Классификация пещер
Классификация пещер — совокупность способов систематизации пещер по различным типам. Данной проблемой занимались Г. Кирл, 1924, и Ф. Бублейников, 1953; Г. Максимович, 1963, и X. Триммель, 1968; Л. Маруашвили, 1973, и Т. Ратгебер, 1980; К. Кирман, 1982, и Н. Байт, 1983; Р. Сьёберг и другие исследователи.
Пещеры классифицируют по их происхождению (первичные и вторичные, сингенетические и эпигенетические), типу вмещающих пород (магматические, осадочные, метаморфические; интрузивные и эффузивные; массивные — рыхлые; карстующиеся и некарстующиеся и пр), скорости пещер-образования (тахикарстовые — карстовые — брадикарстовые), температуре протекающей внутри них воды (холоднокарстовые-гидро-термокарстовые) и эволюции пещер.
В конечном итоге общепринятая классификация пещер стала состоять из 2 группы, 3 классов, 14 подклассов и 27 типов. В основе классификации используется генетический подход: группы полостей выделяются по антропному признаку (естественные и искусственные); классы — по источнику энергии полостеобразующих процессов (эндогенному, экзогенному и антропогенному); подклассы — по характеру перемещения вещества, а типы — по основному процессу, приводящему к ее образованию. В данной классификации представлены только моногенетические (образованные одним ведущим процессом) полости. Образованные несколькими ведущими процессами подземные полости носят название полигенетических образований. Они относятся к смешанным типам (коррозионно-гравитационный, экскавационно-коррозионный, суффозионно-коррозионно-абразионный и др.).
Классификация Максимовича[править]
Г. А. Максимович предложил классифицировать пещеры по их схеме: линейные, прямоугольные, перистые, решетчатые. Впоследствии он предложил классификацию пещер по плотности и густоте пещер на площади в 1000 квадратных метров, общей площади, общему объему и удельному объему (коэффициент Максимовича). Также Максимович впервые в истории систематизировал пещеры по длине и глубине.
Спортивная классификация[править]
По трудности прохождения все пещеры делятся на 6 спортивных категорий с постепенным повышением уровня сложности: 1А, 2А, 1В, 2В, 1С, 2С.
По скорости движения воды[править]
По скорости движения воды все подземные полости делятся на пещеры речного типа (скорость течения от 10 до 1000 метров в час) и пещеры озерного типа (скорость течения меньше 10 метров в час). И если развитие пещер речного типа идет как за счет коррозии (химического разрушения горных пород в результате взаимодействия с насыщенной углекислотой водой), так и за счет эрозии (физического разрушения горных пород за счет истирания движущимися в воде песчинками), то в пещерах озерного типа из-за низкой скорости водного потока действует только коррозия.
Оба типа пещер обычно состоят из 3 частей: зоны нисходящей циркуляции (где вода втекает в пещеру), зона горизонтальной циркуляции (вода течет под землей) и зоны сифонной циркуляции (вода вытекает из пещеры в местный водоем). Стоит отметить, что пещера необязательно имеет все 3 указанные части: если вход пещеры расположен близко от ее выхода, то отсутствует зона горизонтальной циркуляции (наклонная пещера); а если перепад высот между входом и выходом отсутствует, то нет зоны нисходящей циркуляции (горизонтальная пещера).
Пещеры речного типа[править]
В пещерах речного типа пропускная способность полостей превышает скорость поступления воды. Иными словами пещеры данного типа характеризуются быстрым течением воды. Это приводит к концентрации водной эрозии на нескольких магистральных направлениях, поэтому пещеры данного типа характеризуются хорошо проработанными широкими проходами. Причиной появления таких пещер может быть либо малое количество поступающей в пещеру воды, либо большая скорость водного потока благодаря большому перепаду высот между входом и выходом (и то и то обычно характерно для горных районов).
В зоне сифонной циркуляции пещер речного типа высота входов превыщает их ширину, а сама пещера образует ступенчатый каскад колодцев. В зоне горизонтальной циркуляции пещера образует галереи-коридоры правильной формы с одинаковой высотой и шириной. Зона сифонной циркуляции у пещер речного типа иногда находится ниже уровня местного водоема и в этом случае бывает 2 типов: наклонный сифон-пещера (пещера поднимается к выходу под углом) и вертикальный сифон-шахта (пещера поднимается к выходу вертикальным колодцем).
