Владимир Мальцев - Пещера мечты. Пещера судьбы

• Название: Пещера мечты. Пещера судьбы
• Автор: Владимир Мальцев
• Издательство: Астрель
• Жанр: Путешествия и география
• Год: 1997
• ISBN: 5-7947-0046-7

Уважаемые читатели! Предлагаемая вашему вниманию книга посвящена Кап-Кутану — одной из самых знаменитых пещер, входящих в десятку красивейших в мире. Она написана спелеологом, прошедшим под землей свыше тысячи километров и опубликовавшим около сорока научных робот, посвященных пещерам. В данном произведении, пожалуй впервые в отечественной литературе, предпринята попытка в художественной манере рассказать об исследовании пещер на примере Кап-Кутана и на примере одной из команд спелеологов. Автор не скрывает своей, во многом субъективной, позиции по отношению к описываемым событиям, людям. Это позиция нашла отражение и в выборе стиля изложения, лексики, даже в отношении к некоторым общепринятым грамматическим нормам. Однако мы надеемся, что книга будет интересна и тем, кто увлекался и увлекается спелеологией, и тем, кто просто любит литературу о путешествиях, и тем, кто еще только пытается найти себе дело по душе.

---

Разумеется, есть и другие отличия. Вызванные участием уже знакомой нам механики. Если капель и струйки сильны — появляется турбулентность, и — вместо структурированных сталактитов появляются туфовые. Между прочим, практически все гигантские натеки в основной массе приспособленных к туризму пещер относятся к этому типу — и потому у них нет ни чистоты, ни прозрачности, ни звонкости.

Но и при медленном поступлении воды без механики не обходится. Присмотримся к любому чистому сталактиту, лучше — к так называемой «макаронине», тонкому и почти прозрачному трубчатому образованию. На первый взгляд все просто. Вода поступает из дырочки в потолке, вокруг дырочки начинается кристаллизация, постепенно геометрический отбор уменьшает количество кристаллов, и — остается единственный кристалл в форме тонкостенной трубочки. Собственно, до самого недавнего прошлого их рост именно так и трактовался. Только вот почему дырочка в потолке всегда оказывается именно в той точке, откуда воде удобно капать? Статистически не проходит. Достанем лупу и внимательно посмотрим на кончик сталактита. Ага На кончике-то не грани головки, а целая поросль уже знакомых нам скелетных кристаллов, свидетельствующих о разбалансированной среде кристаллизации. Откуда дисбаланс степени насыщения и скорости перемешивания? Из той же механики — гидродинамический удар при отрыве капли. А монокристаллическое тело трубочки? Оттуда же. Пульсация давления в канале, вызываемая отрывом капель, вызывает собирательную перекристаллизацию — растворение мелких кристаллов с одновременным ростом крупных. Вот и получилась вся структура сталактита. А куда делось питание по каналу? Да оно просто не нужно — центральный канал сталактита есть не причина, а следствие. Кстати, можно заметить, что диаметр трубки — прекрасный индикатор изменения состава растворов. Ничтожные вариации отображаются в поверхностном натяжении, которое контролирует диаметр капли — и трубка заметно меняет свой диаметр. Между прочим — пора восстановить некоторую справедливость, а то уж больно получается, что всех ругаю, а себя хвалю. Так вот на тему макарон — в первом черновике этой главы я привел именно ту теорию, которую сейчас и раздолбал. И подобных мест в этой главе, где трактовка с момента написания первого черновика изменилась радикально — не менее четырех. Собственно, именно из нежелания пичкать читателя устаревшими представлениями, эта глава — единственная во всей книге — практически полностью переписана в последний момент перед печатью. Хотя — как там у Савченко сказано в «советах начинающему гению»? Кажется, так: «Не спеши объяснять другим то, что сам только что понял: ты понял далеко не все». Проигнорирую. Ибо гениев здесь нет, а у него же сказано: «Доставляет удовольствие еще раз вникнуть в дело, растолковывая его другому».

На сталагмитах происходит примерно то же самое: рост мелких скелетных кристаллов на ударах капли с их последующей перекристаллизацией. Но здесь перекристаллизация уже устроена по-другому, так как может происходить только на поверхности — у сталагмита нет канала. И потому при перекристаллизации возникает ориентированный геометрический отбор, при котором лучше выживают вертикальные индивиды. И — достаточно высокий и тонкий сталагмит, начиная с некоторой высоты, тоже становится монокристаллическим.

