Россия подземная. Неизвестный мир у нас под ногами.

3. Где и как природа создает пещеры.

…По сравнению с мировой спелеологией в нашем Отечестве широкие поиски и изучение пещер начались с почти полувековым запозданием. То есть до Октябрьской революции все было на очень низком уровне — научная спелеология только зарождалась, а вот потом… В сталинское время разрешались и поощрялись занятия лишь видами спорта, имеющими военно-прикладное значение (скажем, альпинизм и горный туризм, лыжные походы…). На государственном уровне изучение подземелий почти не велось (как и сейчас) — видимо, в связи с отсутствием практической отдачи. Говорят, нередко входы в даже необследованные пещеры просто взрывали — дабы лишить приюта всяческих "асоциальных элементов"…

Однако с конца 50-х годов наши спелеологи стремительно стали наверстывать упущенное! До распада Советского Союза в разных его концах были обследованы и описаны около семи тысяч пещер, в большинстве до того не известных. При этом в среде специалистов в разное время существовала мода на отдельные регионы. В первые годы развития советской спелеологии занимались больше всего пещерами Крыма, затем многих увлек Урал, был период, когда популярной сделалась украинская Подолия (там были открыты наиболее протяженные пещеры в Евразии), в 80-х годах наиболее интересным районом стал Кавказ (в его пещерах один за другим ставились рекорды Шубины), ну и наконец — Архангельская область (самые протяженные из известных российских пещер находятся на реке Пинеге).

Все эти славные времена бурных открытий прошли, и упоминаю о них лишь для того, чтобы показать, насколько широко распространены природные пещеры на территории СНГ. Трудно сомневаться, что и на нашу долю, и на долю будущих поколений подземных открытий хватит, — неизвестной остается большая часть пещер Земли вообще и России в частности.

Между тем отечественная спелеология в наши дни переживает заметный спад. Есть, конечно, яркие достижения — например открытие в 2001 году самой глубокой пещеры мира в Абхазии (оставшееся почти незамеченным общественностью)! Однако общей картины некоторого застоя они не меняют. Причины его вполне объективны: "классические" спелеорайоны далеки, билеты и снаряжение дороги, да еще возникли новые государственные границы…

Не пришла ли пора поискать новые пещерные места, поближе? Скажем, в центре Европейской России, и даже в Подмосковье?! Самое время ответить на вынесенный в заглавие вопрос: где и как могут возникнуть природные пещеры?

О процессах образования пещер можно написать толстенную книгу. Предлагаю не слишком долго, строго и заумно поговорить о наиболее типичных геологических процессах, приводящих к образованию пещер и возможных на большей части территории страны, в том числе и на Восточно-Европейской равнине.

Необходимо, правда, заметить, что известны десятки примеров открытий обширных подземных систем в тех местах, где существование их геологи не только теоретически не предполагали, но и почти "запрещали", — и все же знание основных законов возникновения и развития пещер просто необходимо для их осмысленного поиска и прохождения.

…Гуляли ли вы по дну моря? Я имею в виду пешком, без акваланга или водолазного шлема? Как ни странно, утвердительно на этот вопрос может ответить практически каждый из нас. Почти по всей России под сравнительно тонким слоем почвы и сформировавшихся в ледниковое время песчано-гравийных отложений скрываются многометровые толщи осадочных пород: мел, доломиты, различные известняки… Все они состоят из карбоната кальция (СаСО₂) и образовались примерно одинаково: на дно древних морей падали раковины микроскопических (и не только) морских организмов, постепенно скапливались мощные их слои, под громадным давлением они трамбовались, спрессовывались и за десятки и сотни миллионов лет превращались в монолитный камень…

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как уже говорилось, известняки залегают неоднородными слоями, свойства их, в том числе и растворимость, различны. Достигнув более твердого слоя, подземный поток может изменить направление, какое-то время течь почти горизонтально, вдоль слоя, а дойдя до новой трещинки, вновь повернуть вниз. Подземное русло может раздвоиться и расстроиться, может изогнуться — это зависит от расположения трещин и прочности породы в данном месте массива. Примерно так и образуются запутанные лабиринты многоэтажных карстовых пещер. Конечно, в естественных условиях камень растворяется куда медленнее, чем в школьном опыте (концентрация углекислоты в воде все же низкая), но у природы в запасе тысячи и миллионы лет…

Но ведь до центра земли вода течь не может! Правильно. И растворять карбонаты до бесконечности также не способна, иначе их бы вообще на планете не осталось. Для того чтобы пещера росла, раствор должен не просто заполнить трещину, а течь через нее, найдя где-то выход на поверхность. Обычно примерно на уровне воды в ближайшей крупной реке подземный поток меняет свое направление на горизонтальное. Нижний этаж карстовой полости в большинстве случаев представляет собой длинную галерею: сухую, если пещера древняя и "мертвая", или с текущим по ней водным потоком в случае "живой" и растущей. Воды подземных ручьев где-то на склоне выбиваются на поверхность в виде карстового источника. Наиболее мощные выходы пещерных рек называются воклюзами. Название пошло от "классического" выхода подземной реки во Франции.

Зададимся вопросом: если карстовые пещеры теоретически могут возникнуть почти в любом регионе России — почему их нет в Подмосковье, на Новгородчине или в любом другом "не экзотическом" районе страны?

