Карстові печери. Що це таке карст та карстові печери

Який сенс слів "карстова печера"? Як утворилися ці чудові природні об'єкти? Відповіді на ці запитання ви зможете знайти у цій статті. Крім того, тут ми перерахуємо найдовші у світі (фото цих підземних пустот ви також зможете побачити). Що цікаво, більшість із них розташовані в США.

Печера - це... Зміст слів "карстова печера"

Ці підземні порожнечі з найдавніших часів служили житлом для тварин, а також первісних людей. Вони приховували їх від холоду та диких хижаків. Цікаво, що печери виявлені не лише на Землі, а й на Місяці, Марсі. З'ясуємо для початку сенс слів "карстова печера".

Дане словосполучення складається з двох частин: "печера" та "карст".

Печера – це будь-яка підземна порожнина природного походження.
Карст – це одночасно і процес, і результат руйнування (розчинення) певних гірських порід агресивними (за хімічним складом) підземними водами.

Сам термін "карст" походить від німецького слова karst, або від назви плато в Словенії (Kras), де ці природні явища виявляються особливо сильно.

Що таке карстова печера?

Цей тип печер найбільш поширений серед решти підземних порожнин. Що таке карстова печера та як вона утворюється?

Існує дві основні визначення. Згідно з першим, це природна порожнина (порожнеча) у верхній частині земної кори, яка з'єднана з її поверхнею одним або декількома входами. Згідно з другим визначенням, карстова печера – це підземна порожнина природного походження, яка не освітлена Сонцем, проте доступна для проникнення ззовні.

Вивченням печер займається спеціальна наука – спелеологія, матеріал для якої часто видобувається так званими спелеотуристами.

Як утворюються карстові печери?

Печери такого типу утворюються за рахунок, а саме внаслідок розчинення гірських порід водами. Варто зазначити, що карстові печери присутні лише в тих районах Землі, де залягають нестійкі породи, які легко розчиняються водою. Серед таких - гіпс, солі, крейда (каолін), доломіт, мармур та вапняк.

Найгірше решта руйнується вапняк і мармур. Печери у цих породах утворюються дуже довго. З іншого боку, вони і збереглися краще за інших. Наприклад, гіпсові печери часто руйнуються і обвалюються.

Важливу роль процесі утворення підземних порожнин грає як хімічний склад води (у ній має бути підвищена концентрація вуглекислого газу), а й наявність у земних надрах тріщин і протяжних розломів. Вони, як правило, є тими осьовими лініями, вздовж яких печери формуються.

Більшість вивчених печер - це системи реліктового типу. Це означає, що вода вже покинула ці підземні порожнини. Тим не менш, саме вона виступає тим скульптором, який формує внутрішній "мікрорельєф" печери. насичена сульфатами та карбонатами, відкладає їх на стінках, підлозі та склепіннях підземних порожнин. Саме так і формується те, що ми називаємо Дуже часто ці нарости набувають дивних і химерних форм, які у темряві виглядають ще незвичайніше.

Основні типи печер

За механізмом генези (освіти) виділяють, крім карстових, ще й тектонічні, вулканічні, ерозійні, а також льодовикові печери.

Підземні порожнини також класифікуються за розмірами (за загальною довжиною та глибиною), а також за типом гірських порід, у яких вони утворені. Так, існують печери:

вапнякові;
гіпсові;
крейдяні;
сольові;
печери у конгломератах тощо.

ТОП-5 найдовших печер планети

Чотири з п'яти найдовших печер світу розташовані у США, ще одна – в Україні.

(близько 630 км) – найдовша печерна система Землі. Вона утворена у вапняках 10 мільйонів років тому. Щороку довжина печери збільшується, оскільки спелеологи розвідують нові її коридори.

Печера Джевел (257 км) - знаходиться поблизу міста Кастер. Її унікальною особливістю є кристали кальциту, які товстим шаром вкривають стіни всіх підземних коридорів.

Печера Оптимістична (231 км) - багаторівнева мережа лабіринтів в Україні (Тернопільська область), найбільша підземна система в Євразії. Утворилася у гіпсах.

Печера Вінд (217 км) - ще одне американське диво природи, яке відоме своїми візерунками на склепіннях, що нагадують бджолині стільники.

Печера Лечугія (207 км) - гіпсова печера США (штат Нью-Мексико), візитівкою якої є незвичайні " люстрові " освіти, досягають до 5-6 метрів у діаметрі.

Висновок

Що ж, тепер ви знаєте сенс слів "карстова печера". Це підземна порожнина природного походження, що має один чи кілька виходів поверхню. Всі печери класифікуються спелеологами за розмірами, механізмом генези, а також породами, в яких вони закладені (освічені).

Одного літа я вперше опинився в печері, причому у знаменитій печері Петралона, розташованої на півночі Греції. Ця печера має величезне значення в галузі антропології та палеонтології, - саме тут, як стверджують грецькі вчені, знайдено скелет найдавнішої в Європі людини-неандертальця, яка проживала в Європі понад 700 тисяч років тому. І з того часу питання про колиски людства, де все ж таки зародилося людство, є спірним, незважаючи на численні дослідження та зібрані докази.

Але найбільше ця грецька печера вразила мене своїми розмірами та красою. Тут я вперше побачив печерне озеро, сталактити, сталагміти та сталагнати. Переходячи із зали до зали цієї печери, я думав, як же так виходить, що зверху звисають «бурульки» - сталактити. Чому вони мають такі химерні форми і не тануть? А знизу як дерева ростуть інші «бурульки» – сталагміти. З чого вони виростають, якщо довкола каміння? Чому не падають? Чому вони і тверді, і тендітні одночасно, а на дотик мокрі? А що, якщо виростити сталагміт чи сталактит удома та прикрасити свою кімнату? Чи така дивина може бути корисною у побуті?

Повернувшись додому, вирішив досліджувати це питання. А починати довелося з вивчення місця «проживання» цих дивовижних печерних утворень – із самих печер. Виявилося і тут багато цікавого та захоплюючого. Початкове уявлення та інформація у мене все-таки були після відвідування грецької печери. Наш гід дуже цікаво та докладно розповідала про ту печеру, в якій я був. Але як народжуються самі печери? І чому саме в них, і ніде в іншому місці, з'являються сталактити та сталагміти? З чого вони все-таки зроблені ці сталактити?

У ході свого дослідження, щоб вирішити поставлені завдання, мені потрібно було вивчити наукові статті та результати спелеологічних досліджень. Спелеологія – це наука, яка займається вивченням печер. Крім того, я вирішив провести експеримент із вирощування сталактиту в домашніх умовах.

А щоб зрозуміти природу сталактитів і сталагмітів, для початку мені потрібно було дізнатися про печери - що це таке і як вони утворюються? Потрібну теоретичну інформацію я знайшов у енциклопедіях та на сайтах в Інтернеті.

