea peșterilor

IV. Tipuri de pesteri:

1. Peșteri carstice

2. Peșteri tectonice

3. Peșteri de eroziune

4. Peșteri glaciare

5. Peștera de Lavă

V. Peşteri din regiunea Baikal

VI. Peștera Kyzylyarovskaya numită după. G.A. Maksimovici.

Informații generale despre peșteri și carsturi

carstică(din Karst german, după numele platoului alpin calcaros 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 relief deosebit. forme care apar în zone compuse din roci relativ ușor solubile în apă (gips, calcar, marmură, dolomit și sare gemă).

Formele de relief negative sunt cele mai caracteristice carstului. În funcție de originea lor, se împart în forme formate prin dizolvare (la suprafață și subterană), erozive și mixte. Pe baza morfologiei se disting următoarele formațiuni: carsturi, fântâni, mine, eșecuri, pâlnii, râpe carstice oarbe, văi, câmpuri, peșteri carstice, canale carstice subterane. Pentru desfășurarea procesului carstic sunt necesare următoarele condiții: a) prezența unei suprafețe plane sau ușor înclinate, astfel încât apa să poată stagna și pătrunde prin fisuri; b) grosimea rocilor carstice trebuie sa fie semnificativa; c) Nivelul apei subterane trebuie să fie scăzut, astfel încât să existe suficient spațiu pentru deplasarea verticală a apelor subterane.

Pe baza adâncimii nivelului apei subterane, carstul se distinge între adânc și puțin adânc. Există, de asemenea, o distincție între carstul „gold” sau mediteranean, în care formele de relief carstic sunt lipsite de sol și acoperire vegetală (de exemplu, Munții Crimeei), și carstul „acoperit” sau central-european, pe suprafața căruia intemperii. se păstrează crusta și se dezvoltă solul și acoperirea vegetală.

Carstul se caracterizează printr-un complex de forme de relief de suprafață (cratere, cariere, șanțuri, bazine, caverne etc.) și subterane (peșteri carstice, galerii, cavități, pasaje). Tranziția între formele de suprafață și subterane sunt puțuri de mică adâncime (până la 20 m), tuneluri naturale, puțuri sau defecțiuni. Dolinele carstice sau alte elemente ale carstului de suprafață prin care apa de suprafață curge în sistemul carstic se numesc ponori.

KARST, platou calcaros - un complex de neregularități, aflorimente de roci convexe, depresiuni, peșteri, pâraie dispărute și drenuri subterane. Apare în roci solubile în apă și deteriorate. Procesul este tipic pentru calcar, precum și în locurile în care rocile sunt spălate. Multe râuri sunt sub pământ și există, de asemenea, multe peșteri și caverne mari. Cele mai mari pesteri se pot prabusi si forma un defileu sau defileu. Treptat, tot calcarul poate fi spălat. Fenomenul poartă numele platoului carstic din fosta Iugoslavie. Sistemele carstice caracteristice sunt larg reprezentate în Munții Crimeei și Urali.

Carstul poate fi observat în Alpii de Vest, în Apalași (SUA) și în sudul Chinei deoarece straturi de roci calcaroase, formate mai întâi dintr-un strat de calcit (carbonat de calciu), de până la 200 m grosime, au fost parțial erodate 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 și straturilor de clivaj, crescându-le la formarea peșterilor carstice, văi care au apărut ca un rezultat al prăbușirii pereților peșterii, care odată cu procesul de dezvoltare ulterioară se pot transforma în chei și, în final, rămân resturile de calcar neerodate, caracteristice unui peisaj carstic.

Peşteră- o cavitate naturala din stratul superior al scoartei terestre, comunicand cu suprafata pamantului printr-una sau mai multe deschideri de iesire transitabile pentru om. Cele mai mari peșteri sunt sisteme complexe de pasaje și săli, adesea cu o lungime totală de până la câteva zeci de kilometri. Peșterile sunt un obiect de studiu pentru speologie.

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

IPOTEZA DESPRE ORIGINEA ZONELOR KARSTICE

Și anume, există o ipoteză că:

În antichitate, în urmă cu 300-400 de milioane de ani, în apa mării a existat un proces de creștere și moarte a organismelor vii care foloseau intens calciul pentru a-și construi cochilia. Apa era o soluție saturată de carbonat de calciu. Obuzele moarte s-au scufundat pe fund și s-au acumulat împreună cu sedimentele care au precipitat din soluție ca urmare a schimbărilor climatice;

De-a lungul a milioane de ani, masa de calcar s-a acumulat în straturi la fund;

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

În momentul mișcării scoarței terestre, marea s-a retras, iar fostul fund a devenit uscat;

Două scenarii pentru desfășurarea evenimentelor au fost posibile: 1) straturile au rămas aproape orizontale și netulburate (ca lângă Moscova); 2) fundul s-a bombat pentru a forma munți, în timp ce integritatea straturilor de calcar a fost încălcată și s-au format numeroase fisuri transversale și falii în ele. Așa s-a format viitoarea regiune carstică.

Această ipoteză este confirmată de descoperirile de rămășițe de scoici antice și alte foste organisme vii în stratul de calcar. Oricum ar fi, este clar că peșterile și rocile în care se formează sunt strâns legate de viața antică de pe Pământ.

CONDIȚII PENTRU FORMAREA PEȘTEREI

Există trei condiții principale pentru formarea peșterilor carstice:

1. Prezența rocilor carstice.

2. Prezența proceselor de construcție montană, mișcări ale scoarței terestre în zona de distribuție a rocilor carstice, ca urmare - prezența fisurilor în grosimea masivului.

3. Prezența apei circulante agresive.

Fără oricare dintre aceste condiții, formarea peșterilor nu va avea loc. Cu toate acestea, aceste condiții necesare pot fi suprapuse de caracteristicile locale ale climei, structura reliefului și prezența altor roci. Toate acestea duc la apariția unor peșteri de diferite tipuri. Chiar și într-o peșteră există diverse elemente „compozite” care se formează în moduri diferite. Principalele elemente morfologice ale peșterilor carstice și originea lor.

Elemente morfologice ale peșterilor carstice:

Abisuri verticale, puțuri și puțuri,

Peșteri și meandre înclinate orizontal,

Labirinturi.

Aceste elemente apar în funcție de tipul de perturbări în grosimea masivului carstic.

Tipuri de încălcări:

Defecțiuni și defecte, fisuri:

Așternut,

La granița stâncii carstice și necarstice,

tectonic (de obicei transversal),

Așa-numitele fisuri de împingere laterală.

Schema formării elementelor verticale ale peșterilor (fântâni, puțuri, abisuri): Leşierea.

