Из высказывании Чинь-Юаня

Как мы уже говорили, наука о пещерах — спелеология, зародилась более столетия тому назад. Однако чем больше нам становится известно об этих удивительных образованиях природы, тем больше возникает вопросов, подчас трудноразрешимых. За истекшее время ученые-спелеологи не раз пытались решить их, предлагая схемы развития пещер, которые, казалось бы, описывали все особенности эволюции подземных дворцов. Но по прошествии некоторого времени оказывалось, что эти схемы не в силах охватить многообразие подземного мира с его многоликим ландшафтом. В свете сказанного мы не стали мудрствовать лукаво, а изложили в этой главе вкратце те многочисленные факты, которые сомнения не вызывают.

На земном шаре существует многообразие пещер. Они могут образовываться в растворимых породах-известняках, доломитах, гипсах, ангидритах соли, мраморах. О таких пещерах мы уже говорили в начале книги, они называются карстовыми. Пещеры развиваются также в слаборастворимых и практически нерастворимых породах — гранитах, сиенитах, вулканических туфах, суглинках, супесях, льде, джаспероидах. На территории Тянь-Шаня известны пещеры в сиенитах на Сусамырском хребте. И если вам когда-нибудь придется проезжать Чичканское ущелье, при выезде из него вы непременно обратите внимание на ячеистую поверхность массивных обнажений сиенита. Это увлекательнейшее зрелище. Кажется, что кто-то старательно, не считаясь с силами и временем, высверлил эти многочисленные отверстия в прочной поверхности камня.

Есть у нас и другие пещеры, затерянные в голубой толще заоблачных ледников. Они фантастически красивы, но и безумно коварны. Самая большая ледниковая пещера, из обследованных нами, длиной около 2 км располагается на небольшом леднике Кашкасу-Каракия, что лежит на южном склоне Киргизского хребта, вблизи поселка Кочкор.

Горнякам Хайдаркана и Кадамджая не раз приходилось сталкиваться с пещерами в джаспероидах, которые осложняют их и без того нелегкий труд. Многочисленны также пещеры в супесях и суглинках, выстилающих Иссык-Кульскую, Чуйскую и другие долины Тянь-Шаня, хотя размеры их, по сравнению с карстовыми, скромны. Каждая из этих пещер обладает своеобразием и возникла в толще Земли, благодаря не похожим друг на друга процессам.

Давайте, однако, остановимся подробнее на карстовых пещерах, которые имеют большие размеры, широко распространены в наших горах и естественно служат основным объектом паломничества спелеологов и спелеотуристов. Большинство этих пещер рождены водой, которая, попадая на растворимые породы, проникает в мельчайшие и крупные трещины, разъедает их изнутри и выносит растворенный и разрушенный материал. В результате этого массивы, сложенные растворимыми породами, оказываются пронизаны многочисленными маленькими и большими ходами, по которым циркулирует вода. Мощь водных потоков может возрастать а вот они уже начинают размывать податливые породы. Так, в самом первом приближении можно представить картину рождения пещер. Но интересны и более детальные подробности жизни пещер.

В 1962 году известный ученый-геолог Д. С. Соколов предложил и обосновал четыре необходимых и достаточных условия развития карста и, соответственно, пещер, как одного из проявлений карста. К ним он отнес наличие карстующихся пород, трещиноватость и проницаемость, движущиеся воды, способность этих вод растворять породу.

Таким образом рождение пещер сводилось к простому набору этих факторов. Соблюдаются эти условия — есть пещеры, не соблюдаются — нет. Нам показалось тогда это гениально простым и главное весьма удобным. Простота и удобство подкупали, и мы принялись за работу. Дело оставалось за малым: с десяток-другой экспедиций, анализов, экспериментов, и, как мы надеялись, проблема образования пещер Киргизии будет решена.

Шли годы, начинались и заканчивались экспедиции, количество прочтенных книг увеличивалось по экспоненте, также увеличивался накопленный материал.

