Оригинальное название: The Subterranean World

Пещеры представляют собой одни из последних истинных границ на Земле. Пещеры не являются статическими пустотами, а представляют собой динамические системы, сформированные водой, химией, тектоническими силами и биологической активностью на протяжении миллионов лет. Спелеология, междисциплинарное исследование пещер, объединяет геологию, гидрологию, биологию и археологию, чтобы понять эти подземные ландшафты. Пещеры служат естественными лабораториями, предлагая понимание истории климата, жизни экстремофилов и геологической эволюции планеты.

Географические атрибуты пещеры диктуют ее размер, форму, содержание минералов и экологическое значение. Некоторые формируются медленным растворением известняка слабокислой дождевой водой, процессом, известным как карстификация. Другие вырезаны коррозионной силой вулканических газов или неустанной энергией океанских волн. В этой статье исследуются несколько самых известных пещер в мире, изучая конкретные географические и геологические процессы, которые делают каждую из них уникальной.

Национальный парк Carlsbad Caverns

Расположенный в горах Гваделупе на юго-востоке Нью-Мексико, Национальный парк Карлсбадских пещер защищает пещерную систему, известную своими массивными камерами и деликатными спелеотемами.В отличие от типичных известняковых пещер, Карлсбад был образован в основном растворением серной кислоты, процессом, который создал крупнейшие подземные камеры по объему в Северной Америке.

Спелеогенез серной кислоты

Большинство известняковых пещер образуются, когда дождевая вода поглощает углекислый газ из атмосферы и почвы, создавая слабую углекислую кислоту. Эта кислота медленно растворяет карбонат кальция в корне. Карлсбад образуется через радикально другой химический путь. Газ сероводорода (H2S), образующийся в древних нефтяных и газовых резервуарах в Пермском бассейне, мигрировал вверх по разломам и трещинам. Когда этот газ смешивается с кислородсодержащими грунтовыми водами, он создает высококоррозионную серную кислоту. Эта кислота агрессивно растворяет известняк, вырезав обширные, нерегулярные камеры. Этот процесс известен как спелеогенез серной кислоты и отвечает за уникально объемные проходы, найденные в горах Гваделупе.

Большая комната

Большая комната представляет собой единую массивную камеру длиной почти 4000 футов, шириной 625 футов, высотой до 250 футов. Это самая большая пещерная камера, открытая для публики в мире. Масштаб этой камеры является прямым результатом агрессивного процесса растворения серной кислоты. Комната украшена высокими сталагмитами, такими как Гигантский купол и Скала веков, а также нежными сталактитами и соломинками соды. Эти спелеотемы образовались гораздо позже, в течение четвертичного периода, поскольку пещера стала более типичной вадозной (воздушной) средой.

Полет летучей мыши

Карлсбадские пещеры служат сезонным петухом для более чем 400 000 бразильских свободнохвостых летучих мышей. Летучие мыши мигрируют в пещеру каждую весну, чтобы родить и вырастить своих детенышей. Их ночное появление является захватывающим природным событием. По мере приближения сумерек летучие мыши спираль вверх в плотной колонне, перетекая из естественного входа в пещеру. Эта массивная биомасса представляет собой критический перенос энергии из окружающего ландшафта в пещерную экосистему, обеспечивая питательные вещества для пещерных беспозвоночных. Национальный парк Карлсбадских пещер был создан частично для защиты этой уникальной популяции летучих мышей. Для получения дополнительной информации о посещении и геологии парка посетите страницу Национального парка Служба Карлсбадских пещер .

Хан Шон Дюон

Расположенный в национальном парке Пхон Ня-Ке Банг в центральном Вьетнаме, Ханг Шон Дхун (пещера горной реки) признана крупнейшим известным пещерным проходом в мире по объему. Его открытие и исследование радикально расширили понимание того, насколько велика карстовая пещера.

Открытие гиганта

Пещера была впервые обнаружена в 1991 году местным фермером Хо Кханом. Однако она не была исследована до 2009 года, когда Хо Кхан возглавил команду из Британской ассоциации пещерных исследований (BCRA) к входу. Команда во главе с Говардом и Дебом Лимбертом обследовала пещеру и объявила ее самой большой известной в мире. Основной проход длиной более 5 километров, общим предполагаемым объемом 38,5 млн куб. м. Этот объем достаточно велик, чтобы содержать 40-этажный небоскреб в нескольких секциях.