Sondele se formează la intersecția fisurilor tectonice - în cel mai slab punct mecanic al masivului. Apa din precipitațiile atmosferice este absorbită acolo. Și dizolvă încet calcarul; De-a lungul a milioane de ani, apa lărgește fisurile, transformându-le în puțuri. Aceasta este o zonă de circulație verticală a apelor subterane

Fântâni nivale (de la suprafața masivului):

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

Formarea pasajelor înclinate orizontal:

Apa, după ce a pătruns prin stratul (stratul) de rocă carstică, ajunge la fisura așternutului și începe să se răspândească de-a lungul planului de „cufundare” a straturilor. Are loc procesul de leșiere și se formează un pasaj suborizontal. Apoi apa va ajunge la următoarea intersecție a crăpăturilor tectonice și din nou se va forma o fântână sau margine verticală. În cele din urmă, apa va ajunge la limita rocilor carstice și necarstice și apoi se va răspândi numai de-a lungul acestei limite. De obicei aici curge deja un râu subteran și sunt sifoane. Aceasta este o zonă de circulație orizontală a apelor subterane.

Formarea sălilor.

Halele se găsesc în zone de falie - perturbări mecanice mari în masiv. Sălile sunt rezultatul alternării proceselor de construcție montană, leșiere și construcție montană din nou (cutremur, alunecări de teren).

Uneori sunt activate mecanisme suplimentare:

Îndepărtarea mecanică a fragmentelor de rocă prin curgeri de apă,

Efectul apelor termale sub presiune (New Athos Cave).

O peșteră este o cavitate din partea superioară a scoarței terestre, conectată la suprafață prin una sau mai multe găuri de intrare. O altă definiție: o peșteră este o cavitate subterană naturală accesibilă pătrunderii umane, având părți neluminate de lumina soarelui și o lungime (adâncime) mai mare decât celelalte două dimensiuni. Cele mai mari peșteri sunt sisteme complexe de pasaje și săli, adesea cu o lungime totală de până la câteva zeci de kilometri. Peșterile sunt un obiect de studiu pentru speologie. Speleoturiștii au o contribuție semnificativă la studiul peșterilor.

Peșterile în funcție de originea lor pot fi împărțite în cinci grupe: tectonice, de eroziune, glaciare, vulcanice și, în sfârșit, cel mai mare grup - carstic. Peșterile din zona de intrare, cu morfologie adecvată (intrare orizontală spațioasă) și amplasare (aproape de apă), au fost folosite de oamenii din vechime ca locuințe confortabile.

Peșteri după origine

Peșteri carstice

Cele mai multe dintre aceste peșteri sunt așa. Peșterile carstice au cea mai mare întindere și adâncime. Peșterile carstice se formează din cauza dizolvării rocilor de către apă, așa că se găsesc doar acolo unde apar roci solubile: calcar, marmură, dolomit, cretă, precum și gips și sare. Calcarul, și în special marmura, se dizolvă foarte slab în apă distilată pură. Solubilitatea crește de câteva ori dacă dioxidul de carbon dizolvat este prezent în apă (și este întotdeauna prezent în apa naturală), dar totuși calcarul se dizolvă slab în comparație cu, de exemplu, gipsul sau, mai ales, sarea. 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.

Fisurile și faliile tectonice joacă un rol imens în formarea peșterilor. Din hărțile peșterilor studiate se poate observa adesea că pasajele sunt limitate la perturbări tectonice care pot fi urmărite la suprafață. De asemenea, pentru formarea unei peșteri, este necesară o cantitate suficientă de sedimente de apă și o formă de relief reușită: ​​sedimentele dintr-o zonă mare ar trebui să cadă în peșteră, intrarea în peșteră ar trebui să fie situată vizibil deasupra locului în care ape subterane sunt evacuate etc.

Multe peșteri carstice sunt sisteme relicte: debitul de apă care a format peștera a părăsit-o din cauza modificărilor topografiei fie la niveluri mai adânci (datorită scăderii bazei locale de eroziune - fundul văilor râurilor învecinate), fie a încetat să curgă în peștera din cauza modificărilor în captarea de suprafață, după care peștera trece prin diferite faze de îmbătrânire. De foarte multe ori, peșterile studiate sunt mici fragmente dintr-un sistem antic de peșteri, expuse prin distrugerea lanțurilor muntoase gazdă.

Evoluția proceselor carstice și chimia lor sunt de așa natură încât adesea apa, dizolvând substanțele minerale ale rocilor (carbonați, sulfați), după un timp le depune pe bolțile și pereții peșterilor sub formă de cruste masive de până la un metru grosime. sau mai multe (onix marmură de peșteră) sau speciale pentru fiecare peșteră de ansambluri de agregate minerale de peșteri, formând stalactite, stalagmite, helictite, draperii și alte forme minerale carstice specifice - formațiuni sinterizate.

Recent, din ce în ce mai multe peșteri s-au deschis în roci care în mod tradițional erau considerate non-carstice. De exemplu, în gresiile și cuarțitele din munții Tepui din America de Sud, peșterile Abismo Gai Collet, cu o adâncime de −671 m (2006), și Cueva Ojos de Cristal, cu o lungime de 16 km (2009), au fost descoperite. Aparent, aceste peșteri sunt și de origine carstică. În climatele tropicale calde, în anumite condiții, cuarțitul poate fi dizolvat prin apă.

Un alt exemplu exotic de formare a peșterilor carstice este cea mai lungă și cea mai adâncă peșteră Lechugia din SUA continentală (și alte peșteri din Parcul Național Carlsbad). Conform ipotezei moderne, s-a format prin dizolvarea calcarului prin creșterea apelor termale saturate cu acid sulfuric.

Peșteri tectonice

Astfel de peșteri pot apărea în orice rocă ca urmare a formării faliilor tectonice. De regulă, astfel de peșteri se găsesc pe părțile laterale ale văilor râurilor tăiate adânc în platou, când mase uriașe de rocă se desprind din laterale, formând fisuri de subsidență (sherlops). Fisurile de subsidență converg de obicei ca o pană cu adâncimea. Cel mai adesea sunt umplute cu sedimente libere de la suprafața masivului, dar uneori formează peșteri verticale destul de adânci de până la 100 m adâncime, în Siberia de Est. Au fost studiate relativ prost și probabil sunt destul de comune.

Peșteri de eroziune

Peșteri formate în roci insolubile din cauza eroziunii mecanice, adică prelucrate de apă care conține granule de material solid. Adesea, astfel de peșteri se formează pe malul mării sub influența surfului, dar sunt mici. Cu toate acestea, este posibilă și formarea de peșteri, excavate de-a lungul fisurilor tectonice primare de către pâraiele care merg în subteran. Sunt cunoscute peșteri de eroziune destul de mari (de sute de metri lungime) formate în gresie și chiar granite. Exemple de peșteri mari de eroziune includ T.S.O.D. (Touchy Sword of Damocles) Peștera în gabbro (4 km/−51 m, New York), Peștera Liliecilor în gneiss (1,7 km, Carolina de Nord), Peștera Upper Millerton Lake în granite (California).