Печери. Їхня освіта.

Печера - природна порожнина у верхній товщі земної кори, яка повідомляється з поверхнею землі одним або декількома вихідними отворами, що проходять для людини. Найбільші печери – це складні системи проходів та залів, загальна протяжність яких нерідко сягає кількох десятків кілометрів. Печери – об'єкт вивчення спелеології.

Печери давно пов'язані з історією розвитку людства. Ще в кам'яну епоху печери рятували людей від зимової холоднечі. Але і після того, як стародавні люди перестали використовувати печери як житла, печери оточував ореол незвичайного та дивного. Греки вірили, що печери були храмами їхніх богів – Зевса, Пана, Діонісія та Плутона. У стародавньому Римі вважали, що в печерах живуть німфи та чаклунки. Давні перси та інші народи вважали, що у печерах живе цар всіх земних духів Митрас. У наші дні великі та прекрасні печери приваблюють туристів.

У природі немає двох однакових печер. Утворюються печери по-різному. Однак усі найбільші печери у світі утворені аналогічно. Деякі великі печери почали створюватись 60 мільйонів років тому. Ліли дощі, розливались річки, і монолітні гори повільно руйнувалися, а всередині пагорбів, гір і скель виникали великі порожнечі (Додаток 1).

Гірська порода, де виникають печери – вапняк. Це м'яка порода, вона може розчинятися слабкою кислотою. Кислота, яка руйнує вапняк, надходить із дощової води. Краплі дощу, що падають, забирають вуглекислий газ з повітря і грунту. Цей вуглекислий газ перетворює воду на вуглекислоту.

Тому мільйони років кислотні дощі поливали вапняки. Вони постійно капали на гори, і вони почали з'являтися тріщини. А дощі продовжували лити. Вода струменіла, збільшуючи тріщини. Вона знаходила нові щілини у моноліті. Тріщини розширювалися до тунелів. Тунелі перехрещувалися, виникали ніші. Через мільйони років печери набули своєї форми. А вода робила печери дедалі більше.

Деякі печери мають у стелі отвори (Додаток 2). Вони утворилися на тому місці, де колись зібралася вода, яка потім прорвалася в печеру. У печерах можна зустріти ряди галерей, що йдуть одна над одною. По окремих печерах протікають потоки води, в інших - після їх утворення вода йде вниз, і печера висихає.

Печери ховаються скрізь: у горах, просто в кам'янистому ґрунті, складеному з м'яких гірських порід. Печери будує не лише вода, а й вітер, і морський прибій, і вулканічна лава. Залишаються печери після видобутку кам'яної солі. Бувають і льодовикові печери, тільки вони недовговічні.

Види печер.

Печери можна поділити за їх походженням на п'ять груп. Це тектонічні, морські, льодовикові, вулканічні і, нарешті, найбільша та поширена група, карстові печери.

Тектонічні печери можуть виникати у будь-яких породах внаслідок утворення тектонічних розломів. Як правило, такі печери зустрічаються в бортах глибоко врізаних у плоскогір'ї річкових долин, коли величезні масиви породи відколюються від бортів, утворюючи тріщини (шерлопи), які зазвичай клином сходяться з глибиною. Іноді вони утворюють досить глибокі вертикальні печери до 100 м завглибшки. Такий вид печер широко поширений у Східному Сибіру.

Морські печери виникли під впливом хвиль, що плескалися, об кам'яні скелі вздовж узбережжя (Додаток 3). Морські хвилі, що містять крупинки твердого матеріалу (гальки, дрібного піску) розчиняли скелі. Вони руйнувалися, що підточуються рік у рік морським прибоєм. Окремі печери розташовані під водою. Вони зазвичай результатом діяльності підземних вод, вимиваючих м'які породи, наприклад, той же вапняк.

Льодовикові печери зустрічаються в багатьох льодовиках і утворюються всередині льодовиків талою водою (Додаток 4). Талі льодовикові води поглинаються льодовиком по великих тріщинах або на перетині тріщин. При цьому утворюються ходи, якими іноді може пройти людина. Такі печери мають форму колодязя і глибиною сягають 100 метрів і більше. У 1993 році було виявлено та досліджено гігантську льодовикову криницю «Ізотрог» глибиною 173 метри.

Особливий тип льодовикових печер - це печери, що утворюються в льодовику у місці виходу підземних термальних вод. Оскільки вода гаряча, вона здатна робити об'ємні галереї. Розташовані такі печери над самому льодовику, а під ним, оскільки лід проплавляється знизу. Термальні льодовикові печери зустрічаються в Ісландії, Гренландії та досягають значних розмірів.

Вулканічні або лавові печери виникають при виверженнях вулканів (Додаток 5). Потік лави, остигаючи, покривається твердою кіркою, утворюючи лавову трубку, всередині якої, як і раніше, тече розплавлена порода. Після того як виверження вже фактично закінчилося, лава витікає з трубки з нижнього кінця, а всередині трубки залишається порожнина. Зрозуміло, що лавові печери залягають на поверхні, і часто покрівля обвалюється.

Проте лавові печери можуть сягати дуже великих розмірів. Таких, як печера Казумура на Гаваях – 65,6 км завдовжки і 1100 м глибиною. А найбільша вулканічна печера світу Куева-де-ло-Вердес знаходиться на одному з Канарських островів.

Карстові печери - таких печер більшість (Додаток 6). Саме карстові печери мають найбільшу протяжність та глибину.

Печери утворюються внаслідок розчинення порід водою. Тому карстові печери зустрічаються лише там, де залягають розчинні породи: вапняк, мармур, крейда, гіпс та сіль. Вапняк, а тим більше мармур, розчиняються чистою дистильованою водою дуже погано. У кілька разів розчинність підвищується, якщо у воді є розчинений вуглекислий газ, а він у природі завжди розчинений у воді. Проте все одно вапняк розчиняється слабо, порівняно, скажімо, з гіпсом або, тим більше, сіллю. Але виявляється, що це позитивно позначається на утворенні протяжних печер, оскільки гіпсові та соляні печери не лише швидко утворюються, а й швидко руйнуються.

Печери – це особливий світ, який не має аналогів на поверхні. У печерах немає ні зими, ні літа. Температура завжди однакова. У холодних печерах вона коливається від +2 до +8 градусів, а теплих і жарких - від +15 до +28.

Виявляється, повітря в печерах стерильно чисте. У ньому у тисячу разів менше мікробів, ніж на поверхні. Виявляється, разом із підземними водами в печери проникають радіоактивні ізотопи вуглецю. Вони викликають світіння сталактитів, іонізують повітря, вбивають бактерій.

Найдовша печера – Флінт-Мамонтова – знаходиться в США, в штаті Кентуккі. Довжина її коридорів становить понад 550 кілометрів. А найглибша печера знаходиться в Абхазії – печера Крубера-Воронья. До неї людина може спуститися на 2 кілометри.