Мы подсчитали, что карстующиеся породы занимают в Киргизии 24,5 тыс. км2 и что на долю карбонатных приходится 19,3 тыс. км2, гипсы и засоленные породы слагают 5,2 тыс. км2, составляя меньшинство. Основное количество известных пещер располагается в известняках и поэтому в дальнейшем мы переключились на исследование именно

этих отложений и пещер.

Известняк почти полностью состоит из кальцита продукта химической связи окиси кальция (СаО) и двуокиси углерода (СО2). Если же в породе вместе с окисью кальция присутствует достаточно большое количество окиси магния, она называется доломитом. В течение геологической истории развития Тянь-Шаня известняки отлагались здесь не-

однократно в теплых солоноватых морях силура, девона,

карбона, палеогена.

В спелеологических экспедициях мы обратили внимание на то, что в одновозрастных известняках, казалось бы совершенно одинаковых, в одном случае мы находим пещеры, а в другом — нет. Исследование химического состава известняков показало, что пещеры чаще всего формируются в породах, где содержание карбоната кальция или магния превышает 90%. Оказалось также, что интенсивнее всего пещеры развиваются в массивных и грубослоистых известняках, тогда как в листоватых и тонкослоистых разностях они встречаются редко. Анализы объяснили это большим количеством нерастворимого остатка пылеватой и глинистой фракций, замедляющего процесс развития пещер путем закупоривания микротрещин в тонкослоистых известняках.

Однако впереди нас ждало еще более интересное открытие. Распределив около 300 пещер Киргизии, как показано на рисунке, мы были неожиданно удивлены. Ведь из этого рисунка видно, что количество пещер увеличивается с омоложением толщ, в которых они развиваются! Так, к известнякам каменноугольной системы приурочено 195 полостей, далее следуют девонские, силурийские и ордовикские отложения. Вскоре мы разгадали и эту загадку. В специальных научных работах, посвящённых химизму карстовых процессов сказано, что растворимость известняков резко возрастает при содержании в них карбоната кальция более 98%. Поэтому мы опять провели химические анализы известняков Киргизии. Оказалось, что среднее содержание карбоната кальция в известняках палеозоя понижается с увеличением их возраста. Так мы пришли к выводу, что это и послужило одной из главных причин интенсивного развития пещер в верхнепалеозойских известняках Киргизии, по сравнению с более древними аналогами. Вернее, к этому выводу нас подтолкнул наш коллега Валентин Сгибнев.

Однажды был поздний вечер и сложный набор анализов, усталости и только что построенных графиков распределения карбоната кальция в разновозрастных известняках. Работать дальше не хотелось. Ведь в последний месяц наши жены стали забывать, как мы выглядим, а мы стали забывать, что кроме книг, приборов, анализов за стенами института существует такой прекрасный, бурлящий жизнью мир.

Итак, мы тупо смотрели на построенные графики — что бы это могло означать? Решили закурить. К нам подошел Валентин, и выслушав сетования по поводу никчемности жизни и графиков сказал: «Мужики, да здесь же все ясно!» И нам действительно стало ясно, а потом радостно. Ведь мы увязали в логичную картину неподдающиеся объяснению разрозненные факты. А главное — поняли, почему пещеры охотнее развиваются в молодых известняках. Правда, из графиков мы получили очень интересную гипотезу: выходило так, что природа с каждым десятком миллионов лет жизни Земли отлагала в океанах все более чистые и чистые известняки. Это нам показалось почти фантастикой и, честно говоря, несколько смущало.

Однако спустя два месяца, читая эти бесконечные специальные книжки, мы натолкнулись на статьи американского и советского геологов, которые сделали такой же вывод по известнякам Русской и Северо-Американской платформ. В итоге оказалось, что мы «открыли» колесо, правда, на материалах Тянь-Шаня.