Peșteri glaciare

Peșteri formate în corpul ghețarilor de apa de topire. Astfel de peșteri se găsesc pe mulți ghețari. Apele glaciare topite sunt absorbite de corpul ghețarului de-a lungul crăpăturilor mari sau la intersecția crăpăturilor, formând pasaje care sunt uneori transitabile pentru oameni. Lungimea unor astfel de peșteri poate fi de câteva sute de metri, adâncime - până la 100 m sau mai mult. În 1993, o fântână glaciară gigantică „Isortog” cu o adâncime de 173 m a fost descoperită și explorată în Groenlanda, afluxul de apă în ea vara a fost de 30 m³ sau mai mult.

Un alt tip de peșteri glaciare sunt peșterile formate într-un ghețar în punctul de eliberare a apelor intraglaciare și subglaciare la marginea ghețarilor. Apa de topire din astfel de peșteri poate curge atât de-a lungul patului ghețarului, cât și peste gheața glaciară.

Un tip special de peșteri glaciare sunt peșterile formate în ghețari la ieșirea apelor termale subterane situate sub ghețar. Apa fierbinte poate crea galerii voluminoase, dar astfel de peșteri nu se află în ghețar în sine, ci dedesubt, deoarece gheața se topește de jos. Peșterile glaciare termale se găsesc în Islanda și Groenlanda și ating dimensiuni semnificative.

Peșteri vulcanice

Aceste peșteri apar în timpul erupțiilor vulcanice. Fluxul de lavă, pe măsură ce se răcește, devine acoperit cu o crustă tare, formând un tub de lavă, în interiorul căruia încă curge roca topită. După ce erupția s-a încheiat efectiv, lava curge din tub de la 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. Totuși, după cum s-a dovedit, peșterile de lavă pot atinge dimensiuni foarte mari, până la 65,6 km lungime și 1100 m adâncime (Peștera Kazumura, Insulele Hawaii).

Pe lângă tuburile de lavă, există peșteri vulcanice verticale - orificii vulcanice.

Peșteri după tipul de rocă gazdă

Cea mai lungă peșteră din lume, Mammoth Cave (SUA), este o peșteră carstică construită din calcar. Are o lungime totală a pasajelor de peste 600 km. Cea mai lungă peșteră din Rusia este peștera Botovskaya, lungă de peste 60 km, așezată într-un strat relativ subțire de calcar, prinsă între gresie, situată în regiunea Irkutsk, bazinul râului. Lena. Puțin inferioară acesteia este Bolshaya Oreshnaya - cea mai lungă peșteră carstică din lume în conglomerate din teritoriul Krasnoyarsk. Cea mai lungă peșteră din gips este Optimisticheskaya, din Ucraina, cu o lungime de peste 230 km. Formarea unor astfel de peșteri extinse în gips este asociată cu un aranjament special de roci: straturile de gips care conțin peștera sunt acoperite cu calcar deasupra, datorită căruia bolțile nu se prăbușesc. Sunt cunoscute pesteri in sare gema, in ghetari, in lava solidificata etc.

Peșteri după dimensiune

Cele mai adânci peșteri de pe planetă sunt și carstice: Krubera-Voronya (până la −2196 m), Snezhnaya (−1753 m) în Abhazia. În Rusia, cea mai adâncă peșteră este Gorlo Barloga (−900 m) în Karachay-Cherkessia. Toate aceste recorduri sunt în continuă schimbare, dar un singur lucru rămâne constant: peșterile carstice sunt în frunte.

Cele mai adânci peșteri din lume

Adâncimea unei peșteri este diferența de înălțime dintre intrare (cea mai înaltă dintre intrări, dacă sunt mai multe) și punctul cel mai de jos al peșterii. Dacă există pasaje într-o peșteră situată deasupra intrării, se folosește conceptul de amplitudine - diferența de niveluri dintre punctele cele mai de jos și cele mai înalte ale peșterii. Potrivit estimărilor, adâncimea maximă a pasajelor peșterii de sub suprafață (a nu se confunda cu adâncimea peșterii!) nu poate depăși 3000 de metri: orice peșteră mai adâncă ar fi zdrobită de greutatea rocilor de deasupra. Pentru peșterile carstice, adâncimea maximă este determinată de baza carstică (limita inferioară a proceselor carstice, care coincide cu baza straturilor de calcar), care poate fi mai mică decât baza de eroziune datorită prezenței canalelor de sifon. Cea mai adâncă peșteră este în prezent peștera Krubera-Voronya cu o adâncime de 2196 m, aceasta este prima și singura peșteră care a depășit marcajul de 2 km. Prima peșteră care a fost explorată cu o adâncime de peste 1000 de metri a fost prăpastia franceză Berger, care a fost considerată cea mai adâncă din lume de la descoperirea sa în 1953 până în 1963.

		Adâncime, m		Locație
1	Krubera-Voronya
2
3
4	Lamprechtsofen
5	Mirolda
6	Jean-Bernard
7	Torca del Cerro
8	Pantyukhinskaya
9	Sima de la Corniza
10				Slovenia

Cele mai lungi peșteri din lume

			Adâncime, m	Locație
1	Mamontova
2
3	Ox-Bel-Ha
4	Optimist
5
6
7	Sak-Actun
8				Elveţia
9	Fisher Ridge
10	Gua-Air-Jernich			Malaezia

Conținutul peșterilor

Speleofauna

Deși lumea vie a peșterilor, de regulă, nu este foarte bogată (cu excepția porțiunii de intrare unde ajunge lumina soarelui), totuși, unele animale trăiesc în peșteri sau chiar numai în peșteri. În primul rând, aceștia sunt lilieci, multe dintre speciile lor folosesc peșterile ca adăpost zilnic sau pentru iernare. Mai mult, liliecii zboară uneori în colțuri foarte îndepărtate și greu accesibile, navigând perfect în pasajele înguste labirintice.

Pe lângă lilieci, unele peșteri din climă caldă găzduiesc mai multe specii de insecte, păianjeni (Neoleptoneta myopica), creveți (Palaemonias alabamae) și alte crustacee, salamandre și pești (Amblyopsidae). Speciile caverne se adaptează la întuneric complet și multe dintre ele își pierd organele de vedere și pigmentare. Aceste specii sunt adesea foarte rare, multe dintre ele endemice.

Descoperiri arheologice

Oamenii preistorici au folosit peșterile din întreaga lume drept case. Chiar mai des, animalele s-au stabilit în peșteri. Multe animale au murit în peșteri cu capcană pornind de la puțuri verticale. Evoluția extrem de lentă a peșterilor, clima lor constantă și protecția față de lumea exterioară ne-au păstrat un număr imens de descoperiri arheologice. Acesta este polen de la plante fosile, oase de animale dispărute de mult (urs de peșteră, hiena de peșteră, mamut, rinocer lânos), picturi rupestre ale oamenilor antici (peșterile Kapova din Uralii de Sud, Divya din Uralii de Nord, Tuzuksu din Kuznetsk Alatau). , Peșterile Niah din Malaezia), unelte ale muncii lor (Strashnaya, Okladnikova, Kaminnaya în Altai), rămășițe umane din diferite culturi, inclusiv neanderthalieni, vechi de până la 50-200 de mii de ani (peștera Teshik-Tash din Uzbekistan, Peștera Denisova din Altai). , Cro-Magnon în Franța și multe altele).