Незважаючи на те, що вже так багато відомо про печери, попереду вчених чекають нові відкриття. У кожній печері є ходи, щілини та коридори, про які мандрівники печерами – спелеологи – ще не знають. Вони думають, що все вже вивчили, але раптом одного разу помічають щілину за кам'яним завалом, а за нею коридор, за яким ще кілька метрів печерної краси.

В результаті цих досліджень можна зробити висновок, що існує кілька видів печер, але найпоширенішими є карстові. Для утворення печери необхідна достатня кількість водних опадів і вдала форма рельєфу, тобто опади з великої площі повинні потрапляти в печеру, а вхід до печери повинен розташовуватися помітно вище за те місце, куди розвантажуються підземні води.

Сталактити, сталагміти та сталагнати

Вода – велика сила. Вона точить камінь, коли прокладає собі дорогу, вона будує галереї, а потім покидає їх, підточує скелі, і вони опускаються, руйнуються, пересуваються. Так народжуються печери. Проте вода не лише будівельник, а й художник, скульптор!

Печери бувають у різних кам'яних породах, і вода приносить у них різні частинки, будує із різних матеріалів: із кальциту, гіпсу, кам'яної солі. Розчинення і руйнування водою осадових порід зветься карст - карстовий процес.

Карстовий процес дволик: вода розчиняє гірську породу в одному місці, переносить її в інше і там із цієї ж породи створює прекрасні натічні утворення – сталактити та сталагміти.

Сталактити (від грецьк. stalaktós - натеклий по краплині), - наточно-крапельні утворення, що звисають у вигляді конічних бурульок, драпіровок, згинається бахроми або порожніх трубок зі склепінь і верхніх частин стін карстових печер або інших підземних порожнин (Додаток 7).

Сталагміти (від грец. stálagma - крапля), натічно-крапельні утворення стовпообразної, конічної та інших форм, що піднімаються з дна печер та інших підземних карстових порожнин (Додаток 8).

Сталагнати - наточно-крапельні утворення у вигляді колон, що виникають у печерах при з'єднанні сталактитів та сталагмітів (Додаток 9).

Як вони утворюються? Дощова крапля, просочуючись крізь тріщину в скелі, розчиняє частинку каменю. Таким чином кожна така крапля містить частинки вапняку або інших мінералів. Розчиняючи вапняк, вода забирає із нього мінерал кальцит. Крапля насиченого кальцитом розчину по дрібних тріщин добирається до стелі вже створеної печери і повисає на ньому (Додаток10).

Поступово дуже повільно крапля випаровується, а принесена нею частинка кальциту або іншого мінералу найтоншою плівкою осідає на стелі. Через деякий час до цього місця приходить наступна крапелька і знову відкладає кальцит. Наростаючи, крупинки кальциту перетворюються спочатку на тоненьку прозору і порожню всередині трубочку. Чому пусту? Та тому що сама крапля порожня всередині.

Але в краплю потрапляє піщинка і закупорює трубочку. Тоді інші краплі починають цю трубочку обтікати з усіх боків, і росте кам'яна бурулька, така сама, як і крижана, сталактит.

Але краплі надходять нерівномірно то з одного, то з іншого боку і сталактит виходить не зовсім круглий. А тут ще на поверхні йде дощ, вода стає брудною, сталактит темніє. Дощ скінчився, вода знову чиста і наступний шар сталактиту став іншого кольору. Якщо його розрізати, то на розрізі будуть такі ж кільця, як дерево, тільки не річні. Просто навесні та восени більше води, і сталактит росте швидше. Вода темніша, і кільце темніше, води поменшало, і зріст зупинився (Додаток 11).

Я навіть знайшов хімічну формулу процесу утворення сталактиту. Ось вона: CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2 HCO3

Але не весь кальцит осідає на стелі і дає зростання сталактиту. Під своєю вагою частина крапель падає на підлогу, і знизу назустріч сталактиту росте сталагміт. Коли сталактит і сталагміт з'єднуються і зростаються між собою, утворюється кальцитова колона - сталагнат. І сталактити, і сталагміти, і колони бувають дуже великих розмірів – десятки метрів у висоту та кілька метрів у діаметрі.

Водяні краплі, потрапляючи на них, утворюють струмки, які обтікають колони з усіх боків, і тоді з'являються натіки у вигляді ребер. Якщо ж краплі стікають по стіні печери, то на ній виникають не менш дивовижні натяк у вигляді кам'яних водоспадів, прапорів та інших фантастичних утворень.

Іноді печерах з'являються натіки зовсім несподіваних форм. Сталактити раптом починають рости вкрив і навскіс, створюючи химерні кам'яні переплетення. На підлозі та на стінах виникають напрочуд красиві кам'яні та гіпсові сталактитові квіти - кораліти, кристалліктити та геліктити (Додаток 12).

Там, де виникає дисбаланс надходження розчину – наприклад, зверху капає, але настільки мало, що крапель відразу розтікається плівкою, – виникають гібридні форми, сталагміт розквітає кущем. При цьому виникають найрізноманітніші перехідні форми, полімінеральні форми та багато іншого. Наприклад, можна знайти освіти, що точно копіюють архітектуру осиних гнізд. А гіпсова павутина, яка тонша за людське волосся, при найменшому коливанні повітря розсипається в пил.

Мільярди крапель за мільйони років створили в печері цілий ліс сталактитів, сталагмітів, фантастичне внутрішнє оздоблення з колон та ажурних кам'яних завіс, прапорів та водоспадів (Додаток 13).

На підлозі печери поточна вода також відкладає кальцит і утворює "ванни", різноманітні за формою та кольором. Найдрібніші частинки солей різних мінералів і металів – міді, кобальту, заліза – роблять натіки рожевими, жовтими, синіми, червоними, морквяними, чорними. Дуже рідко зустрічається у "ванночках" так звані печерні перли. Утворюється він так само, як і морський, тільки не в раковині. Іноді печерні перлини досягають трьох-п'яти сантиметрів у діаметрі – майже як кулька для пінг-понгу – але це дуже велика рідкість.

У карстових печерах можна зустріти велику різноманітність сталактитів. Наприклад, трубчасті сталактити, вони ж макарони. Канал, що проходить по всій їх довжині, століттями автоматично наводив дослідників на думку, що цим каналом відбувається харчування сталактиту. Але виявилось, що це зовсім не так. З'ясувалося, що канал - всього лише наслідок кристалізації по периметру краплі, що відривається. Ось чому нові сталактити, що ростуть на місці зламаних, не продовжують вихідну трубку, а збільшуються збоку, там, де воді зручніше капати.

