Натечные образования в пещерах и травертиновые террасы

Вода растворяет минеральные соли, выносит их, а затем переоткладывает. В районах распространения известковых пород этот процесс приводит к образованию пещер, а на открытом воздухе — травертиновых террас.

Древние люди, судя по оставленным ими росписям, спускались довольно глубоко в пещеры. Были ли они знакомы с теми удивительными образованиями, какие можно найти в подземных гротах? Изучение пещер (спелеология) стало популярным занятием благодаря бесстрашным путешественникам конца XIX в.

Теперь леса натечных образований посещают тысячи людей и неизменно приходят в восторг от их красоты и многообразия. Столбы и подвески, колонны, каменные занавесы, букеты кристаллов и ожерелья, подземные пруды, озера и реки соперничают друг с другом в великолепии. Спелеологи искусно осветили и придумали эффектные имена некоторым причудливым подземным формам, выплывающим из темноты, а художники здесь – вода и время.

Растворенный в воде диоксид углерода, вступая в реакцию с карбонатом кальция, основным компонентом известняка, превращает его в растворимый в воде бикарбонат. Когда такой раствор просачивается в подземные пещеры, из него улетучивается часть углекислого газа, и бикарбонат, снова превращаясь в нерастворимый карбонат, выпадает в осадок. Так постепенно, капля за каплей, вода создает натечные образования из арагонита или кальцита.

СТАЛАКТИТЫ РАССКАЗЫВАЮТ

Натечные образования подземных пещер, являющиеся своеобразными архивами, представляют интерес далеко не для одних только гидрологов. Темпы роста сталактитов и сталагмитов отражают величину водопритока в пещеру. Прекращение их роста связано с сухими периодами, особенно с последней ледниковой эпохой, начавшейся 1,8 млн лет назад и продолжающейся по сей день, когда покрытая льдом земля препятствовала просачиванию воды. Другой индикатор климата – минералогическая природа карбоната кальция, который откладывается обычно при малой воде. Радиоизотопные методы определения возраста, дополняющие радиоуглеродные, позволяют проследить изменения климата в четвертичном периоде.

Превосходные запруды

Среди многочисленных чудес Афганистана туристам предлагается полюбоваться видом  причудливой цепочки прохладных водоемов с бирюзовой водой в долине, расположенной на высоте 3000 м в горах Гиндукуша. Это озера Банди-Амир. Окружающие склоны лишены растительности, и вода здесь встречается редко. В озерах же она задерживается благодаря травертиновым стенкам, действующим как плотины. Эти стенки высотой до 10 м, несмотря на кажущуюся хрупкость, прекрасно выдерживают давление воды. Травертин состоит из пористого карбоната кальция, который крошится от прикосновения. Вода тающих снегов растворяет известняк, из которого сложены окрестные скалы, а затем, нагреваясь, переоткладывает карбонат кальция в виде травертина, запруживая тем самым сама себя.

Стройматериалы

В других районах мира травертин откладывается подземными водами, выходящими на поверхность в виде источников. Поскольку температура на поверхности обычно выше, чем под землей, то воды, нагреваясь, откладывают растворившийся в них в ходе подземного путешествия карбонатный материал. Реки, которым они дают начало, также иногда перекрываются небольшими плотинами из травертина. Когда источник иссякает, травертин нередко используют для строительства. Он легок, так как обладает высокой пористостью, без усилия обрабатывается и хорош как изоляционный материал.

Горячий растворитель

Холодная вода, богатая углекислым газом, хорошо растворяет карбонаты. Однако и в теплых подземных водах ее может быть достаточно, чтобы растворить карбонатные породы. Выходя на поверхность, такие воды теряют углекислый газ, и карбонат выпадает в осадок. В районе Памуккале в Турции источники, вода в которых нагрета до 40°С, но при этом богата углекислым газом и карбонатами, сформировали великолепный каскад бассейнов со стекающими по их уступам потоками теплой воды. А в Йеллоустонском парке (США), благодаря водам термальных источников, образовались округлые натечные формы, напоминающие спины мамонтов.