Peșterile ar fi putut servi drept cinematografe moderne.

Apă în peșteri

Apa se găsește de obicei în multe peșteri, iar peșterile carstice își datorează originea. În peșteri puteți găsi filme de condens, picături, pâraie și râuri, lacuri și cascade. Sifoanele din peșteri complică semnificativ trecerea și necesită echipament special și pregătire specială. Peșteri subacvatice sunt adesea găsite. În zonele de intrare în peșteri, apa este adesea prezentă în stare înghețată, sub formă de depozite de gheață, adesea foarte semnificative și perene.

Aer în peșteri

În majoritatea peșterilor, aerul este respirabil datorită circulației naturale, deși există peșteri în care nu poți fi decât în ​​măști de gaze. De exemplu, depozitele de guano pot otravi aerul. Cu toate acestea, în marea majoritate a peșterilor naturale, schimbul de aer cu suprafața este destul de intens. Motivele mișcării aerului sunt cel mai adesea diferența de temperatură din peșteră și de la suprafață, astfel încât direcția și intensitatea circulației depind de perioada anului și de condițiile meteorologice. În cavitățile mari, mișcarea aerului este atât de intensă încât se transformă în vânt. Din acest motiv, curentul de aer este unul dintre semnele importante atunci când căutați noi peșteri.

Depozite rupestre

Există depozite mecanice (argilă, nisip, pietricele, blocuri) și chimiogene (stalactite, stalagmite etc.). În sistemele de peșteri cu un curs de apă activ, de regulă, depozitele mecanice se prezintă sub formă de moloz blocat, adesea de volume foarte mari, formate ca urmare a prăbușirii arcului de treceri, care se formează prin dizolvarea apei. curgere. Dărâmăturile sunt greu de trecut și periculoase, deoarece echilibrul unui moloz blocat este adesea instabil. Depozitele de argilă sunt larg reprezentate în galerii care au fost abandonate de un curs de apă activ care a transportat particule de rocă insolubile mecanic. Componenta solubilă a calcarului peșterii este carbonatul de calciu, care reprezintă adesea doar aproximativ 50% din rocă. Mineralele rămase, de regulă, sunt insolubile, iar dacă apa care dizolvă roca se prezintă sub formă de picătură, un infiltrat, cu debit scăzut de apă, incapabil să asigure transportul mecanic al particulelor, începe acumularea depozitelor de argilă. De foarte multe ori pasajele antice sunt complet blocate de lut.

Depozitele chemogene (formațiuni de sinterizare) decorează de obicei și galeriile antice ale peșterii, unde apa, filtrăndu-se încet prin crăpăturile din calcar, este saturată cu carbonat de calciu, iar când intră în cavitățile peșterii, din cauza unei ușoare modificări a presiunii parțiale. de vapori de apă când se desprinde o picătură, sau când Când aceasta cade pe podea, sau când apar turbulențe în timpul scurgerii, carbonatul de calciu cristalizează din soluția saturată sub formă de calcit.

Peșteri de excursie

Unele peșteri sunt echipate pentru vizitarea grupurilor de excursii (așa-numitele peșteri). Pentru a face acest lucru, în partea din peșteră care este cea mai spațioasă și bogată în formațiuni sinterizate, sunt așezate poteci pietonale, scări, poduri și se creează iluminat electric; în unele cazuri, dacă porțiunea de intrare a peșterii este o zonă dificilă din punct de vedere tehnic, se fac tuneluri. Pe teritoriul fostei URSS, cele mai faimoase peșteri sunt Mramornaya în Crimeea, Kungurskaya în Urali și Novoafonskaya în Abhazia.

Peșteri din Sistemul Solar

Pe lângă Pământ, pe Lună și Marte au fost descoperite și peșteri. Aparent, acestea sunt peșteri vulcanice, urme străvechi ale activității vulcanice.

Peșteri artificiale

Peșteri - temnițe ale lumii industriale

Sub orice oraș mare există un sistem de temnițe tehnice: subsoluri ale clădirilor supraterane, metrou, sisteme de susținere a vieții (sanitarie, încălzire, canalizare, cabluri electrice și telefonice, rețea de fibră optică), adăposturi antibombe, buncăre în caz de război, etc.

Peștera este ca locuința sfinților asceți

Mulți sfinți asceți și-au construit casele în peșteri. Mai târziu, pe aceste locuri au fost întemeiate mănăstiri și Lavra:

• Lavra Kiev-Pechersk
• Mănăstirea Pskov-Pechersky
• Mănăstirea peșteră Sfânta Adormire (Crimeea)
• Mănăstirea Hholkovsky
• Chelter-Koba
• Mănăstirea Basarbovsky
• Bisericile rupestre din Ivanovo

Sfinții asceți care trăiau în peșteri:

• „Și Lot a ieșit din Țoar și a început să locuiască pe munte, împreună cu cele două fiice ale lui, pentru că îi era frică să locuiască în Țoar. Și a locuit într-o peșteră, și cele două fiice ale lui cu el” (Geneza 19.30)
• „Și el, proorocul Ilie, a intrat acolo într-o peșteră și a petrecut noaptea în ea” (Cartea a III-a a Regilor 19.9)
• Hilarion de la Kiev
• Anthony Pechersky
• Varlaam Pechersky

Peșteri-case

Multe popoare și-au construit casele în peșteri, deoarece acestea erau ușor de păstrat curate și mențin o temperatură constantă pe tot parcursul anului.

• Capadocia
• Anasazi
• Guadiz
• Sassy Di Matera

Peșteri medicinale

Multe instituții medicale au încăperi numite „peșteri de sare”. Pereții sunt căptușiți cu cărămizi de sare de potasiu, iar pacienții petrec ceva timp în ei, ascultând muzică și primind un efect de vindecare.

Peșteri distractive

Există peșteri de groază binecunoscute ca parte a parcurilor de distracție, cafenele și baruri decorate pentru a arăta ca peșteri.

Peșteri în mitologie, misticism și religie.

V. G. Ivanchenko a scris despre semnificația simbolică și mistică a peșterilor în articolul său „Semnul peșterii”, publicat în revista „Orientare”.

Peșteri în artă, literatură și film

Peșterile apar în multe lucrări fantasy (atât fantasy, cât și science fiction). Peșterile (mai precis, buncărele) în science fiction servesc în principal drept adăposturi după o catastrofă globală care a făcut viața la suprafață imposibilă. Și, de asemenea, peșterile din fantezie sunt locuite de: gnomi, cobold, spiriduși, dragoni, iar în basmele populare rusești, „Stăpâna Muntelui de Aramă”, șarpele Gorynych, locuiește acolo. În mitologia nordică, Sirtya trăiește în peșteri. Unul dintre cei mai faimoși eroi literari care au ajuns în peșteri a fost: Tom Sawyer, alături de Becky Thatcher, Bilbo Baggins.