Возникает встречный вопрос: а кто их там искал?

Как вы уже поняли, вход в типичную пещеру — это вовсе не тот похожий на автомобильный туннель широкий портал, горизонтально уходящий в глубь горы, который рисуют на картинках и чей образ с детства засел в наших головах… Возникают иногда и такие хрестоматийные входы, например когда в результате обрушения берегового склона вскрывается таившаяся в глубине массива подземная галерея, но все же типичная карстовая полость начинается уходящим почти вертикально вниз природным колодцем.

Несомненно, такие "дырки" в земле должны привлекать к себе внимание и быть издавна известны! Если бы не одно важное обстоятельство. Втекающие под землю воды наряду с растворенными газами несут с собой частицы почвы, сухие ветви, листья и прочий лесной мусор… Все это обычно отфильтровывается в самом начале карстовой пещеры, образуя своеобразную пробку. К тому же именно на входе из-за температурных перепадов окружающие вертикальный ход породы обычно трескаются и заваливают его глыбами. Вот и получается: вода проникает, а для человека хода нет! Трудно обычно попасть в пещеру и на выходе — там, где подземные воды вновь вырываются на поверхность. Здесь их "растворительная способность" резко снижена, а на заключительном участке галерея обычно весьма узкая…

И все же признаки того, что где-то под ногами имеется принимающая поверхностные воды полость, существуют, к тому же очень характерные и хорошо заметные.

…Вряд ли кто из читателей, бродивших по лесам и лугам, не замечал округлые котлообразные ямы самого разного диаметра и глубины: от одного метра до десяти — двадцати. Особенно легко обнаружить их в полях: сельскохозяйственная техника котловины объезжает, и по их кромке и на склонах без помех растут высокие деревья, заметные издалека. Обычно такие ямы принимают за следы войны: воронки от взрывов мин и бомб, оплывшие блиндажи и землянки — и иногда это верно. Однако в большинстве случаев такие детали рельефа сигнализируют о существовании под ними каких-то "объемов" и образуются в основном двумя путями.

Во-первых, втекающие в пещеру воды, как уже говорилось, захватывают с собой частицы почвы и прочих надстилающих известняки рыхлых пород, вроде песка и глины, в результате чего образуется конусовидное углубление, напоминающее воронку в песочных часах. Подобные провалы так и называются — воронки просасывания.

Обычно они небольшие, ямы же размерами в десятки метров образуются при обрушении сводов пещер и именуются провальными воронками.

Многие котловины возникают в силу обоих процессов: обвалилась только часть полости, а в образовавшиеся щели получила возможность просачиваться вода…[1].

Отличить карстовые воронки от взрывных кратеров времен войны и ям, образовавшихся на месте землянок и фундаментов разрушенных домов, очень легко: последние окружены хорошо заметными валами, брустверами, а на краях первых никаких признаков выброшенного грунта не заметно. Наоборот: в образовавшиеся над пещерами провалы часто впадают так называемые слепые овраги, там же и заканчивающиеся.

Спуститесь, при случае, на дно такой воронки. Первое, что вы обнаружите, — это многочисленные стеклянные и пластиковые бутылки, ржавые железки всевозможного веса, кости, рога и копыта… Не следует думать, что все эти предметы принесены вешними водами, — доставили их сюда люди. Редкая воронка в русских полях и перелесках не используется окрестными крестьянами под мусор. Как сказал один удивленный секретами природы сельский житель: "Кидаем, кидаем в яму мусор каждый год, а она все не наполнится!".

Самое интересное, что случалось находить заваленные мусором карстовые ямы даже в нескольких километрах от ближайшей деревни!

Если порыться на дне воронки, под лесным и бытовым мусором скорее всего отыщутся одна или несколько дыр, через которые и уходит вода, — геологи называют их понорами. Попробуйте протиснуться в самую широкую — не удастся. Это неудивительно. В большинстве случаев поноры имеют совсем небольшой диаметр: только руку просунуть. Можно попытаться осторожно расширить вход, убрав обвалившиеся камни. Если получилось проникнуть, вас можно поздравить с географическим открытием — первопрохождением неизвестной карстовой пещеры! Можете назвать ее своим именем. Ну а если после путешествия по ней вы сумеете выбраться обратно — совсем замечательно!

Шутки шутками, но, хотя по сложности и опасности подземных путешествий пещеры средней полосы России, конечно, не идут ни в какое сравнение с колоссальными, в сотни метров глубиной, карстовыми шахтами горных районов, — лазать и по нашим пещерам нужно грамотно.

На этом заканчивается неинтересная "теоретическая" глава. В следующих главах будет рассказано о поисках и исследованиях конкретных природных спелеообъектах, проводившихся в последнее десятилетие нашей исследовательской группой "Лабиринт". Все пещеры находятся на территории Калужской области. Но читателям из других мест, всерьез заинтересовавшихся пещерами, не следует горестно вздыхать или бежать за билетами до Калуги — лучше, используя наш опыт, оглянуться по сторонам! В 1994 году, когда организованная на общественных началах группа "Лабиринт" только начинала изучение калужского карста, в краеведческой литературе имелись упоминания лишь о трех природных пещерах, сейчас же число их (считая и не пройденные) достигло восьми — и это не предел.