Найефектнішими зі сталактитів є драпірування (Додаток 14), що виникають на похилих стінах. Саме тоді зростаючий сталактит починає впливати на точку відриву краплі, і вона стає мобільною, переміщаючись по найменшому забаганню водяного струмка і фіксуючи у своїй хвацько закрученій формі напрямок цих струменів, того, куди їм слід текти.

Коли мінерал змінюється, скажімо, кальцит на гіпс, змінюється і печера, причому до невпізнання (Додаток 15). Гіпс має іншу хімію кристалізації. Тому в такій печері «зростають» гіпсові утворення - "кришталеві люстри" (Додаток 16) та гіпсові "засніжені ялинки".

Вони утворюються надзвичайно примітним чином. У печері також є сухі та вологі сезони, а гіпс добре розчинний мінерал. Коли вода осідає на поверхні, гіпс розчиняється. Коли волога випаровується, гіпс кристалізується. Вода "любить" осідати у западинах, а випаровуватися з виступів - це елементарна фізика. І тоді виходить, що внутрішня порожнина сталагміту продовжує розчинятися, а зовнішня поверхня - доростати, причому гіллястими кущами кристалів. Виникають ті самі "засніжені ялинки". Коли стінка стоншується отже сталагміт не тримає своєї ваги, то “помираючи”, він провалюється всередину себе, надаючи власні “запаси” гіпсу збільшення інших утворень.

Часу створення всієї цієї незвичайної підземної краси потрібно дуже багато. Вчені підрахували, що в середньому сталактит наростає по чотири десяті міліметри на рік і за сто років збільшується всього на чотири сантиметри. І через 100 років на цьому місці з'явиться кам'яна бурулька – сталактит завдовжки 4 сантиметри. І кожні 100 років сталактит підростатиме на стільки ж. А внизу, куди впала крапля, зростатиме кам'яна вежа – сталагміт. Через мільйони років сталактит і сталагміт з'єднаються і перетворяться на блискучу колону. Отже, людина, яка розбила кам'яну бурульку метрової довжини, знищила те, що природа створювала близько двох з половиною тисяч років!

Таким чином, у ході дослідження я дізнався, що сталактити, сталагміти та сталагнати – це натічно-крапельні утворення у печерах. Процес утворення сталактитів і сталагмітів - це складний хімічний процес, який полягає в тому, що вода розчиняє гірську породу, переносить її в інше місце і через деякий час відкладає її назад, створюючи натічні утворення. Цей процес триває сотнями, тисячами років.

Інші загадки печер

Палеонтологія – наука, що займається вивченням копалин рослин та тварин. Копалини - це останки тварин, що жили мільйони років тому, які збереглися до наших днів. В основному завдяки вивченню копалин ми знаємо, якою був тваринний світ сотні мільйонів років тому.

На початку своєї роботи я вже говорив про те, що вивчення печер має велике наукове значення у палеонтології, мінералогії, антропології, археології. Підтвердженням тому є найгучніше та найцікавіше відкриття 20 століття – це відкриття печери Петралона на півночі Греції. Я сам був у цій печері, і вона стала відправною точкою для мене у вивченні механізму утворення печер та сталактитів. Тому хочу коротко розповісти про неї (Додатки 17-24).

У 1959 році на півострові Халкідікі, на півночі Греції на висоті 250 метрів над рівнем моря біля підніжжя гори Кацика було виявлено вхід до печери. Усе сталося випадково, пастух на ім'я Петралона пас у цьому районі овець. Якось почувши тихе дзюрчання води, вирішив уважно обстежити підніжжя гори і натрапив на вхід до печери. Подальшим дослідженням зайнялися спеціалісти, зокрема знаменитий грецький антрополог Аріс Пулянос, який потім збудував палеонтологічний музей поруч із печерою і навіть сам іноді проводить екскурсії. Мені пощастило, я його бачив, коли був на екскурсії.

Площа печери 10 тисяч квадратних метрів, загальна довжина коридорів (проходів) – 1 500 метрів. Туристичний маршрут, відкритий для відвідування, становить поки що всього 600 метрів. Знахідки, виявлені всередині цієї печери, здійснили справжній переворот в антропології. У 1960 році, через рік після відкриття самої печери, всередині був виявлений череп і скелет найдавнішого європейця, людини-неандертальця, що отримала назву архантроп. Результати першого дослідження черепа були представлені на Міжнародному з'їзді антропологів у Москві 1964 року і справили велике враження на фахівців.

Крім того, в печері було знайдено скам'янілі кістки, кам'яні знаряддя праці, останки тварин - ведмедів, гієн, черепах, носорогів, левів і навіть жирафу. І ще одна незвичайна знахідка з печери Петралона – це сліди багать та попелу, вік якої налічує 1 мільйон років. На думку вчених, це найдавніші сліди використання вогню людиною.

Донедавна вважалося, що вік людства становить 3,5-4 мільйони років, а батьківщиною є Африка. Однак знахідки з печери Петралоне та їх датування дають право припускати, що колиска людства є Південно-Східною Європою, а людина з'явилася 11-12 мільйонів років тому на території Греції. Усі знахідки з печери Петралона виставлені в антропологічному музеї, побудованому поруч печерою.

Насправді в печерах дуже багато загадок та таємниць. Як я з'ясував у ході свого дослідження, незвичайний та цікавий тваринний світ підземель. Ще первісна людина знала і малювала на стінах тварин, що мешкали в печерах – печерного лева, гієну, печерного ведмедя. До речі, наскельні малюнки теж несуть багато цікавої для вчених інформації (Додаток 25).

Стародавні тварини вже давно вимерли, люди покинули печери, але самі печери не спорожніли. Серйозні біологічні дослідження підземного світу почалися лише 1831 року, коли було знайдено перший печерний жук. З того часу відкрито багато різних печерних істот – і водних, і наземних. Це троглобіонти, що означає "живуть у печерах" - рачки, риби, мокриці, багатоніжки, павуки, хибноскорпіони та інші комахи.

Пристосування живих організмів до печерного життя дуже складне та різноманітне. Порівняно зі своїми наземними родичами вони мають довші та тонкі тіла, більш витягнуті лапки та вусики, вони прозорі та безбарвні. Оскільки в печерах немає світла, їм не потрібен зір, і тому вони не мають очей. У печерах зустрічаються сліпі жуки, риби, земноводні, раки і навіть сліпі та безкрилі мухи. Повітря в печерах насичене вологою, тому троглобіонти можуть жити і у воді, і на суші.

На думку вчених, тварини та комахи пішли у печери у зв'язку зі зміною клімату на Землі, а саме під час похолодання. Таким чином, більшість сучасних печерних жителів - це представники минулих епох, живі копалини, які вже не зустрічаються на поверхні, але зберегли вигляд і звички давно минулих тисячоліть.