Cavități subterane

Pe lângă peșterile care au acces la suprafață și sunt accesibile studiului direct de către oameni, există cavități subterane închise în scoarța terestră. Cea mai adâncă cavitate subterană (2952 metri) a fost descoperită prin foraje pe coasta Cubei. În Munții Rodopi, în timpul forajului a fost descoperită o cavitate subterană la o adâncime de 2400 de metri. Pe coasta Mării Negre din Gagra, goluri subterane au fost descoperite prin foraje la o adâncime de până la 2300 de metri.

(Vizitat de 402 ori, 1 vizite astăzi)

Peșterile sunt cavități formate în partea superioară a scoarței terestre ca urmare a unor procese naturale. Acesta este modul în care limbajul științific descrie prozaic aceste obiecte misterioase. Cu toate acestea, adevărații cunoscători ai peșterilor vor avea întotdeauna cuvinte vii pentru ei.

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

Obiect geografic. Sensul peșterilor

Importanța peșterilor pentru oameni poate fi cu greu supraestimată. La urma urmei, peșterile au fost primele case pentru oamenii primitivi, așa că dezvăluirea secretelor păstrate de peșteri ajută la adăugarea puzzle-urilor lipsă imaginii istoriei și evoluției omenirii.

Marea valoare educativă a peșterilor este evidențiată de interesul sporit pentru speologie în ultimele decenii, atât din partea cercetătorilor, cât și din partea turiștilor și iubitorilor de aventură. În întreaga lume, numărul peșterilor pregătite pentru vizitele turistice este în creștere.

Cavitățile peșterilor carstice sunt de mare importanță pentru agricultură, deoarece prezența lor duce la retragerea apelor subterane la adâncimi mari și la uscarea straturilor superioare ale solului, care trebuie luate în considerare la planificarea lucrărilor agricole. Și unele peșteri cu un microclimat caracterizat prin temperaturi deosebit de scăzute sunt folosite ca „frigidere” mari pentru depozitarea alimentelor și a diverselor materiale.

Peșterile sunt de mare importanță pentru extracția și cercetarea diferitelor 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 din vechime, oasele animalelor dispărute și polenul vegetal.

Speleofauna nu este deosebit de diversă, și totuși există animale și plante care trăiesc mai ales în peșteri sau doar în ele. Aceștia sunt lilieci, care navighează perfect chiar și în cele mai lungi și mai complicate pasaje subterane, unele insecte, creveți și alte crustacee, păianjeni, pești și salamandre. Locuitorii peșterilor, adaptați la întuneric complet, sunt adesea complet orbi și lipsiți de pigment.

Depozitele rupestre sunt împărțite în mecanice și chimiogene. Depunerile mecanice sunt argilă, moloz blocat, nisip, pietricele; chimiogenic - stalactite și stalagmite care decorează galeriile antice din peșteri.

Tipuri de peșteri

Exista artificial(educat de om) şi natural(formate prin procese naturale) peșteri. Peșterile naturale sunt împărțite în funcție de originea lor (procesul de conducere) în următoarele cinci tipuri.

carstică. Cel mai mare grup. Sunt cele mai frumoase, profunde și 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 stalactitele, stalagmitele, precum și helicatele și uimitoarea peșteră onix.

Eroziv. Procesul de formare este similar cu peșterile carstice, totuși, peșterile de eroziune se formează ca urmare a eroziunii mecanice, adică. se spală cu apă care conține particule solide (nisip, fragmente de piatră etc.). Adesea format de-a lungul liniei de coastă.

tectonic. Ele se formează în locurile faliilor tectonice. Ele sunt cele mai frecvente pe malurile văilor râurilor, înfipte adânc în platou.

Vulcanic. Ele se formează astfel: în timpul unei erupții vulcanice, fluxul de lavă se răcește și devine acoperit cu o crustă, formând un tub de lavă. În interiorul conductei, lava continuă să curgă o perioadă de timp, rezultând formarea unei cavități. De asemenea, clasificate ca vulcanice sunt peșterile formate din gurile vulcanice.

Glacial. Format în corpul ghețarilor. Printre peșterile glaciare, se numără peșteri formate din apa de topire, peșteri formate în ghețari la ieșirea apelor subglaciare și intraglaciare, precum și peșteri formate în ghețari la ieșirea izvoarelor termale subglaciare.

Cele mai mari pesteri

(Peștera Son Doong)

Cea mai mare peșteră din lume este peștera deschisă în 2009 Shondongîn Vietnamul Central (provincia Quang Binh). Mai faimos, dar mai mic Peștera Mamutului, situat în Kentucky, SUA. Este un sistem de peșteri carstice formate într-un strat de calcar.

În Rusia, cel mai lung este Botovskaya, a cărui lungime ajunge la 60 km. Situat in Romania Peștera mobilă- una dintre cele trei peșteri din lume formate ca urmare a expunerii rocilor la acid sulfuric. 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 (cresta Gagra). Peștera se ramifică în două ramuri: adâncimea uneia 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 deja menționat mai sus. Sistem de peșteri mamut(Kentucky, SUA). Lungimea sa este de 627.644 m Peștera Mammoth se află la poalele vestului Appalahiilor, iar în partea explorată există 20 de săli mari, același număr de puțuri adânci și aproximativ 225 de pasaje subterane.

Peșterile carstice sunt cavități subterane formate în grosimea scoarței terestre, în zonele în care sunt distribuite roci carbonatice și halogene ușor solubile. Supuse leșierii și solicitărilor mecanice, aceste roci sunt distruse treptat, ceea ce duce la formarea diferitelor forme carstice. Dintre acestea, cel mai mare interes este cauzat de formele carstice subterane - peșteri, mine și fântâni, caracterizate uneori printr-o structură foarte complexă.

Una dintre principalele condiții pentru dezvoltarea peșterilor carstice este prezența rocilor carstice, caracterizate printr-o diversitate litologică semnificativă. Printre acestea se numără rocile carbonatice (calcare, dolomite, cretă, marmură), roci sulfatice (gips, anhidrite) și roci halogenuri (săruri roci, săruri de potasiu). Rocile carstice sunt foarte răspândite. În multe locuri sunt acoperite de o acoperire subțire de depozite nisipo-argiloase sau ies direct la suprafață, ceea ce favorizează desfășurarea activă a proceselor carstice și formarea diferitelor forme carstice. Intensitatea formării carstice este influențată semnificativ și de grosimea rocilor, compoziția lor chimică și caracteristicile de apariție.