Сталактиты и сталагмиты, несмотря на свою очевидную простоту, вообще чрезвычайно поучительны в смысле всевозможных заблуждений. Один пример я уже привел, приведу и второй. Если кто уже читал что о пещерах, даже в специальной литературе, — помнит наверняка. На потолке растет сталактит, на полу под ним — сталагмит, дорастая друг до друга, они срастаются, и получается колонна — сталагнат. Опять вопрос на засыпку: а почему же там, где растут самые крупные сталагмиты, никаких сталактитов над ними нет и в помине? И наоборот — под макаронами не бывает сталагмитов. Тот же Максимович, классификацию которого я охаял, еще в шестидесятых додумался померить расходы воды — и обнаружил, что сталактиты растут при меньших расходах, чем сталагмиты. Причем — и для тех и для других есть жесткая корреляция формы с интенсивностью питания. По мере убывания интенсивности выстраиваются сталагмиты-холмы, потом сталагмиты-пагоды, потом сталагмиты-палки, дальше идут конические сталактиты, и наконец — макароны. Остается лишь добавить, что сталагмиты первых двух типов — туфовые, и часть конических сталактитов — тоже. Так вот до сих пор практически везде описывается опровергнутая схема с одновременным ростом. И — на экскурсионных маршрутах в оборудованных пещерах предлагается представить себе, за какой срок мог вырасти вот этот вот десятиметровый сталагмит из тех вон изредка падающих капель. А из капель-то в действительности вырос только крошечный сталактитик над ним. Сам же сталагмит давно прекратил свой рост, а когда рос — с потолка шла довольно мощная струя.

А еще интереснее становится, когда вмешивается химия. Понятно, что описанный механизм имеет смысл только для кальцита. Если же обратиться к сталактит-сталагмитовым агрегатам других минералов, для которых газовый обмен не актуален, так их большинство спелеоминералогов вообще за таковые не признает — настолько разительна разница.

Например, знаменитые гипсовые «люстры» из Кап-Кутана, Фата-Морганы, Lechuguilla Cave и Torgac Cave. Трудно в этих висящих с потолка кустах трех-четырехметровых ограненных кристаллов опознать обычные сталактиты. Но — тем не менее. Гидродинамика не работает, и сталактит растет за счет постепенного испарения струящейся по его поверхности воды. И — кристаллы начинают ограняться. А ограняясь — начинают влиять на распределение пленочных потоков на собственной поверхности. Возникает обратная связь — и сталактит «расцветает» пучком сверкающих кристаллов.

Кристаллография тоже может подбросить загадок. Взять, например, арагонитовые сталактиты. Цепочки из висящих друг на друге сферических сегментов безо всякого канала. Как в зале «Дамские Пальчики», который так и назван именно из-за их вида — непривычного, если не неприличного. Хотя химия в точности та же, что и для кальцита. А дело в том, что арагонит в обычных условиях всегда растет кристаллами, расщепленными до слабосвязанных пучков «ежей». И перекристаллизация скелетов идет не в монокристалл, а в эти пучки. Которые за счет своей пористости перераспределяют все питание (опять обратная связь), растя сегментом до тех пор, пока хватает капиллярных сил на удержание перекристаллизующего раствора, а потом — «схлопываясь» в каплю и начиная новый сегмент.

* * *

Заговорив о капиллярных силах и силах кристаллизации, мы органично дошли до той стадии в развитии пещеры, когда вода уже не течет и не капает — теперь она вся связана капиллярными силами в тонкие пленки, тем самым — практически не подчиняясь силе тяготения.

И вот здесь возникают, пожалуй, наиболее эффектные агрегаты — кораллиты и кристалликтиты. Механизм их роста — один из наиболее показательных, и он даже легко моделируется в домашних условиях (естественно, на более растворимых веществах). В наше время выращивание дома кораллитов и кристалликтитов из какого-нибудь медного купороса было весьма популярным школьным развлечением. Медленно испаряющаяся капиллярная пленка имеет очень своеобразную структуру массопереноса, управляемую законами физики испарения. Как известно, испарение с поверхности идет весьма неравномерно и зависит от локальной кривизны. Чем меньше радиус кривизны, тем интенсивнее испарение. На выступающих частях оно гораздо сильнее, чем на плоских или вогнутых. И — пленка подтягивается к ближайшему острию. Здесь уже разница между кальцитом и другими минералами нивелируется — все равно, происходит кристаллизация как непосредственный результат испарения, или опосредованно — через капиллярную пленку. Результат один — самый быстрый рост будет на самых острых выступах субстрата.

А что есть растущий кристалл? Тоже выступ, причем даже более острый. Да еще и снабженный не менее острыми ребрами по бокам. Опять обратная связь. И — на каждом гребешке, на каждом камешке расцветает ветвистый кустик — кристалликтит. С очень своеобразной конкурентной схемой, при которой выживают кристаллы, растущие с выступов в сторону самого свободного пространства. И «кустик» здесь — не аллегория, а именно аналогия. Ровно такую же геометрию конкуренции между ветвями имеет и самый настоящий живой куст какой-нибудь черники. И тоже на кочке растет. Природа едина и подчиняется одним и тем же законам физики.

Если кристаллы расщепляются, то вместо кристалликтитов растут несколько более распространенные кораллиты, более похожие на виноградные грозди. Несмотря на столь различный вид, при внимательном рассмотрении можно убедиться, что геометрическая схема у них в точности такая же.