Экосистема Долин и Джунглей

Две крупные долины, или разрушенные воронки, прорвали потолок пещеры, позволив вливаться огромному количеству солнечного света. Эти световые люки позволили уникальной экосистеме процветать глубоко внутри пещеры. Плотные джунгли теперь растут на свайных сваях под каждой долиной. В этих «пещерных джунглях» обитают саженцы, лозы и насекомые, которые редко встречаются за пределами пещеры. Самой известной из этих особенностей является Doline 1, который создает драматический луч света, который освещает пол пещеры и генерирует погодные условия, включая образование облаков, внутри самой пещеры. Биологическое значение этих изолированных карманов джунглей делает пещеру редким объектом изучения для экологов.

Подземная река и пещера жемчужины

Река Рао Тхюонг протекает через пещеру, выступая в качестве основного агента эрозии. Река вырезает глубокие каналы в известняке и создает массивные бассейны. Во время влажного сезона река может значительно подняться, изменив пол пещеры. Пещера также содержит огромные пещерные жемчужины. В отличие от небольших жемчужин размером с горошину, найденных в других пещерах, жемчужины в Ханг Шон Дхунг могут быть такими же большими, как бейсбольные мячи. Эти спелеотемы образуются, когда песчинка покрывается концентрическими слоями кальцита, растущими в неглубоких бассейнах, взволнованных капающей водой. Нетронутая природа пещеры позволила этим жемчугам вырасти до исключительных размеров. Подробное исследование этой пещерной системы было показано National Geographic.

Пещера Альтамира

Расположенная недалеко от Сантильяна-дель-Мар в Кантабрии, Испания, пещера Альтамира является одним из важнейших археологических объектов в мире.Его геологическое образование характерно для мелкой карстовой пещеры, но его географическое значение определяется непревзойденным доисторическим искусством, сохранившимся на его стенах и потолках.

Геологическая установка

Пещера представляет собой относительно небольшую систему, протяженностью около 270 метров. Она состоит из ряда камер и проходов, образованных растворением известняковой породы грунтовыми водами в течение плейстоцена. Пещера неглубокая, потолок часто находится в пределах нескольких метров от поверхности. Эта близость к поверхности позволила ранним людям легко получить доступ к жилью и ритуальной деятельности. Известняк в регионе богат карбонатом кальция, обеспечивая стабильное, качественное полотно для покраски.

Полихромные шедевры

Потолок главной камеры, часто называемый «Сикстинской капеллой доисторического искусства», покрыт яркими полихромными картинами. На этих изображениях изображены зубры, лошади, олени, дикий кабан и абстрактные символы. Художники использовали естественные контуры и волнистые отложения поверхности породы, чтобы придать животным трехмерный вид. Основными пигментами были охра (оксиды железа) для красных и желтых, а древесный уголь для черных. Эти картины преимущественно связаны с магдалианским периодом, датируемым примерно 12 000 — 17 000 лет до настоящего времени. Некоторые ручные трафареты в пещере могут быть значительно старше, приписанные культуре Солютре (около 22 000 лет).

Открытие и репликация

Пещера была открыта в 1879 году археологом-любителем Марселино Сансом де Саутулой и его дочерью Марией. Художественная изощренность картин была первоначально встречена интенсивным скептицизмом со стороны научного сообщества, которое не могло поверить, что доисторические люди обладали таким передовым художественным мастерством. Только после открытия подобного искусства на других объектах, таких как Ла Мадлен во Франции, была принята подлинность Альтамиры. Пещера теперь является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО. Из-за повреждения, вызванного углекислым газом, влажностью и бактериями от посетителей, оригинальная пещера закрыта для широкой публики. Высокоточная копия пещеры и музея, Музей Альтамиры, был построен рядом, чтобы позволить посетителям испытать искусство, не повреждая хрупкие оригиналы. Обозначение ЮНЕСКО для сайта можно пересмотреть здесь .

Пещера Лечугилья

Обнаруженная в 1986 году в национальном парке Карлсбад-Кавернс, пещера Лечугилья является одной из самых нетронутых и научно значимых пещер в мире.Его изолированное расположение и уникальная геологическая история сохранили подземную пустыню необычайной хрупкости и красоты.Эта пещера строго закрыта для всех посетителей и посещается только утвержденными научными исследовательскими группами.