Проте більшість любителів темряви проводять під землею лише частину життя. Наприклад, метелики лише зимують у печерах. А ведучі нічний спосіб життя деякі види коників знаходяться там цілий день. До них належав і печерний ведмідь, адже печера була для нього лише місцем відпочинку. Ще менше часу проводили в печерах гієна та лев. На відміну від печерного ведмедя вони ніколи не заходили далеко вглиб печери, а трималися біля входу.

Скарби печер – ще одна загадка та таємниця печер. Вже багато тисячоліття в легендах і оповідях йдеться про скарби, заховані в печерах. Під землею не раз знаходили кістки заблуканих шукачів скарбів, яким так і не вдалося знайти заповітні скарби. Одна з печер у чеських Татрах так і називається – Печера Шукачів Скарбів. А скільки складено легенд про піратські скарби, заховані, у тому числі й у печерах. Але у кожній легенді є частка правди.

ВИСНОВОК

Об'єктом мого дослідження були печери та їхні загадки, головні з яких сталактити, сталагміти та сталагнати, механізм їх утворення та можливість створення у побутових умовах, тобто вдома. На початку роботи я передбачав провести досвід такого вирощування. Я думав, що, вивчивши природу та механізм освіти сталактиту, я зможу сам зробити те саме. Але ще під час теоретичного дослідження я зрозумів, що виростити вдома справжній сталактит неможливо.

Щоб виростити сталактит, потрібна наявність кількох дуже істотних умов. А саме – печера з певним рельєфом та мікрокліматом, постійний потік води, наявність вуглекислого газу та найголовніше – кілька сотень і навіть тисяч років. Людського життя недостатньо, щоб повторити таке незвичайне та гарне явище як сталактит або сталагміт. Залишається одне – милуватися та берегти.

За результатами свого дослідження я можу зробити головний висновок – існують такі природні явища, які людині варто вивчати, берегти, але не обов'язково повторювати їх або використовувати у своїй життєдіяльності. Можливо, колись люди винайдуть машину часу або прискорювач часу і тоді зможуть штучно прискорити природний процес зростання сталактитів, але виникає таке запитання, а чи треба?

Навіщо мені ці знання потрібні? Чи можуть вони стати мені в нагоді? Думаю так. І головним чином для того, щоб краще розуміти навколишній світ, бачити і цінувати те прекрасне, що вміє створювати природа. А ще - раптом клімат на Планеті знову різко зміниться і людям знову доведеться повернутися до печер. Маючи ці знання, мені буде легше там освоїтися самому і допомогти іншим.

Московський Державний Інститут Сталі та Сплавів

Виксунський Філія

(Технологічний університет)

Реферат на тему

кристалофізика

На тему: «Освіта печер та карстів»

Студент: Пічугін А.А.

Групи: МО-07 (МЧМ)

Викладач: Лопатін Д.В.

Москва 2008

I. Загальні відомості про печери та карсти

ІІ. Гіпотеза про походження карстових районів

ІІІ. Умови утворення печер

IV. Типи печер:

1. Карстові печери

2. Тектонічні печери

3. Ерозійні печери

4. Льодовикові печери

5. Лава печера

V. Печери на території Прибайкалля

VI. Печера Кизільярівська ім. Г.А. Максимовича.

Загальні відомості про печери та карстів

Карст(від нім. Karst, за назвою вапнякового альпійського плато Крас у Словенії), - сукупність процесів і явищ, пов'язаних з діяльністю води і що виражаються в розчиненні гірських порід та утворенні в них порожнин, а також своєрідних форм рельєфу, що виникають на місцевостях, складених порівняно легко розчинними у воді гірськими породами (гіпсами, вапняками, мармурами, доломітами та кам'яною сіллю).

Найбільш характерні для карсту негативні форми рельєфу. За походженням вони поділяються на форми, утворені шляхом розчинення (поверхневі та підземні), ерозійні та змішані. По морфології виділяються такі освіти: карри, колодязі, шахти, провали, воронки, сліпі карстові яри, долини, полья, карстові печери, підземні карстові канали. Для розвитку карстового процесу необхідні такі умови: а) наявність рівної або слабо похилої поверхні, щоб вода могла застоюватися і просочуватися всередину по тріщинах; б) товща порід, що карстуються, повинна мати значну потужність; в) рівень підземних вод повинен стояти низько, щоб був достатній простір для вертикального руху підземних вод.

По глибині рівня підземних вод розрізняють карст глибокий та дрібний. Розрізняють також «голий», або середземноморський карст, у якого карстові форми рельєфу позбавлені ґрунтового та рослинного покриву (наприклад, Гірський Крим), та «покритий» або середньоєвропейський карст, на поверхні якого зберігається кора вивітрювання та розвинений ґрунтовий та рослинний покрив.

Карст характеризується комплексом поверхневих (воронки, карри, жолоба, улоговини, каверни та ін.) та підземних (карстові печери, галереї, порожнини, ходи) форм рельєфу. Перехідні між поверхневими та підземними формами – неглибокі (до 20 м) карстові колодязі, природні тунелі, шахти чи провали. Карстові вирви або інші елементи поверхневого карсту, через які в карстову систему йдуть поверхневі води, називаються панори.

Карст, вапнякові плато - комплекс нерівностей, опуклих виходів гірських порід, западин, печер, зниклих потоків та підземних стоків. Виникає в розчинних водою і гірських породах, що вивітрюються. Процес типовий для вапняку, і навіть тих місць, де вимиваються гірські породи. Багато річок перебуває під землею, там є багато печер і великих каверн. Найбільші печери можуть зруйнуватися та утворити ущелину або тіснину. Поступово весь вапняк може бути вимитий. Явище названо за назвою плато "Карст" у колишній Югославії. Характерні карстові системи широко представлені у Кримських горах та на Уралі.

Карст можна спостерігати в Західних Альпах, в Аппалачах (США) та на півдні Китаю тому, що пласти вапнякових порід, що спочатку складалися з шару кальциту (вуглекислого кальцію), завтовшки до 200 м, який був частково розмитий водою. Вуглекислий газ з атмосфери розчинявся в дощі та сприяв утворенню слабкої вугільної кислоти, яка у свою чергу сприяла розмиванню гірських порід, особливо вздовж ліній кліважу та пластів, збільшуючи їх до утворення карстових печер, долин, що виникли внаслідок обвалення стінок печер, які при подальшому розвитку процесу можуть перетворитися на ущелини, і, нарешті, залишаються характерні для карстового ландшафту залишки вапняку, що не зазнав ерозії.

Печера- природна порожнина у верхній товщі земної кори, сполучені з поверхнею землі одним або декількома вихідними отворами, що проходять для людини. Найбільші печери - складні системи проходів та залів, нерідко сумарною довжиною до кількох десятків кілометрів. Печери – об'єкт вивчення спелеології.

Можна розділити печери з їхнього походження на п'ять груп. Це тектонічні печери, ерозійні печери, льодові печери, вулканічні печери і, нарешті, найбільша група, карстові печери. Печери, в привходовой частини, при відповідних морфології (горизонтальний просторий вхід) і розташування (близько до води) використовувалися древніми людьми як зручні житла.