Тем временем, работа шла дальше. Оказалось, что не только химический состав влияет на распределение и развитие пещер, но в значительной мере в этом «повинна» и тектоника. Мы уже говорили, что пещеры развиваются в породах в результате движения вод по трещинам, которые распределены в массивах в зависимости от их структурных особенностей. Основная часть пещер располагается вблизи осевых частей аниклиналей или тектонических разломов— наиболее трещиноватых участков гор.

Известняк тверд, но хрупок и при механическом воздействии растрескивается на серии блоков. Способность известняка к дроблению и последующему залечиванию трещин повышается от тонкослоистых разностей к массивным. Мелкая трещиноватость и особенно более крупные трещины интенсивнее образуются в массивных, сплошных известняках.

Наблюдения, проведенные в карстовых массивах Туркестанского, Алайского хребтов и во Внутреннем Тянь-Шане, показали, что развитие трещиноватости зависит от плотности породы. Так, наибольшая трещиноватость встречается в мраморах и мраморизованных известняках. Весьма интересные сведения мы получили при изучении трещиноватости в складчатых и разрывных структурах известняковых массивов. Так, зональная трещиноватость в пределах отдельных тектонических блоков достигает максимальных значений вблизи тектонических трещин, уменьшаясь к 10—15 метру от трещины, а в простых складчатых структурах трещиноватость уменьшается к 200—250 метру от оси складки.

Это позволило сделать несколько выводов о влиянии тектонических структур на развитие пещер. Так, в простых складчатых структурах чаще всего пещеры образуются в зоне шириной до 250 метров, примыкающей к оси складки. В случае разрывных нарушений благоприятной является зона, примыкающая к тектоническому шву шириной до 15 метров. Развитие гротов и ниш в приповерхностных частях массивов наиболее интенсивно происходит до глубины 10—15 метров.

Планы пещер зачастую совпадают с основным направлением трещиноватости пещерного блока. Так, например, изучение трещиноватости пещеры Чиль-Устун, привело нас к выводу о том, что основная роль в формировании этой полости, принадлежит тектонической трещиноватости, другие же типы трещинучаствовали в дооформлении морфологии пещерных гротов. Подобные исследования, проведенные в пещерах Подолин, Сибири, Кавказа, Крыма, Урала подтверждают правомерность такого вывода. Интересен в этом отношении один из наиболее изученных к настоящему времени массивов Киргизии — Туя-Муюн. При проведении исследований мы обнаружили здесь десять карстовых пещер длиной от 10 до 400 метров. Привязка этих полостей к геологической карте показывает, что все они развиты либо на пересечении тектонических нарушений, либо по тектоническим нарушениям. То есть, своим возникновением они обязаны деятельности подземных вод, циркулировавших в приразломных зонах повышенной трещиноватости.

Вопросами формирования и эволюции карстовых пещер занимались многие отечественные и зарубежные спелеологи и карстоведы. На наш взгляд, к настоящему времени наиболее полно эти вопросы нашли отражение в работах известного советского спелеолога, председателя комиссии спелеологии Научного совета по гидрогеологии и инженерной геологии АН СССР, профессора В. Н. Дублинского. По его мнению карстовые пещеры возникают в результате деятельности нескольких геологических процессов; коррозии, эрозии, гравитации и таянии снега. В соответствии с этим он выделяет три класса пещер — коррозионно-гравитационные, нивально-коррозионные и коррозионно-эрозионные.

А какие же пещеры мы исследуем в Киргизии? И приемлема ли эта классификация для нашей территории? Это был далеко не праздный вопрос особенно для спелеотуристов. Ведь принадлежность пещеры к тому или иному классу говорит о многом и, в частности, о том, какой длины или глубины может быть та или иная полость. Мы могли уже решить этот вопрос — материала хватало. Проведя предварительный анализ, поняли, что классификация В. Н. Дублинского нас устраивает. Лишь один существенный для нашей территории момент в ней отсутствовал: она не учитывала деятельности термальных вод, которые сформировали многочисленные пещеры в Южном и Срединном Тянь-Шане. Эти воды имеют температуру 250—20°С и минерализацию 2—25 г/л. В них часто присутствуют углекислый газ и сероводород. К карстовым массивам они подходят по разломам, поднимаясь из больших глубин. Известно, что вода при температуре 100°С должна превращаться в пар. Это верно, но верно только для нормальных условий земной поверхности, а ведь в приразломных зонах вода движется под давлением на много порядков превышающем поверхностное. Это и делает возможным существование воды с такой температурой. Все это побудило нас выделить гидротермальные процессы в качестве одного из основных факторов рождения пещер.