Нетронутый научный заповедник

Лечугилья имеет схожее с Карлсбадскими пещерами происхождение образования серной кислоты, но её проходы миллионы лет оставались совершенно нетронутыми человеческим вмешательством. Пещера известна своей крайней вертикальностью, с глубокими валами и узкими проходами, ведущими к обширным камерам. Вход представлял собой небольшой, плотный ползунок, который был полностью раскопан только в 1986 году. С тех пор было нанесено на карту более 150 миль прохода. Отсутствие возмущений сохранило необычайный рекорд осаждения минералов и геомикробиологической активности.

Необычные минеральные образования

Пещера славится своими редкими и нежными спелеотемами. К ним относятся гипсовые люстры (крупные, кристаллические образования селенита), гидромагнитные шарики (тонкие, полые сферы минерала, которые могут вырасти до размеров футбольных мячей), бильярдные пальцы (необычные, похожие на пальцы проекции, которые растут под водой в минеральных бассейнах) и рустиклы (формации оксида железа, которые напоминают сосульки). Эти образования невероятно хрупкие и развивались миллионы лет. Накопление такого разнообразного массива редких минералов делает пещеру высокоприоритетным местом для исследователей, изучающих геохимию.

Геомикробиология и экстремофилы

Лечугилья стала ключевым местом для изучения экстремофильных микроорганизмов. Бактерии и археи были найдены живущими на отложениях серы, марганца и железа глубоко в пещере. Эти микробы выживают в совершенно темной, бедной питательными веществами среде, получая энергию от химических реакций со скалами (хемолитотрофия). Изучение этих организмов дает гипотезы о том, как жизнь может выжить на других планетах, таких как Марс или ледяные спутники Юпитера и Сатурна. Страница Национального парка Лечугилья предоставляет более подробную информацию о текущих исследовательских инициативах.

Другие известные пещерные системы

Помимо четырех основных систем, описанных выше, другие пещеры по всему миру демонстрируют замечательные географические экстремумы и уникальные биологические адаптации.

Пещера мамонтов

Расположенная в южно-центральном Кентукки пещера Мамонта является самой длинной известной пещерной системой в мире, с более чем 426 милями нанесённых на карту проходов. В отличие от сернокислых систем Нью-Мексико, пещера Мамонта является классической речной карстовой системой. Она была образована потоком Грин-Ривер, растворяющим известняк под защитным слоем песчаникового помёта. Этот помёт препятствовал слишком быстрому растворению известняка, позволяя формировать обширные, многоуровневые сети сухих и влажных проходов. Пещера известна своими огромными вертикальными валами (ямными камерами) и широкими плоскими проспектами. Она поддерживает разнообразную экосистему адаптированных к пещерам рыб и беспозвоночных.

Вайтомо Глоучервь Пещеры

Пещеры Вайтомо Глоучер на Северном острове Новой Зеландии представляют собой небольшую, но экологически интенсивную карстовую систему. Они славятся наличием светлячка Arachnocampa luminosa, вида грибкового комара. Личинки этого вида крутят липкие шелковые нити с потолка и используют биолюминесценцию для привлечения добычи в нити. Это создает потрясающий естественный световой дисплей на потолке пещеры. Пещера была сформирована в известняке олигоцена, а ее проходы были сформированы подземной рекой. Светящиеся черви зависят от стабильной, влажной среды пещеры и потока воды, который приводит насекомых в систему. Для получения дополнительной информации об этой уникальной биологической системе посетите официальный сайт Waitomo Caves.

Пещеры как архивы будущего

Пещеры не являются статичными геологическими реликвиями. Они являются активными компонентами системы Земли, служащими критическими архивами прошлых климатических условий. Спелеотемы, такие как сталагмиты и проточные камни, выступают в качестве естественных датчиков дождя и температурных рекордеров. Анализируя слои кальцита и изотопы кислорода и углерода, попавшие в них, ученые могут реконструировать модели осадков и изменения растительности в течение сотен тысяч лет. Это исследование жизненно важно для понимания динамики глобальных климатических циклов.

По мере продолжения исследований, новые пещеры открываются каждый год. Технология LIDAR и проникающий в землю радар помогают исследователям выявлять потенциальные пещерные системы, скрытые под густыми джунглями и ледяными щитами. Сохранение этих хрупких систем становится все более важным. Посещение человеком может навсегда изменить химию пещер, уничтожить тонкие образования и ввести инвазивные виды. Сбалансировка научных исследований с сохранением является центральной проблемой для области спелеологии в 21 веке.