ГІПОТЕЗА ПРО ПОХОДЖЕННЯ КАРСТОВИХ РАЙОНІВ

А саме, є гіпотеза, що:

У давнину 300-400 млн років тому у морській воді відбувався процес розростання та відмирання живих організмів, що інтенсивно використовують для будівництва своїх оболонок кальцій. Вода при цьому була насиченим розчином вуглекислого кальцію. Відмерлі оболонки опускалися на дно і накопичувалися разом з відкладеннями, що випадають в осад розчину в результаті кліматичних змін;

За мільйон років на дні пластами накопичувалася вапнякова маса;

Під тиском вапняковий осад міняв структуру, перетворюючись на камінь, що лежить горизонтальними пластами;

У момент переміщення земної кори море відходило, і колишнє дно ставало суходолом;

Були можливі два сценарії розвитку подій: 1) пласти залишалися майже горизонтальними та неторнутими (як під Москвою); 2) дно випиналося утворюючи гори, у своїй цілісність вапнякових пластів порушувалася, у яких утворювалися численні поперечні тріщини і розломи. Так утворювався майбутній карстовий район.

Ця гіпотеза підтверджується знахідками залишків стародавніх раковин та інших колишніх живих організмів у товщі вапняків. Як би там не було, очевидно, що печери та породи, де вони утворюються, тісно пов'язані із давнім життям на Землі.

УМОВИ ОСВІТИ ПЕЧЕР

Є три основні умови утворення карстових печер:

1. Наявність порід, що карстуються.

2. Наявність процесів гороутворення, зрушень земної кори в зоні поширення порід, що карстуються, в результаті - наявність тріщин у товщі масиву.

3. Наявність агресивних циркулюючих вод.

Без будь-якої з цих умов утворення печер не відбуватиметься. Проте, ці необхідні умови можуть накладатися локальні особливості клімату, будівлі рельєфу, наявності інших порід. Усе це призводить до появи печер різного виду. Навіть в одній печері зустрічаються різні "складові" елементи, що утворюються по-різному. Основні морфологічні елементи карстових печер та його походження.

Морфологічні елементи карстових печер:

Вертикальні прірви, щахти та колодязі,

Горизонтально-похилі печери, та меандри,

лабіринти.

Ці елементи виникають в залежності від виду порушень в товщі масиву, що карстується.

Види порушень:

Розломи та скидання, тріщини:

Напластування,

На межі породи, що карстується і некарстується,

Тектонічні (як правило, поперечні),

Так звані тріщини бічної відсічі.

Схема утворення вертикальних елементів печер (колодців, шахт, прірв): Вилужування.

Криниці утворюються на перетині тектонічних тріщин - у самому мехінічно слабкому місці масиву. Туди поглинається вода атмосферних опадів. І повільно розчиняє вапняк; за мільйони років вода розширює тріщини, перетворюючи їх на колодязі. Це зона вертикальної циркуляції підземних вод

Нивальні колодязі (з поверхні масиву):

Взимку тріщини забиваються снігом, потім він повільно тане, це – агресивна вода, вона інтенсивно розмиває та розширює тріщини, утворюючи колодязі з поверхні землі.

Освіта горизонтально-похилих ходів:

Вода, проникнувши крізь пласт (шар) породи, що карстується, доходить до тріщини напластування і починає поширюватися по ній уздовж площини "падіння" пластів. Відбувається процес вилуговування, утворюється субгоризонтальний перебіг. Потім вода дійде до чергового перетину тектонічних тріщин і знову утворюватиметься вертикальна криниця або уступ. Нарешті, вода дійде до межі порід, що карстується і некарстується, і далі поширюватися тільки вздовж цього кордону. Зазвичай, тут уже тече підземна річка, там є сифони. Це зона горизонтальної циркуляції підземних вод.

Освіта залів.

Зали зустрічаються у зонах розломів – великих механічних порушеннях масиву. Зали - результат процесів гороутворення, що вичерпуються, вилуговування, знову гороутворення (землетруси, обвали).

Буває, включаються додаткові механізми:

Механічний винос уламків породи потоками води,

Дія напірних термальних вод (Новоафонська печера).

Під карстом розуміють геологічний процес та пов'язані з ним явища, що розвиваються внаслідок взаємодії води з розчинними гірськими породами. До них відносяться зони, в яких змінюються властивості гірських порід, поверхневі та підземні карстові форми, карстові відкладення.

У зонах змін водно-фізичних та фізико-механічних властивостей гірських порід відбувається дезінтеграція, брекчування, кавернозність та розущільнення порід. На поверхні розчинних гірських порід утворюються негативні корозійні форми - ніші, карри, воронки, улоговини, полья, рови, карстові лога, яри, долини та каньйони. Ніші є поглибленнями різної форми і генези на схилах карстових масивів. Каррама називаються мікроформи у вигляді борозен, жолобів, лунок на горизонтальних або вертикальних поверхнях гірських порід. Замкнуті, що розширюються догори поглиблення округлої, овальної або неправильної форми діаметром до 100 м утворюють вирви, а діаметром понад 100 м - улоговини. Поля є замкненими або напівзамкнутими формами різних розмірів (площею до 500 км2), що мають плоске дно і періодично підтоплюються карстовими водами. Карстові лога, яри, долини та каньйони відрізняються одні від інших крутістю схилу та характером поглинання стоку (від часткового до повного). Рви - це витягнуті корозійно-гравітаційні заглиблення з крутими бортами, зазвичай орієнтовані паралельно бровці схилу. При вибірковому розчиненні зрідка виникають позитивні форми - рештки (вежі, конуси та ін.).

До підземних карстових форм відносяться негативні корозійні, корозійно-ерозійні або корозійно-гравітаційні форми, що мають ширину або висоту біля входу меншу, ніж довжина або глибина (печери, колодязі, шахти). Печери являють собою горизонтальні, похилі або складні (лабіринтові) порожнини в породах, що карстуються, з перетином більше 30 см. Вертикальні порожнини в породах, що карстуються, конусовидної, циліндричної, щілинної або іншої складної форми глибиною до 20 м називаються колодязями; а глибиною понад 20 м – шахтами.

Карстові відкладення - опади різної генези, складу та розміру - утворюються в поверхневих та підземних карстових формах (глина залишкова; обвальні накопичення; водні механічні відкладення; борошно карбонатне, брекчія, туф вапняний, сталактити, сталагміти, сталагнати, кори, печер; , лід та ін.).