Разумеется, что большинство полостей могло образовываться в результате воздействия нескольких факторов. Скажем, пещеру образовывают термальные воды, затем в нее попадают холодные, и, в связи с этим она несет на себе печать обоих типов вод, а, следовательно, эта пещера может быть отнесена к смешанному классу. Кроме того, как мы уже говорили, на форму пещеры оказывают определенное влияние породы, в которых она развивается, и тектоника. Все это мырешили учесть привыделении типов полостей.

В результате этой работы мы определили критерии классификации, тем самым дав возможность спелеотуристам определять тип и класс пещер, а это позволит правильно направить дальнейшие поиски. В общем виде классификация пещер Киргизии выглядит следующим образом.

Полости коррозионно-гравитационного класса развиваются по трещинам бокового отпора, оперяющим склоны долин, тектонические и структурные уступы массивов. Пещеры обычно располагаются в 10—150 метрах от края обрыва в случае крутопадающих пластов известняка и до 300 метров при пологонаклонном падении пластов. Общее количество полостей свыше 200. Наиболее широко развиты трещинные пещеры, располагающиеся вдоль водоразделов и, главным образом, на склонах массивов. Они обычно имеют простую, линейно-вытянутую или извилистую форму. В случае заложения вкрест простирания пластов, пещеры приобретают вид камер или гротов. Исключение составляют пещеры, развитые по тектоническим трещинам, когда полость, развитая вкрест простирания пород линейно вытянута. Коррозионная проработка полостей обычно незначительная. Дно пещер, расположенных в среднеплитовых и листоватых известняках, выстилают грубообломочные отложения, в остальных случаях пол перекрыт суглинистыми и супесчаными толщами мощностью до 2,3 метра.

Трещинные колодцы характеризуются сравнительно простой морфологией и имеют вид мешка. В глубине полости заканчиваются непроходимыми клиновидными щелями. На разной глубине они перегорожены глыбовыми завалами. Часть пещер драпирована натечными образованиями. Длина или глубина полостей этого класса достигает первых сотен метров, объем — 3,5 тыс. м3.

Полости коррозионно-эрозионного класса располагаются в различных частях массивов, тяготея к древней или современной эрозионной сети. Они имеют большие размеры, чем полости других классов. Отличаются сложным строением, что связано с их приуроченностью к зонам тектонической раздробленности.

Интересными образованиями являются спирально закрученные шахты-поноры, состоящие из каскада колодцев глубиной 5—75 метров, соединенных горизонтальными галереями, ориентированными параллельно пли под углом к тектоническим нарушениям. Их возникновение связывают с турбулентным движением вод, воздействующих на известняки путем коррозии и эрозии. Располагаются они обычно на водоразделах и склонах долин. Проработка ходов пещер происходила по падению и простиранию известняков, что придает им вид каскадов. Дно полостей выполняют разнозернистые отложения при преобладании суглинисто-супесчаных покровов. Широко развиты натечные образования. Объем крупнейших шахт-поноров достигает 3,6 тыс. м3, глубина —240 метров.

Пещеры-поноры располагаются на днищах и склонах карстово-эрозионных долин, на плато и вдоль внешних склонов эрозионных долин, залегая по напластованию известняков. Морфология полостей простая в случае залегания вдоль одной плоскости тектонического нарушения и весьма сложная, в случае залегания в слоистых, тектонически раздробленных известняках. Если же кроме этих условий прослеживается и смена состава пород в пределах разных тектонических блоков или высотных горизонтов, полость приобретает характер объемного лабиринта. Длина пещер-поноров иногда превышает 3 км, объем —94 тыс. м3. Это самые крупные из известных полостей Тянь-Шаня.