Пещеры озерного типа[править]
В пещерах озерного типа пропускная способность полостей уступает скорости поступления воды. Иными словами пещеры данного типа характеризуются медленным течением и застаиванием воды. Это приводит к рассеиванию водной эрозии по множеству мелких трещин путем просачивания по всему объему полостей, поэтому пещеры озерного типа часто характеризуются разрывностью подземелий по пути следования водного потока. Причиной появления пещер озерного типа может служить либо большой объем поступающей в нее воды, либо низкая скорость течения благодаря малому перепаду высот между входом и выходом.
В зоне нисходящей циркуляции пещеры озерного типа образуют 2 вида: затопляемые мешкообразные пещеры и коррозионно-нивальные шахты. Затопляемые мешкообразные пещеры представляют собой один или несколько гигантских залов-гротов с непосредственным выходом на поверхность. Они образуются при благоприятных условиях поступления в них воды и затруднении ее стока из пещеры (например за счет нанесенных глиняных отложений). В затопляемых мешкообразных пещерах ширина и высота залов равны между собой. Коррозионно-нивальные шахты пещер озерного типа образуются при движении воды по вертикальной тупиковой трещине и имеют глубину до 50 метров. При этом дно затопляемых мешкообразных пещер и коррозионно-нивальных шахт связано с пещерами горизонтальной циркуляции только системой маленьких, затрудняющих движение воды трещин или в терминологии спелеологов трещинновой связью (в чем состоит их кардинальное отличие он аналогичных шахт пещер речного типа, которые соединены с пещерами хорошо проработанными проходами или в терминологии спелеологов полостной связью). В зонах горизонтальной и сифонной циркуляции пещер озерного типа образуются периодически подтопляемые пещеры и переточные пещеры. В периодически подтопляемые пещеры вода проникает при повышении уровня воды в местных наземных реках, обновляет и повышает уровень подземных озер, а затем при падении уровня в наземных реках тем же путем вытекает из пещер. В переточных пещерах вода из реки течет одновременно и в наземном русле и в параллельных с ним подземных трещинах. В последнем случае вода движется постоянно (а не эпизодически, как в периодически подтопляемых пещерах) по множеству трещин между подземными озерами. Переточные пещеры имеют малую ширину и высоту, зачастую большую протяженность, горизонтальное расположение на уровне местной реки и решетчатую схему подземных лабиринтов.
По причинам возникновения[править]
Естественные пещеры[править]
Эндогенный класс[править]
Эндогенный класс — совокупность пещер, образованных в результате действия внутренних сил Земли. Состоит из 3 подклассов: магматогенного, вулканогенного и тектогенного.
Магматогенный подкласс пещер образуется в результате остывания магмы и ее кристаллизации. Другое название — кристаллизационные полости. Попадается в габюро, диоритах и гранитах. Кристализационные пещеры имеют особую щелевидную форму, кулисообразно примыкающие друг к другу.
Вулканогенный подкласс пещер образуется в результате вытекания магмы из горного массива. В фантастике вулканические пещеры представлены в романах Жюль Верна «Путешествие к центру Земли» и «Таинственный остров». Вулканогенные подкласс пещер включает в себя 3 подкласса: экструзионные, эксплозионные и флюационные пещеры. Полости экструзионного типа образуются при извержении вулканов и бывают 2 типов: длинные глубокие трещины и глубокие шахты с крутыми стенами. Полости эксплозионного типа образуются при вытекании вязкой лавы, когда из нее выделяются газовые растворы. Они бывают двух видов: пузыри (онкосы) и шахты (спиракулы). Полости флюационного типа образуются в лавах низкой вязкости и газонасыщенности. В этом случае поверхность лавового потока твердеет, покрывается корочкой, а внутрення лава прорывает эту корочку и вытекает наружу, образуя тем самым пещеры-тоннели. Чаще всего встречается в базальте и андезите. Пещеры магматоггенного и вулканогенного подкласса относят к горячим пещерам, так как они образовались при охлаждении лавы и магмы.
Тектогенный подкласс пещер образуется в результате напряжений, растяжений и сжатий в горных породах после их формирования. Тектогенный подкласс пещер состоит из двух видов: полости дизъюнкционнного типа и полости контракционного типа. Полости дизъюнкционного типа образуются при тектонических движениях, раскрывающих трещины. Пещеры подобного типа имеют клиновидную форму с сужением сверху или снизу. Полости контракционного типа образуются при горизонтальном или вертикальном смещении пород. Имеют форму кулисообразно расположенных галерей. Тектогенный подкласс пещер относят к холодным пещерам, так как они образовались в условиях обычных температур.