După cum am menționat deja, constructorul peșterilor carstice este apa. Cu toate acestea, pentru ca apa să dizolve rocile, acestea trebuie să fie permeabile, adică fracturate. Fracturarea rocii este una dintre principalele condiții pentru dezvoltarea carstului. Dacă un masiv 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 calcarele, dolomiții și ghipsul sunt fracturate de natură. Fisurile care taie masivele de calcar au origini diferite. Există fisuri de descărcare litogenetică, tectonă, mecanică și intemperii. Cele mai frecvente sunt fracturile tectonice, care de obicei taie diferite straturi de roci sedimentare, fără a se refracta în timpul trecerii de la un strat la altul și fără a le modifica lățimea. Fractura tectonica se caracterizeaza prin dezvoltarea unor fisuri complexe reciproc perpendiculare de 1-2 mm latime. Rocile se caracterizează prin cea mai mare fragmentare și fracturare în zonele cu perturbări tectonice.

Cazând pe suprafața unui masiv carstic, precipitațiile atmosferice pătrund în adâncurile acestui masiv prin fisuri de diverse origini. Circulând prin canalele subterane, apa scurge stânca, lărgește treptat pasajele subterane și uneori formează grote uriașe. Apa în mișcare este a treia condiție prealabilă pentru dezvoltarea proceselor carstice. Fără apă, care dizolvă și distruge rocile, nu ar exista peșteri carstice. De aceea trăsăturile rețelei hidrografice și unicitatea regimului hidrogeologic determină în mare măsură gradul de cavernitate al straturilor carstice, intensitatea proceselor de leșiere și condițiile de dezvoltare a cavităților subterane.

Rolul principal în formarea multor cavități carstice îl joacă infiltrarea și umflarea apei de ploaie și zăpadă topită. Astfel de peșteri sunt de origine coroziune-eroziune, deoarece distrugerea rocii are loc atât din cauza levigarii sale chimice, cât și a eroziunii mecanice. Cu toate acestea, nu trebuie să ne gândim că aceste procese apar simultan și continuu. În diferite stadii de dezvoltare a peșterii și în diferite zone, unul dintre aceste procese domină de obicei. Formarea unor peșteri este în întregime asociată fie cu procese de coroziune, fie de eroziune. Există și peșteri nival-corozive, originea lor datorită activității apelor de zăpadă topită în zona de contact a masei de zăpadă cu roca carstică. Acestea includ, de exemplu, cavitățile verticale relativ puțin adânci (până la 70 m) din Crimeea și Caucaz. Multe peșteri au apărut ca urmare a prăbușirii acoperișului deasupra golurilor subterane corozive. Unele cavități naturale s-au format prin levigarea rocilor de către ape arteziene, minerale și termale urcând prin fisuri. Astfel, peșterile carstice pot fi de coroziune, coroziune-eroziune, eroziune, nival-coroziune, coroziune-gravitație (doline), hidrotermală și eterogenă.

Pe lângă apele de infiltrare, infuzie și presiune, apele de condensare joacă și un anumit rol în formarea peșterilor, care, adunându-se pe pereții și tavanele peșterilor, le corodează, creând modele bizare. Spre deosebire de pâraiele subterane, apele de condensare afectează întreaga suprafață a cavității și, prin urmare, au cel mai mare impact asupra morfologiei peșterilor. Condițiile deosebit de favorabile pentru condensarea umidității sunt caracterizate de cavități mici situate la o adâncime semnificativă de la suprafață, deoarece cantitatea de umiditate de condensare depinde direct de intensitatea schimbului de aer și invers de volumul cavității. Observațiile efectuate în Munții Crimeei au arătat că în peșterile carstice studiate se condensează 3201,6 m3 de apă în cursul anului (Dublyansky, Ilyukhin, 1971), iar în cavitățile subterane ale întregii creste principale de 2500 de ori mai mult (adică 0,008004 km3). ). Aceste ape sunt foarte agresive. Duritatea lor depășește 6 mEq (300 mg/l). Astfel, din cauza apelor de infiltrare, peșterile Crimeei de Munte, după cum arată simple calcule, cresc în comparație cu volumul total cu aproximativ 5,3%. Mineralizarea medie a apelor de condensare este de circa 300 mg/l, prin urmare, acestea efectuează în cursul anului 2401,2 tone (8004 10 6 l X 300 mg/l) de carbonat de calciu. Îndepărtarea totală a carbonatului de calciu din izvoarele carstice din Munții Crimeei este de aproximativ 45.000 tone/an (Rodionov, 1958). În consecință, rolul apelor de condensare în formarea cavităților subterane este relativ mic, iar efectul lor asupra rocii ca agent de denudare este limitat în principal la perioada caldă.

Cum decurge procesul de levigare a rocilor carstice? Să luăm în considerare această problemă în termeni generali folosind exemplul formațiunilor carbonatice. Apele naturale conțin întotdeauna dioxid de carbon, precum și diverși acizi organici, cu care se îmbogățesc la contactul cu vegetația și infiltrațiile prin acoperirea solului. Sub influența dioxidului de carbon, carbonatul de calciu se transformă în bicarbonat, care este mult mai ușor solubil în apă decât carbonatul.

Această reacție este reversibilă. O creștere a conținutului de dioxid de carbon din apă determină trecerea calcitului în soluție, iar atunci când acesta scade, din soluția apoasă precipită bicarbonat de calciu (sediment de var), care se acumulează pe alocuri în cantități semnificative. Există o relație inversă între conținutul de dioxid de carbon și temperatura apei.

Solubilitatea calcarului crește brusc atunci când apele subterane sunt îmbogățite cu acizi și săruri. Astfel, atunci când apa subterană este îmbogățită cu acid sulfuric, reacția decurge conform ecuației

Dioxidul de carbon eliberat ca urmare a acestei reacții se dovedește a fi o sursă suplimentară de formare a bicarbonaților.

Gradul de solubilitate al gipsului și anhidritei depinde și de prezența anumitor acizi și săruri. De exemplu, prezența CaCl 2 în apă reduce semnificativ solubilitatea gipsului, dimpotrivă, prezența NCl și MgCl 2 în apă crește solubilitatea sulfatului de calciu. Dizolvarea gipsului poate avea loc, în principiu, și în apă pură din punct de vedere chimic.

Deși numim roci carbonatice și sulfatice ușor solubile, ele se dizolvă extrem de lent. Este nevoie de multe, multe mii de ani pentru ca golurile subterane să se formeze. În acest caz, rocile carstice se dizolvă și se prăbușesc doar de-a lungul crăpăturilor, rămân foarte puternice și dure.