Однією з основних умов розвитку карсту є наявність у розрізі земної кори карбонатних, сульфатних чи соляних порід. По їх літології виділяють чотири підгрупи: I - товщі однотипних порід, що карстуються; II - товщі перешаровування різнотипних порід, що карстуються; III - товщі перешаровування порід, що карстуються і некарстуються; IV - прошарки порід, що карстуються, серед некарстуючих; сім літологічних типів: карбонатний, сульфатний, соляний, карбонатно-сульфатний, теригенно-карбонатний, теригенно-сульфатний, карбонатно-теригенний; дев'ять літологічних видів: вапняковий, доломітовий, крейдяний, гіпсовий, кам'яної солі, вапняково-гіпсовий, теригенно-вапняковий, теригенно-гіпсовий, вапняково-теригенний.

За характером перекриваючих відкладень розрізняють типи карсту: відкритий (що породжуються виходять на поверхню або покриті осадовими несцементованими відкладеннями потужністю до 2 м), покритий (карстуються породи покриті осадовими несцементованими відкладеннями різного генези потужністю більше 2 м), перекритий (карстуючі породи перекриті магматичними або метаморфічними породами різної потужності), перекрито-покритий (породи, що карстуються, перекритоосадовими зцементованими, магматичними або метаморфічними породами і осадовими несцементованими відкладеннями різної потужності).

Окремо виділяють прояви гідротермокарсту - процеси розчинення гірських порід, утворення та заповнення карстових форм та флюїдами. З гідротермокарстом, в основному в карбонатних породах, пов'язано утворення багатьох родовищ - свинцю, цинку, сурми, ртуті, урану, золота, флюориту, бариту, целестину, ісландського шпату, бокситів та ін.
Більше 60% території Росії схильні до розвитку карстових процесів у гірських породах від архей-протерозойського до неогенового віку. Найбільш розвинені теригенно-карбонатний (40%), карбонатно-теригенний (24%) та карбонатний (14%) літологічні типи карсту.

Найбільшу площу (40,6%) займають території простої будови, де в розрізі присутні перекривають одна одну породи однієї або двох систем, що карстуються, 24% території має складне (3–5 систем); 2% - дуже складна будова (більше п'яти систем).
Породи, що карстуються, більш розвинені в Європейській частині Росії (72%), менш - в Азіатській (64%). Вони присутні на 70% площі поширення багаторічномерзлих порід та на 33% площі, що покривалася четвертинним заледенінням.

Печери. Один із найяскравіших проявів карсту - це печери. Вони бувають горизонтальні та похилі. Печери складаються з галерей, залів (гротів), меандрів (звивистих галерей), вузьких проходів і лазів, органних труб (що йдуть вгору від галереї зазвичай сліпих колодязів), завалів (ділянок галереї з склепінням). Великі печери часто утворюють лабіринти: плоскі (без поверхів або закладені в одному шарі) або об'ємні (що йдуть на велику глибину). В обводнених печерах зустрічаються озера, струмки, печерні річки з водоспадами та сифонами (місця, де річка йде під склепіння порожнини). Є печери, що повністю заповнені водою.

У середині ХХ ст. в Росії було відомо близько 350 невеликих карстових печер, найдовшими з яких вважалися у вапняках - Воронцовська (Західний Кавказ, понад 5 км), а в гіпсах - Кунгурі (Приуралля, 4,5 км). Відомостей про карстові шахти Росії не було. В результаті активних спелеологічних досліджень до теперішнього часу відкрито більше 4 тис. природних порожнин різних розмірів і походження, з них 141 відноситься до великих печер довжиною більше кілометра і глибиною більше 100 м. Найдовші печери Росії: у вапняках - Ботовська (60,8 км, Іркутська область) ), у гіпсах – Кулогорська-Троя (16,25 км, Архангельська область), у конгломератах – Велика Орішна (47,0 км, Красноярський край). Найбільше великих печер на Великому Кавказі (35), у Пінего-Кулойському (22) та Південно-Уральському районах (19).

Використання печер у країні досить різноманітне. У промислових цілях вони застосовуються для організації водопостачання; у медичних – для лікування (наприклад, бронхіальної астми у підземних виробках калійного рудника у Пермському краї); у спортивних – для проведення різноманітних спортивних заходів; у наукових – для геологічних, біологічних, археологічних та інших досліджень; в туризмі як екскурсійні об'єкти (Кунгурська, Капова, Воронцовська, Велика Азішська печери, Шаблінські катакомби).

Кунгурська крижана печера – одна з найбільших печер Росії. Її довжина становить 5,7 км. Печера знаходиться на околиці міста Кунгура (Пермський край) на правому березі річки Силва в основі схилу Крижаної гори. Вхід в печеру розташований в скельному оголенні нижньопермських гіпсів, ангідритів і доломітів. Печера є лабіринт, що сформувався в схилової частини долини річки Силва. Середня потужність покрівлі 65,0 м. На підставі проведеної Є. П. Дорофєєвим теодолітної зйомки складено план печери, яка включає 48 гротів (найбільші - грот Географів, близько 50 тис. м3, грот Велет, близько 45 тис. м3). Амплітуда печери становить 32 м, площа – 65,0 тис. м2; обсяг – 206 тис. м3. У печері налічується 70 озер загальною площею 7,4 тис. м2 (найбільше підземне озеро – Дружби Народів – площею 1 460 м2). У різні сезони року кількість та розміри озер змінюються. Кунгура печера знаменита своїми крижаними утвореннями. При вході до неї розвинені в основному конжеляційні льоди, що виникають при замерзанні води (натічні, озерні, сегрегаційні, льоди-цементи та житлові). льоди утворюються внаслідок повітрообміну між підземними порожнинами або їх окремими ділянками. Це кристали (листові, лоткові, пірамідальні, прямокутні, голчасті) та складні форми (ансамблі). Спеціальні спостереження показали, що інтенсивність сублімації становить 0,2 мм на добу. (В шарі води). Ці льоди мають низьку мінералізацію та чуйно реагують на забруднення.

Капова печера (Шульган-Таш) знаходиться в Республіці Башкортостан і входить до складу заповідника "Шульган-Таш". Це одна з найбільших багатоповерхових печер Уралу завдовжки 2640 м, археологічна пам'ятка світового значення з палеолітичним живописом і стоянкою стародавніх людей. Вона сформована у карстовому масиві на правому березі Білої. Масив складний вапняками візейського ярусу нижнього карбону. Вхід у печеру має вигляд арки розміром 48х18 м. Печера являє собою систему галерей, коридорів та залів північно-північно-західного та північно-східного простягання, розташованих на трьох рівнях. Найбільш значні зали (Хаос, Малюнок, Брильянтовий, Кришталевий) сформовані на середньому та верхньому ярусах. На нижньому - протікає річка Шульган (середня витрата води 50 л/с), яка зникає з поверхні в 2,5 км на північ від печери. У сифонній частині річки, біля входу в печеру, глибина досягає 30 м. Найдавнішим є середній поверх печери, де розташований сучасний вхід до неї. Печера прикрашена кальцитовими натічними утвореннями, взимку – крижаними сталактитами та сталагмітами.