Экзогенный класс[править]
Экзогенный класс — совокупность пещер, образованных в результате действия внешних сил Земли. Состоит из 8 подклассов: гипергенных, эологенных, флювиогенных, карстогенных, суфффозиогенных, гляциогенных, пирогенных и биогенных.
Гипергенный подкласс состоит из 4 типов пещер. Дилатансионный тип пещер образуется при уменьшении нагрузок на горный массиво (например при таянии ледников). Схож с полостями дизьюнкционного типа. Гравитационный тип пещер образуется под действием силы тяжести. В качестве примера гравитационной полости можно привести пещеру Пулаи в Венгрии длиной 150 и глубиной 22 метра, появившуюся при обрушении базальтов в нижележащие карстовые полости. Денудационный тип полостей появляется в результате доледникового и послеледникового расширения трещин. Гидратационный тип образуется в результате деформации пластов ангидридов при их гидратации и переходе в гипс.
Эологенный подкласс объединяет пещеры, образовавшиеся в результате действия ветра. Корразионный тип представляет собой ниши в нижней части склонов, иногда превращающиеся в небольшие тупиковые пещеры. Дефляционный тип представляет собой ниши в средней части склонов, иногда превращающиеся в сквозные окна и арки.
Флювиогенный подкласс объединяет пещеры, образовавшиеся в результате действия поверхностных вод. Состоит из эрозионного и абразионного типов. Эрозионный тип представляет собой вымытые поверхностными водами вытянутые, иногда извилистые каналы с желобками и нишами на стенах. Чаще всего образуются в непрочных рыхлых породах: слабосцементированных осадочных (песчаники) или метаморфических (сланцы) породах. Абразионный тип объединяет подземные полости, образовавшиеся на границе морей и океанов с сушей в результате разрушения береговых пород приливами, отливами, течениями и волнами.
Карстогенный подкласс объединяет пещеры, образованные подземными водами. Включает в себя один тип: коррозионный.
Суффозиогенный подкласс объединяет подземные полости, образовавшиеся в результате разрушения глинистых или песчаных пород механическим (вымывание) или химическим (выщелачивание) способом. Состоит из одного типа: суффозионного.
Гляциогенный подкласс обозначает полости, образовавшиеся в результате действия ледников. Включает в себя 2 типа: дислокационный и абляционный. Дислокационный тип — пещеры, появившиеся между деформированными и смещенными пластами горных пород (результат движения покровных ледников). Пример может служить щелевидная пещера Сагуэна под Монреалем, частично заполненная морскими глинами. Она находится на глубине 10-20 метров, имеет длину 317 метров и возраст 3-5 тыс. лет (см. рисунок). Абляционный тип — пещеры внутри ледников и снежников, появившиеся в результате таяния воды или вымывания водными потоками. Абляционный тип в свою очередь имеет несколько разновидностей. К данному типу относят эфемерные полости под снежниками, лавинами и наледями, возникшие в результате размыва талыми или речными водами. При таянии подземного льда образуются термокарстовые полости. Внутри ледников встречаются свои абляционные полости (носящие название ледниковых пещер).
Пирогенный подкласс включает в себя только пиролизный тип. Пирогенный подкласс объединяет полости, образованные в результате действия огня. Например пиролизный тип обозначает пещеры, появившиеся в результате выгорания угля, торфа и сланцев. Имеют диаметр до 10 метров.
Биогенный подкласс объединяет полости, возникшие в результате деятельности живых организмов (кроме человека). Биогенный подкласс состоит из 2 типов: вегетационный и эксенционный. Вегетационные полости образуются внутри коралловых рифов за счет переплетения или срастания кораллов. Имеют размеры до 100 метров, характеризуются хаотичными сложными очертаниями и встречаются в коралловых рифах тропических морей. Эксенционные полости представляют собой выкопанные различными животными полости (норы лис, барсуков). Иногда достигают в длину десятков метров. К этому типу подземных полостей относится и вырытая слонами для поиска соли пещера Элгон в Африке.
Искусственные пещеры[править]
Антропогенный класс[править]
Антропогенный класс — совокупность пещер, образовавшиеся в результате деятельности человека. Антропогенный класс состоит из 3 подклассов: механогенного, хемогенного и петрогенного.