Apele atmosferice care pătrund în masivele carstice prin fisuri și perturbări tectonice sunt inițial caracterizate de mișcare predominant verticală. Ajuns la aquitard sau la baza de eroziune locală, aceștia dobândesc mișcare orizontală și curg de obicei de-a lungul adâncirii straturilor de rocă. O parte din apă se infiltrează în orizonturi adânci și formează scurgeri regionale. În acest sens, în masivul carstic se disting mai multe zone hidrodinamice și anume zona de circulație de suprafață, verticală, sezonieră, orizontală, sifonică și de adâncime a apelor carstice (Fig. 1). Fiecare dintre aceste zone hidrodinamice este caracterizată de un anumit set de forme carstice. Astfel, cavitățile subterane în principal verticale - fântâni carstice și mine - sunt limitate la zona de circulație verticală a apei sau zona de aerare. Ele se dezvoltă de-a lungul crăpăturilor verticale sau ușor înclinate ca urmare a scurgerii periodice a rocilor de către zăpada topită și apa de ploaie. În zona de circulație orizontală, unde există o curgere liberă a apei care curge liber către văile râurilor sau la periferia masivului carstic, se formează peșteri orizontale. În zona de circulație a sifonului se observă cavități înclinate și orizontale, caracterizate prin ape sub presiune care se deplasează în subcanale adesea sub baza de eroziune locală.

Dezvoltarea peșterilor, pe lângă caracteristicile morfostructurale și hidrogeologice, este influențată semnificativ și de climă, sol, vegetație, faună, precum și de activitatea economică umană. Din păcate, rolul acestor factori în formarea peșterilor nu a fost suficient studiat în prezent. Se speră că acest decalaj va fi eliminat în viitorul apropiat.

Teoria originii peșterilor carstice de calcar care se dezvoltă în roci cu straturi orizontale a fost dezvoltată de W. M. Davis (1930). În evoluția așa-numitelor peșteri în două cicluri, formate în timpul dublei ridicări a masivului calcaros, el a distins cinci etape principale: a) canale embrionare formate în zona de saturație completă a apelor freatice care se mișcă încet sub presiune; b) galerii mature, când eroziunea mecanică (coroziunea) începe să domine în condiţiile răspândirii fluxurilor de vadoză cu curgere liberă; c) galerii uscate care au apărut ca urmare a deplasării apei mai adânc în masiv datorită ridicării locale a teritoriului; d) sinter-acumulativ, caracterizat prin umplerea galeriilor cu sinter-picurare si alte depozite rupestre; e) distrugerea galeriilor subterane (peneplanation).

Pe baza dezvoltării opiniilor lui Davis, a fost creată o idee despre etapele freatice (galeriile peșterilor sunt dezvoltate de apele subterane sub presiune) și vadose (apele subterane se deplasează liber, nu sub presiune, prin galerii către sistemele de drenaj) ale dezvoltării peșterilor (Bretz, 1942).

Problemele evoluției cavităților subterane au fost dezvoltate cel mai pe deplin de către cercetătorii sovietici G. A. Maksimovici (1963, 1969) și L. I. Maruashvili (1969), care au identificat mai multe etape ale formării peșterilor carstice orizontale. Prima etapă este fisura, apoi crăpătura. Pe măsură ce lățimea fisurilor și crăpăturilor crește, din ce în ce mai multă apă pătrunde în ele. Acest lucru activează procesele carstice în special în zonele cu diferențe de roci pure. Peștera intră în scena canalului. Când canalele se extind, curgerile subterane capătă mișcare turbulentă, ceea ce favorizează o și mai mare intensificare a proceselor de coroziune și eroziune. Aceasta este etapa râului subteran, sau Vauclusian. Se caracterizează printr-o umplere semnificativă a canalului subteran cu flux de apă și eliberarea acestuia sub formă de sursă de aflux pe suprafața zilei, precum și formarea țevilor de orgă, prăbușirea bolților și creșterea grotelor.

Datorită eroziunii fundului canalului subteran, apa se infiltrează prin fisuri adânci în straturile de carbonat și halogen, unde dezvoltă noi cavități la un nivel inferior, formând un etaj inferior al peșterii (Fig. 2). Treptat, canalele subterane se extind. Apa curge parțial și apoi complet în orizonturile inferioare ale masivului, iar peștera devine uscată. Doar apa de infiltrare patrunde prin fisurile din acoperis. Acesta este stadiul coridor-grotă sinter-talus (galerie de apă, conform L.I. Maruashvili) de dezvoltare a peșterii. Se caracterizează printr-o distribuție largă a acumulării chimice și mecanice (în peșterile de gips nu există o etapă de acumulare a sinterului). Tavanul și pereții peșterii sunt acoperiți cu diverse depozite de calcit. Se formează sâmburi de piatră și pământ, acestea din urmă fiind situate în principal sub țevi de orgă. Se acumulează și sedimente din râuri și lacuri. Odată cu plecarea cursului de apă, extinderea ulterioară a cavității subterane încetinește brusc, deși activitatea corozivă continuă din cauza apelor de infiltrare și condensare.

Pe măsură ce peștera se dezvoltă, trece în stadiul de alunecare de teren-coridor-grotă-cimentare (galerie uscată, conform L.I. Maruashvili). În această etapă, ca urmare a prăbușirii acoperișului deasupra cavităților subterane, este posibilă deschiderea unor părți ale peșterii. Prăbușirea treptată a acoperișului peșterii duce la distrugerea completă a acestuia, care este tipică în special pentru părțile superioare cu o grosime mică a acoperișului. În zonele supraviețuitoare au rămas doar poduri carstice și arcade înguste. Când o peșteră este complet distrusă, se formează o vale carstică.

Dacă grosimea acoperișului depășește 100-200 m, atunci, de regulă, nu există goluri în el, iar cavitățile subterane sunt umplute cu blocuri de rocă care au căzut din tavan și au adus depozite nisipos-argiloase, care se sparg. peștera în cavități izolate separate. În acest caz, dezvoltarea peșterii se termină cu etapa de alunecare de teren coridor-grotă-cimentare (etapa grotă-camera, conform L. I. Maruashvili).

Durata etapelor individuale ale ciclului de formare a peșterilor, care se disting prin caracteristicile lor hidrodinamice și morfologice, specificitatea proceselor fizico-chimice și unicitatea condițiilor bioclimatice, se măsoară în zeci și sute de milenii. Astfel, etapa de galerie uscată a peșterii Kudaro din Caucaz se desfășoară de 200-300 de mii de ani (Maruashvili, 1969). În ceea ce privește etapele incipiente ale dezvoltării peșterii (fisura, crăpătura, canalul și bolta), durata lor este mult mai scurtă. Peșterile „pot ajunge la o stare matură de galerie de apă în câteva mii de ani de la momentul inițial al dezvoltării lor”. În acest sens, sunt interesante studiile experimentale ale lui E. M. Abashidze (1967) privind dizolvarea pereților fisurilor din calcarele glauconite din rezervorul Shaori (Caucaz). Experimentele au arătat că peste 25 de ani de filtrare continuă, în funcție de debit, fisurile firului de păr care măsoară 0,1-0,25 mm pot crește până la 5-23 mm.

Astfel, peșterile carstice se caracterizează printr-o evoluție complexă, ale cărei caracteristici depind de o combinație de o varietate de factori care determină adesea abateri semnificative de la schema avută în vedere. Dezvoltarea peșterilor, dintr-un motiv sau altul, se poate opri sau reîncepe în orice stadiu morfologic și hidrologic. Sistemele complexe de peșteri constau de obicei din zone aflate în diferite stadii de dezvoltare. Astfel, în peștera Ishcheevskaya din Uralul de Sud se găsesc în prezent zone de la stadiul canalului până la valea carstică.