Вскрытые пещеры обычно имеют простую морфологию и расположены в приводораздельной или склоновой части массива /пещера Сюрприз/. Они состоят из ходов различного генезиса. Горизонтальные части являются фрагментами палеодрен или современными дренами. Вертикальные — следствием провалов, возникающих в результате эрозионной деятельности водотоков. Морфологические особенности полостей обуславливаются геолого-структурными условиями пещерных блоков. После вскрытия пещер особенно в сульфатных массивах, происходит интенсивная проработка стен провала инфлюационными водами. Длина их невелика, до 196 метров, объем — до 3,2 тыс. м3.

Пещеры-источники располагаются у подножия горных массивов. Они представляют собой каналы древних и современных карстовых дрен. Залегают обычно в массивных и слоистых известняках, отличаясь простой морфологией, обусловленной характером питания, размерами водосборов и структурно-литологическими особенностями (пещера Кыз-Коргон). Наиболее простые по морфологии — полости инфильтрационного питания, состоят из постепенно суживающегося канала, от которого отходят мелкие закарстованные трещины. Сложные полости приурочены к тектонически раздробленным блокам. Длина пещер-источников доходит до 960 метров, объем — до первых тысяч м3.

Гидротермокарстовые пещеры располагаются обычно на склонах массивов и представлены тремя типами.

Пещеры-щели, заложенные по проработанным коррозией тектоническим трещинам, представляют собой объемные лабиринты. Расположение ходов хорошо коррелируется с направлением трещиноватости пещерного блока. Ходы этих полостей характеризуются овальными, элипсовидными, редко щелевидными сечениями. Типичным представителем полостей этого типа является пещера Победная, длина которой доходит до 1480 метров. В верхней части она подверглась коррозионной проработке инфильтрационными водами. Вторичные образования пещеры представлены редкими кораллитами.

Пещера «Сюрприз»

Пещеры-сферы состоят из радпально ветвящихся ходов со сферическими камерами. Сечения ходов округлые, редко эллипсовидные. Стены и потолок на отдельных участках покрыты кристаллами кальцита больших размеров, частично корродированных инфильтрационными водами. Длина крупнейших пещер — первые сотни метров.

Пещеры-камеры представлены одной или несколькими камерами — залами, вскрытыми провалами или боковой эрозией. Они свойственны только гидротермокарсту (Кал-мык-Ункур, Виноградная и др.). Удельный объем пещер-камер, в отличие от других типов, всегда более 100 м3 (Петрова — 230, Баритовая —112).