Механогенный подкласс составляют искусственные пещеры, образованные в результате механического извлечения горных пород. Другое название механогенного подкласса — полости экскавационного типа. Ярким примером полостей экскавационного типа являются многочисленных горных выработках, разбросанных по всему миру.
Хемогенный подкласс составляют искусственные пещеры сольвационного, ликвационного, кремационного и эрупционного типа. Сольвационные пещеры появляются при закачивании под землю различных растворителей. Данный способ используется при добыче полезных ископаемых, которые сначала растворяются, а затем вместе с раствором выкачиваются из недр планеты. Ликвационные полости образуются при горячем способе добычи серы из карстовых известняков, когда под землю закачивают воду температурой в 165 градусов и затем вместе с расплавленной серой выводят ее обратно на поверхность. Кремационный тип полостей образуется при добыче горючего газа, образующегося при неполном сгорании угля или сланца. Эрупционный тип полостей появляется в результате использования взрывчатых веществ.
Петрогенный подкласс включает в себя полости конструкционного типа. Полости конструкционного типа — все пустоты внутри искусственных зданий и сооружений (пирамидах, замках, крепостях и прочее).
Пещеры смешанного типа[править]
Многие пещеры образовались в результате одновременного воздействия нескольких сил. Такие пещеры относят с смешанному типу. Например образованные подземными водами пещеры сначала идут вниз до нерастворимого слоя, а затем поворачивают горизонтально до океана, моря или озера. В местах впадения они могут соединяться с океанскими, морскими или речными гротами, образовывая коррозионно-абразионные пещеры. Поверхностные воды иногда просачиваются внутрь Земли, образуя в этом случае эрозионно-коррозионные пещеры. Таким образом могут существовать смешанные эрозионно-коррозионно-абразионные пещерные системы. Если карстовые породы не выходят на поверхность, а прикрыты сверху глинистыми ли песчаными породами, то в этом случае могут появиться суффозионно-коррозионные пещеры (сверху образованные в результате размыва или выщелачивания суффозионные полости, а снизу получившиеся в результате растворения горных пород коррозионные полости). В покрытых ледниками районах могут образовываться абляционно-коррозионные пещеры, когда вода из ледника уходит вниз в горные породы. Норы животных (эксенционные полости) гипотетически могут выходить в неглубокие пещеры любого типа, образуя множество смешанных подтипов. Коралловые рифы тропических морей и океанов могут расти в прибрежных затопленных гротах, образуя в этом случае вегетационно-абразионные пещеры. Гипергенные и тектогенный подкласс могут образовываться в любом точке Земли, поэтому возможно их соединение с пещерными системами любых типов (например гравитационно-коррозионные, гравитационно-суффизионные, гравитационно-абразионные и прочие). Например при обрушении под действием силы тяжести потолка карстовой полости образуется гравитационно-коррозионная пещера. Да и развитие карстовых пещер обычно идет по уже существующей системе трещин, расширяя тем самым гипергенные и тектогенные пещеры. В основании карстующихся слоев обычно находятся нерастворимые породы вулканического происхождения, поэтому гипотетически возможно соединение коррозионных пещер с более древними пещерами магматогенного и вулканогенного подкласса (данное соединение может образоваться и при выходе лавовых пород в карстовых районах Земли). В лишенных растительности карстовых районах возможно существование эологенно-коррозионных пещер, когда образованные в результате действия ветра полости выходят в карстовые пещеры (корразионно-коррозионные или дефляционно-коррозионные пещеры). Антропогенные пещеры могут соединяться с естественными пещерами любых типов. Например горные выработки (экскавационные пещеры) могут выходить в карстовые полости, образуя экскавационно-коррозионные пещеры. (в качестве примера Дублянский приводит обнаруженные в одесских катакомбах небольшие пещеры карстового происхождения). Тайный коридор в стене средневекового замка (полость конструкционного типа петрогенного подкласса) может переходить в подземный ход за пределы замка (полость экскавационного типа механогенного подкласса), образуя конструкционно-экскавационные пещеры.
Таблица[править]
Ссылки[править]
- Ю. Е. Лобанов. Классификация пещер
- Классификация пещер
- Дублянский В. Н., Андрейчук В. Н. Генетическая классификация подземных полостей
- Работы Г. А. Максимовича по вопросам морфологии и эволюции пещер
- Е. В. Трофимова. О терминологической унификации форм спелеорельефа
- Роль Г. А. Максимовича в развитии научной спелеологии