У 1959 р. зоолог А. В. Рюмін виявив у печері палеолітичні малюнки стародавньої людини, що принесло їй світову популярність. На цей час у печері знайдено понад 50 різнотипних барвистих зображень звірів (мамонта, носорога, бізона), антропоморфної істоти, плями фарби та різні геометричні знаки у вигляді трапецій, прямокутників та трикутників, виконаних охрою різних тонів. Розміри малюнків від 6 см до 1,06 м. Вони розміщені у чотирьох залах: у Купольному, Знаків та Хаосу на середньому ярусі та у залі Малюнок на верхньому ярусі. Вік малюнків становить щонайменше 13–14 тис. років. У культурному шарі на середньому ярусі печери виявлено вістря, скребки, виїмчасті гармати, пластинки з притупленим краєм та деякі інші знаряддя, зроблені з місцевого печерного вапняку та кальциту, а також із кремені та зелено-коричневої яшми. З печерою пов'язано багато легенд, переказів, повір'їв та казок.

Буду вдячний, якщо Ви поділитеся цією статтею у соціальних мережах:

Карстові печери- Це підземні порожнини, що утворилися і товщі земної кори, в районах поширення легкорозчинних карбонатних і галогенних гірських порід, піддаючись вилуговування та механічному впливу, ці породи поступово руйнуються, що призводить до утворення різних карстових форм. Серед них найбільший інтерес викликають підземні карстові форми – печери, шахти та колодязі, що характеризуються інколи дуже складною будовою.

Однією з основних умов утворення карстових печерє наявність гірських порід, що відрізняються значним літологічним розмаїттям. Серед них виділяються карбонатні породи (вапняки, доломіти, писча крейда, мармури), сульфатні (гіпси, ангідрити) та галоїдні (кам'яна, калійна солі). Породи, що карстуються, мають дуже широке поширення.

У багатьох місцях вони перекриваються малопотужним чохлом піщано-глинистих відкладень або безпосередньо виходять на поверхню, що сприяє активному розвитку карстових процесів та утворенню різних карстових форм. На інтенсивність карстоутворення значний вплив має також потужність порід, їх хімічний склад та особливості залягання.

Вода - будівельник карстових печер

Як уже говорилося, будівельником карстових печер є вода. Однак щоб вода могла розчиняти гірські породи, вони повинні бути водопроникні, тобто тріщинувати. Тріщинуватість порідє однією з основних умов розвитку карсту. Якщо карбонатний або сульфатний масив монолітний і складається з твердих різниць порід, позбавлених тріщинуватості, він не піддається впливу карстових процесів.

Однак таке явище зустрічається рідко, так як вапняки, доломіт і гіпси тріщинувати за своєю природою. Тріщини, що розсікають вапнякові масиви, мають різне походження. Виділяють тріщини літогенетичні, тектонічні, механічного розвантаження та вивітрювання. Найбільш поширені тектонічні тріщини, які зазвичай січуть різні шари осадових порід, не заломлюючись при переході з одного шару до іншого і не змінюючи своєї ширини.

Тектонічна тріщинуватість відрізняється розвитком складних взаємно перпендикулярних тріщин шириною 1-2 мм. Найбільшою роздробленістю та тріщинуватістю гірські породи характеризуються в зонах тектонічних порушень.

Випадаючи на поверхню масиву, що карстується, атмосферні опади по тріщинах різного походження проникають у глиб цього масиву. Циркулюючи підземними каналами, вода вилуговує гірську породу, поступово розширює підземні проходи і утворює іноді величезні гроти. Вода, що рухається, є третьою обов'язковою умовою розвитку карстових процесів.

Без води, що розчиняє та руйнує гірські породи, не було б карстових печер. Ось чому особливості гідрографічної мережі і своєрідність гідрогеологічного режиму значною мірою визначають ступінь каверзності товщ, що карстуються, інтенсивність і умови розвитку підземних порожнин.

Дощові та талі снігові води

Основну роль формуванні багатьох карстових порожнин грають інфільтраційні та інфлюаційні дощові та талі снігові води. Такі печери – корозійно-ерозійного походженняоскільки руйнація породи відбувається як за рахунок її хімічного вилуговування, і шляхом механічного розмиву. Однак не слід думати, що ці процеси протікають одночасно і безперервно.

На різних стадіях розвитку печер та на різних їх ділянках домінує зазвичай один із зазначених процесів. Утворення деяких печер цілком пов'язане або з корозійними або з ерозійними процесами. Зустрічаються також нівально-корозійні печери, своїм походженням зобов'язані діяльності талих снігових вод у зоні контакту снігової товщі з породою, що карстується. До них відносяться, наприклад, порівняно неглибокі (до 70 м) вертикальні порожнини Криму та Кавказу.

Багато печер виникли внаслідок обвалу покрівлі над підземними корозійно-ерозійними порожнинами. Деякі природні порожнини утворилися шляхом вилуговування гірських порід артезіанськими, мінеральними і термальними водами, що сходять по тріщинах. Таким чином, карстові печери можуть мати корозійне, корозійно-ерозійне, ерозійне, нівальнокорозійне, корозійно-гравітаційне (провальне), гідротермальне та гетерогенне походження.

Конденсаційні води

Крім інфільтраційних, інфлюаційних і напірних вод у освіті печер певну роль грають також конденсаційні води, які, збираючись на стінах і стелі печер, роз'їдають їх, створюючи химерні візерунки. На відміну від підземних струмків конденсаційні води впливають на всю поверхню порожнини, у зв'язку з чим мають найбільший вплив на морфологію печер.

Особливо сприятливими умовами для конденсації вологи характеризуються невеликі порожнини, розташовані на значній глибині від поверхні, оскільки кількість конденсаційної вологи знаходиться у прямій залежності від інтенсивності повітрообміну та у зворотній від об'єму порожнини. Спостереження, проведені в , показали, що протягом року конденсується 3201,6 м3 води, а в підземних порожнинах усієї головної гряди в 2500 разів більше (тобто 0,008004 км3). Ці води вирізняються великою агресивністю.

Жорсткість їх перевищує 6 мг-екв (300 мг/л). Таким чином, за рахунок інфільтраційних вод печери Гірського Криму, як свідчать нескладні розрахунки, збільшуються порівняно із загальним обсягом приблизно на 5,3%. Середня мінералізація конденсаційних вод близько 300 мг/л, отже вони виносять протягом року 2401,2 т (8004 106л X 300 мг/л) вуглекислого кальцію.

Сумарне винесення карбонату кальцію карстовими джерелами Гірського Криму становить близько 45 000 т/рік. Отже, роль конденсаційних вод у формуванні підземних порожнин порівняно невелика, причому їх вплив на гірську породу як агента денудації обмежується переважно теплим періодом.