Закончив разработку классификации пещер, мы поставили перед собой следующую, более сложную задачу, решение которой было необходимо для понимания процесса развития карста в различных высотно-климатических поясах Тянь-Шаня. В экспедициях обращали на себя внимание различия в типах карста и пещер, расположенных в разных высотных поясах. Эти различия хорошо видны на рисунке карстовой поясности Тянь-Шаня (см. вклейку в конце книги). На интенсивность развития пещер большое влияние оказывает вода, ее состав, количество и способность к растворению породы. Количество влаги, выпадающей в горах, изменяется с высотой местности — чем выше, тем больше осадков следует ожидать. Это становится понятным из графика III б. Но как оказалось, не всякая вода способна активно растворять известняк, а лишь та, которая содержит достаточное количество углекислоты. Основным поставщиком углекислоты в воды Тянь-Шаня является почвенно-растительный покров, меняющийся с высотой гор. На графике III а показано содержание углекислоты, в почвах лежащих на разных высотах, на основании чего можно сделать вывод о том, что быстрее всего будут образовываться пещеры водами, выпадающими на высотах 2000—2700 метров. Это подтвердили и многочисленные наблюдения за изменением денудаций — количества растворенного и вынесенного водами известняка — график II. Однако распределение пещер по высотным поясам явно не согласовывалось с двумя предыдущими выводами. Здесь — на графике I — основное количество пещер приходилось на высотный интервал 1000—2000 м. Что это — ошибка? Не должно быть! А может быть, в этом повинна история геологического развития гор? К тому времени мы уже знали, что пещеры существовали и раньше — за сотни миллионов лет до нашего времени, знали и даже видели эти реликты геологического прошлого в экспедициях. Но одно дело видеть, другое — изучить. Пришлось заняться палеогеографией и палеотектоникой, то есть географией и тектоникой далекого прошлого Тянь-Шаня. Сейчас, по прошествии времени, можем сказать, что это были счастливейшие годы нашей работы. Мы словно обрели чудесную машину времени. Перед нашим взором протекали миллионолетия. Вставал суровый вендский облик Тянь-Шаня, изрезанный глубокими ледниковыми долинами, и мы наблюдали, как возникали и гибли пещеры. Казалось, совсем недавно мы парили над бескрайним протерозойским морем, прародителем первых толщ известняков, бродили по невысоким островам, не замечая углекислой атмосферы, и с удивлением наблюдали как струйки кислотного дождя съедают и делают ноздреватым такой прочный в наше время известняк, и он растворяется в потоках воды, как кусочек сахара в стакане. Но вот мы стали замечать первые стаи неуклюжих, панцирных рыб в голубой толще силурийского моря. Они так забавно и пугливо прятались в подводных пещерах у кромки архипелага. На наших глазах рушились старые горы, росли новые, отступали и наступали моря, менялся климат. В знойном засушливом девоне мы любовались вулканическими нагорьями, красотой огнедышащих лавовых рек. Скрывались в небольших с трудом растущих пещерах от вулканического пепла и ждали лучших для развития пещер времен. Отдыхали в тропиках карбона и наблюдали как на Туркестано-Алайском архипелаге в пещерах и карстовых долинах образуются залежи сурьмы и бокситов. Время открылось нам, и мы летели под бесконечноменяющемся небосводом сквозь грохот катаклизмов и мерцание звезд.

Потом наступила великая сушь, исчезли горы, стало немного скучно. На смену палеозою пришел мезозой. Как весело было бродить по юрским джунглям в живом лесу среди леса каменного, созданного всемогущей водой из светло-серого известняка. То здесь, то там пещеры встречали нас широко распахнутыми глазами входов.

Был интересен и мел, но больше обилием живности — рептилиями и гигантскими движущимися башнями динозавров. А приблизившись к кайнозою, мы наконец поняли, почему не увязывались эти графики, почему охотнее пещеры развиваются в среднегорье, а большее их количество мы встречаем в низкогорье. Но прежде хотелось бы сказать о том, что вернувшись из путешествия, которое нам подарили палеогеография и палеотектоника, мы обнаружили, что пещеры на протяжении нашего путешествия развивались по-разному. Самым удивительным было, что они почти прекращали развиваться на рубежах геологических эр.

В кайнозое же, наметившемся еще в предыдущую эру, поднятия будущих хребтов начали бурно расти. В их недрах скрывались пещеры, родившиеся недавно и сотни миллионов лет тому назад. Древние толщи неумолимо тянулись к небу. И в это же время небо пыталось усмирить их торопливость. Бесконечные потоки вод разрушали выросшие совсем недавно гребни, а вместе с ними гибли и пещеры. Они сохранялись только там, где земля не вступала в спор с небом и оставалась недвижимой, либо если и вздымалась, то незаметно, обманывая недремлющее око неба.

На этом мы завершим наш небольшой рассказ о рождении и жизни карстовых пещер Тянь-Шаня.