O caracteristică a multor peșteri este natura lor cu mai multe niveluri, nivelurile superioare fiind întotdeauna mult mai vechi decât cele subiacente. Numărul de etaje din diferite peșteri variază de la 2 la 11.

Distanța dintre două niveluri adiacente de peșteri cu mai multe etaje variază de la câțiva metri la câteva zeci. Prăbușirea bolților care separă podelele peșterii duce la formarea unor grote uriașe, atingând uneori o înălțime de 50-60 m (peșterile Krasnaya și Anakopiyskaya).

G. A. Maksimovici asociază apariția unei noi etaje cu ridicarea tectonică a zonei în care se află peștera. N.A. Gvozdetsky atribuie rolul principal în dezvoltarea peșterilor cu mai multe etaje în condiții de grosime mare a rocilor carstice mișcărilor în sus, pe care el le vede nu ca un factor perturbator, ci ca un fundal general pentru evoluția carstului. Potrivit lui L.I Maruashvili, natura pe mai multe niveluri a peșterilor poate fi determinată nu numai de ridicarea tectonică a masivului carstic, ci și de o scădere generală a nivelului oceanului (eustasy), care determină adâncirea intensă a văilor râurilor și o scădere rapidă. în nivelul circulaţiei orizontale a apelor carstice.

Nivelul este cel mai bine exprimat în peșterile din zonele de câmpie și de la poalele dealurilor, caracterizate prin ridicări tectonice relativ lente. În timpul formării peșterilor, se observă uneori o deplasare a axei galeriilor rupestre față de planul vertical original. Peștera Tsutskvatskaya este interesantă în acest sens. Fiecare nivel mai tânăr (dintre cele patru inferioare) al acestei peșteri este deplasat spre est în raport cu cel precedent și, prin urmare, secțiunea subterană a râului Shapatagele este situată în prezent mult mai la est decât în ​​timpul formării nivelurilor superioare ale peșterii. Deplasarea axei galeriilor rupestre este asociată cu înclinarea fisurilor tectonice la care sunt limitate cavitățile subterane.

Care este vârsta peșterilor carstice și ce semne pot fi folosite pentru a judeca începutul formării peșterii? Potrivit lui L.I Maruashvili, perioada de tranziție la stadiul de sinter-talus (galerie de apă) ar trebui luată drept începutul formării peșterii, deoarece în etapele anterioare ale dezvoltării sale, peștera nu este încă o peșteră. sensul obișnuit: este slab dezvoltată, apă complet umplută și complet impracticabil.

Pentru a determina vârsta peșterilor sunt utilizate diferite metode de cercetare, inclusiv paleozoologice, arheologice, datare cu radiocarbon și geomorfologice. În acest din urmă caz, nivelul hipsometric al peșterilor este comparat cu nivelurile formelor de suprafață. Din păcate, multe dintre aceste metode oferă doar o limită superioară a vârstei unei peșteri. Datele directe și indirecte demonstrează existența foarte îndelungată a peșterilor carstice, uneori durand multe milioane de ani. Desigur, vârsta peșterilor depinde în mare măsură de compoziția litologică a rocilor în care se formează și de situația fizică și geografică generală. Cu toate acestea, chiar și în formațiunile de sulfat (gips, anhidrit) ușor solubile, peșterile rămân foarte mult timp. Interesante în acest sens sunt peșterile de gips din Podolia, începutul formării lor datând din Miocenul superior. I. M. Gunevsky, pe baza caracteristicilor structurii geologice a teritoriului, a gradului de fracturare a rocilor, a naturii reliefului, a morfologiei cavităților subterane și a structurii formațiunilor sinterizate, identifică următoarele etape ale formării peșterilor Podolsk. : Sarmatul superior (începutul unei eroziuni intense profunde), Pliocenul timpuriu (caracterizat prin intensificarea proceselor verticale), Pliocenul târziu (procesele de circulație orizontală a apelor subterane prevalează asupra celor verticale), Pleistocenul timpuriu (procesele de formare a peșterilor ating intensitatea maximă) , Pleistocenul mediu (procesele de formare a carstului subteran încep să se estompeze), Pleistocenul târziu (acumularea de formațiuni minerale și chimiogene), Holocenul (acumularea de depozite bloc). Astfel, vârsta celor mai mari peșteri de gips din lume Optimisticheskaya, Ozernaya și Kryvchenskaya din Podolia depășește aparent 10 milioane de ani. Epoca peșterilor de calcar poate fi și mai semnificativă. Astfel, unele peșteri carstice antice din Lanțul Alai (Asia Centrală), care sunt de origine hidrotermală, potrivit lui Z. S. Sultanov, s-au format în timpul Paleozoicului superior, adică cu peste 200 de milioane de ani în urmă.

Peșterile antice sunt, însă, relativ rare, supraviețuind mult timp doar în cele mai favorabile condiții naturale. Majoritatea peșterilor carstice, în special în rocile sulfatice udate intens, sunt tinere, predominant cuaternare sau chiar holocene. Desigur, galerii individuale de peșteri cu mai multe niveluri construite complex s-au format în momente diferite și vârsta lor poate varia în limite semnificative.

Pentru cuantificarea cavităților carstice, G. A. Maksimovici (1963) oferă doi indicatori: densitatea și densitatea peșterilor carstice. Densitatea se referă la numărul de peșteri pe zonă de 1000 km 2, iar densitatea se referă la lungimea totală a tuturor cavităților din aceeași zonă convențională.

J. Corbel a propus să caracterizeze dimensiunea peșterilor carstice prin indicatorul de golire, calculat folosind formula

Unde V - volumul de rocă solubilă în care se dezvoltă peștera este de 0,1 km 3; L- distanta (pe plan) intre punctele extreme de-a lungul axei principale a sistemului de cavitati este de 0,1 km; J- distanta dintre cele doua puncte cele mai indepartate perpendiculare pe axa principala este de 0,1 km; N - diferența de cotă între punctele cele mai înalte și cele mai joase ale sistemului de peșteri este de 0,1 km.

Pentru a determina dimensiunea peșterilor, există și o altă metodă, care presupune calcularea volumului cavităților. Dacă cavitatea are o formă complexă, atunci ar trebui să fie reprezentată ca un set de diverse forme geometrice (prismă, cilindru, con plin și trunchiat, piramidă plină și trunchiată cu o bază de orice formă, bilă etc.), volumul de care se calculează folosind formula Simpson

Unde v - volumul figurii geometrice, m 3; h - înălțimea figurii, m; s 1, s 2, s 3 - zonele secțiunilor inferioare, mijlocii și superioare ale figurii, m 2. Testarea acestei metode de către speologii din Crimeea a arătat că erorile în calcularea volumului cavităților folosind formula lui Simpson nu depășesc 5-6%.