Нам приходилось бывать и на ледниках, куда мы попадали в поисках карстовых пещер. Бродя по ледникам мы обратили внимание на то, что бегущие по ним реки и ручьи зачастую исчезали в зияющих отверстиях... пещер, возникших в голубой толще льда. И у нас появилось естественное желание разобраться в жизни этих удивительных образований. Литература разочаровала нас. Оказалось, что процесс формирования таких пещер меньше изучен, чем образование карстовых полостей и это понятно, ведь их исследования сопряжены с гигантскими трудностями и большим риском. Но с другой стороны, перед нами открывалось бескрайнее поле научного поиска, открытий. С большими надеждами взялись за работу. Опять были экспедиции, сбор материала и его обработка. Стали вырисовываться определенные закономерности в развитии ледяных пещер. Мы узнали, что они обычно закладываются в абляционной зоне ледников, ниже ригелей, если они существуют, или по системам трещин на абсолютных высотах 3200—3800 метров. Зрелые пещеры характеризуются 2—3 этажным строением. Так же, как и у карстовых, сетка пещерных ходов в целом совпадает с сеткой основных трещин ледника, а крупные гроты и галереи чаще всего бывают в нижних этажах.

Наблюдения за климатом пещер показали, что температура воздуха колеблется от 2 до 8°С в течение года и даже зимой, когда на поверхности ртутный столбик падает до — 40°С и над скалистыми гребнями гор бушует пурга, здесь, в пещерах, сравнительно уютно и тепло. Зимой здесь нет промозглой сырости и укрощают свой строптивый нрав подледные реки. И в трескучие морозы даже приходится перебарывать себя, чтобы выйти из пещеры на поверхность, и утопая в снегу, пробраться «домой» — в невысокую снежную хижину- иглу, которую приходится строить каждый раз в зимних экспедициях.

По мере накопления материала и наблюдений наша убежденность в сходстве ледниковых и карстовых пещер росла. Здесь были похожи не только формы гротов, галерей, колодцев, но даже и сталактитов, сталагмитов, кораллитов. Это было удивительно.

Минуло пять лет, в течение которых были проведены сложные, а порой рискованные экспедиции на многих ледниках Киргизии. Счет обследованных ледниковых пещер приближался к 20. И мы, обобщив и обработав многочисленные факты из жизни ледниковых пещер, решили построить схему развития этих полостей. А для того, чтобы нам легче было разрабатывать схему мы начали с условий, которые необходимы для возникновения пещер в ледниковой толще. Их оказалось четыре, как и у Д. С. Соколова, вот они:

Первое условие — существование фирново-ледовой толщи. Имеющиеся данные говорят, что для формирования многоэтажных ледниковых пещер необходимо наличие 20— 30 метрового слоя льда. Такую мощность имеют практически все ледники долинного типа, расположенные в Северной Киргизии. Здесь она распределена следующим образом — в языковой части колеблется от 5 до 15 метров. Затем, быстро нарастая, достигает в центре 50—80 метров и уменьшается в зоне аккумуляции до 20 метров.

Второе условие — трещиноватость, кавернозность, пористость ледников. Глубины трещин варьируют в широких пределах, от 3 до 50 метров, когда они соизмеримы с мощностью ледника. Проведение бурения, радиолокации и электроразведки позволило выявить трещиинокавернозные зоны на глубинах 20—40 метров.

Третье условие — движение вод. Гидрографическая сеть ледника представляет собой сложную гидравлическую систему. Гидродинамическая зональность ледниковых вод наиболее полно разработана Г. Н. Голубевым. Рядом ученых она отождествляется с зональностью карстовых вод.

Четвертое условие — температурная агрессивность вод. Она оказывает большое влияние на формирование поверхностных форм рельефа, но при инфлюации вод их температура резко падает до 0,9—0,2°С. О влиянии температуры вод на развитие ледниковых пещер мы можем судить лишь косвенно, так как специальных работ в этом направлении не проводилось.

При сочетании перечисленных условий возможен процесс развития ледниковых пещер, который в каждом конкретном месте зависит от многих факторов и изменяется во времени.

После этого мы приступили к схеме развития ледниковых пещер, в основу которой были положены изменения в их морфологии и гидродинамика ледника, а также схемы развития карстовых пещер. Всего было выделено пять стадий развития пещер (см. вклейку).

1.Трещинно-щелевая стадия протекает в зоне аккумуляции ледника, характеризуется возникновением трещин на контакте ледника с его ложем. Размеры трещин варьируются в пределах 2—15 см. Здесь же происходит формирование щелей. В теле ледника появляются неглубокие, периодически залечивающиеся трещины, по которым талые воды проникают в тело ледника и интенсивно разрабатывают трещины и щели. Эту стадию можно наблюдать практически на всех ледниках Северной Киргизии. Однако на отдельных ледниках, в связи со спокойным профилем ложа и небольшими скоростями движения ледника, дальнейшего развития пещер не происходит.

2.Трещинно-каналовая стадия. Ледник продолжает движение в зоне аккумуляции. На контакте с ложем формируются узкие, горизонтально вытянутые щели, большей частью труднопроходимые, размером до 0,3—0,4 метра. На этой стадии находится верхняя часть ледниковой пещеры Аксайская и система ледника Утреннего. Пол пещер выстилает несортированный, грубообломочный материал, зачастую вмерзший в лед.

3.Щелево-каналовая стадия наблюдается при переходе ледника в зону абляции. Характеризуется дальнейшим развитием нижнего этажа и появлением верхнего. Ходы нижнего этажа приобретают большие размеры, а в зонах существенной раздробленности возникают гроты, размер поперечника которых составляет 5—15 метров (пещеры Ангысайская, Утренняя). Ходы верхних этажей имеют щелевидный характер, они вырабатываются по вертикально падающим трещинам и имеют небольшие — до 0,5 метра сечения. На поверхности ледника появляются зияющие трещины (до 1 метра), перехватывающие почти весь водосток.

Отложения нижних этажей представлены аллохтонным и автохонным материалом, имеющим широкий диапазон частиц (0,01—500 мм).

4.Каналовая стадия. Активно формируется верхний этаж пещер.

Кровля нижнего, не выдерживая давления вышележащей толщи льда, начинает проседать и рушиться. На поверхности ледника образовываются крупные воронки и провалы, иногда сливающиеся во рвы. Размеры гротов достигают 30—40 метров длины и 20 метров высоты (пещеры Аксайская, Ангысайская). Эта стадия развития в той или иной мере выражена на большинстве ледников, имеющих зрелые пещеры.

5. Обвально-абляционная стадия протекает в забронированной части ледника и характеризуется обрушением кровли пещер. Это приводит к увеличению размеров существующих рвов и провалов... Заканчивается стадия таянием "языка ледника и его погребением под моренными отложениями. В этой стадии находятся пещеры ледников Тон, Аксай, Ангысай и др.

Продолжительность и активность отдельных стадий зависит преимущественно от ложа ледника, скорости его движения и климатических условий района. В целом картину развития пещер в ледниках можно понять из представленного рисунка.

Но на этом мы не закончили свои исследования. Для того, чтобы убедиться в правильности выводов мы провели ряд экспериментов по моделированию ледниковых пещер. Эксперименты прошли успешно и после этого сомнений не осталось. Можно твердо говорить, что ледниковые пещеры — это как бы родственники карстовых, только жизнь их существенно меньше, и по геологическим меркам, подобна огненному росчерку метеорита. А это позволит в свою очередь полнее разобраться в жизни карстовых пещер. Ведь то, что протекает в карбонатных массивах миллионами лет — в ледниковой толще пролетает в течение нескольких месяцев.

На этом мы заканчиваем главу. Думаем, что прочитав ее, вы в какой-то степени приоткрыли завесу, окутывающую тайну рождения пещер. Быть может, кому-нибудь захочется самому заняться этим увлекательным и сложным делом — разгадкой рождения и жизни удивительных созданий природы. Можем твердо вас уверить, что в этом случае вас ждет много новых, неожиданных открытий, к которым приведут вас подземные лабиринты.

Дата добавления: 2015-09-01