ПЕЩЕРЫ. ТИПЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Межвузовский сборник научных трудов (выпуск 19)
Пермь 1984.
УДК 551.442
Б. Р. Мавлюдов — Институт географии АН СССР
А. И. Морозов — ГИАП
ПРОПАСТЬ СНЕЖНАЯ
Пропасть Снежная расположена в пределах Хипстинского высокогорного-- карстового массива на южном склоне отрога Раздельный Бзыбского хребта на Западном Кавказе (Абхазская АССР). Ее входное отверстие имеет высоту около 2000 м над уровнем моря.
Пропасть Снежная является в настоящее время не только глубочайшей пропастью СССР, но и самой длинной в СССР карстовой полостью в известняках. Ее глубина в настоящее время составляет 1335 м, а суммарная протяженность ходов — 14,1 км, однако Снежная представляет собой обширную систему, многие ходы которой не пройдены (рис.). В ноябре 1983 г. группой под руководством В.Я. Демченко было осуществлено соединение пропасти Меженного с пропастью Снежной.
Разрез-развертка пропасти Снежной (по А. Морозову, 1982): 1 — входной колодец; 2 — зал Гвоздецкого; 3 — Большой зал; 4 — галерея; 5 — Большой колодец; 6 — Университетский зал; 7 — ручей Водопадный; 8 — зал Надежды; 9 — зал Победы; 10 — Глубокая река; 11 — зал Дольмена; 12 — Мелкая река; 13 — VII завал; 14 — Гремящий зал; 15 — водопад Рекордный; 16 — зал Усикова; 17 — Глиняный завал; 18 — водопад Озерный; 19 — Ревущий каскад; 20 — зал ИГАН; 21 — водопад Олимпийский; 22 — зал Икс; 23 — зал Пенелопы; 24 — зал Метростроя.
Краткая история исследования
Пропасть Снежная открыта в августе 1971 г. спелеологами Московского университета Т. Гужва и В. Глебовым. Во время трех экспедиций в 1971 и 1972 гг. она была обследована спелеологами секции МГУ до глубины 700 м. Руководил всеми экспедициями М. М. Зверев. Было пройдено и закартировано 2,5 км подземных ходов, открыты два крупных зала (Большой и Университетский на глубинах 200 и 460м), ряд мелких залов, крупный ручей Водопадный, подземная река, множество колодцев, в том числе крупнейший в пещере Большой колодец глубиной 160 м [1, 4, 12].
Начиная с глубины 460 м главным препятствием дальнейшего прохождения пещеры становятся глыбовые завалы. Особенно мощный пятый завал послужил преградой для целого ряда экспедиций, организованных в пропасть Снежную в 1972-1976 гг. Лишь в 1977 г. В. Федотову, Д. Усикову и А. Морозову удалось преодолеть это препятствие, и начался следующий этап исследования пропасти. За 1977-1982 гг. А. Морозовым и Д. Усиковым было проведено 7 экспедиций, в результате которых пропасть изучена до глубины 1320 м. Экспедиции под руководством Т. Немченко удалось летом 1981 г. "углубить" пещеру еще на 15 м.
Благодаря экспедициям было пройдено 11,6 км новых ходов, открыто 13 крупных и множество мелких залов, 6 крупных и ряд мелких ручьев, два мощных водопада (высотой 25 и 32 м). Одновременно начато систематическое изучение водных и воздушных потоков в подземной системе, пещерных отложений, в особенности снежно-ледяных образований во входной части системы [6-9]. С 1979 г. все большее внимание уделяется медико-биологическим исследованиям: поскольку пропасть Снежная является сложнейшим объектом, участники экспедиций 1979-1980 гг. провели под землей свыше 80 дней, а 1981-1982 гг. - 71 день. Влияние тяжелых и непривычных условий на человеческий организм столь длительное время представляет значительный интерес для науки.
Охарактеризуем вкратце основные результаты исследований в пропасти.
Морфология
Пропасть Снежная относится, по классификации Н. А. Гвоздецкого [2], к типу подземных полостей, представляющих собой комбинацию естественных шахт с горизонтальными и наклонными галереями (по 3.К. Тинтилозову — комбинированный тип). Она имеет хорошо выраженную вертикальную часть, образованную каскадом колодцев, соединенных сравнительно короткими наклонными ходами, и субгоризонтальную часть, имеющую малые углы наклона галерей (9-20°).
Вертикальная часть пропасти простирается до глубины 550 м и завершается выходом на первый крупный ручей (Водопадный). Основным морфологическим элементом в этой части полости являются колодцы. Входной колодец глубиной около 50 м ведет в систему высоких крутонаклонных щелей (угол 50-70°), заполненную снегом на высоту до 25 м и заканчивающуюся Большим залом (140X90X60 м). Почти вся площадь зала заполнена снежно-ледяным конусом высотой 32 м. Эта часть пропасти имеет эрозионно-коррозионное происхождение и моделирована нивально-гляциальными процессами. Единственный выход из Большого зала — узкий лаз, который выводит в эрозионно-коррозионную систему, не имеющую выхода на поверхность. Здесь на глубине около 230 м появляется первая постоянно текущая вода. Ход, образованный каскадом колодцев, на глубине около 300 м сливается с еще несколькими ходами и завершается колодцем глубиной 160 м. Уступами колодец разделен на четыре участка. На дне он расширяется, образуя крупный Университетский зал. Пол зала представляет собой поверхность глыбового завала, внутри которого продолжается ход. Истинная конфигурация коренных стенок полости неизвестна. В конце завала полость сужается, превращаясь в колодец, который выходит к месту слияния двух ручьев, образующих ручей Водопадный.
С этого места начинается горизонтальная часть пропасти. Здесь ее основными морфологическими элементами становятся каньонообразные галереи (по классификации А.Г.Чикишева [12]), прерываемые глыбовыми завалами, над которыми обнаружены крупные обвальные залы. Ширина галерей хорошо коррелирует с дебитом водотока. Наибольшую ширину имеет главная галерея пещеры, по которой течет подземная река (от 2 до 5 м). Высота потолка более 30 м. Перечень крупнейших залов дан в таблице.
Горизонтальная часть пропасти Снежной принадлежит, по классификации 3. К.Тинтилозова [11], к пещерам древовидного типа. Помимо главной ее галереи исследовано еще шесть галерей, по которым текут ручьи - притоки подземной реки. Из них в трех галереях пройдено примерно по 1 км ходов. В истоке каждого ручья, несомненно, имеется еще не пройденная вертикальная часть. Уже известен целый ряд колодцев, уходящих вверх, от ложа ручьев Струйка, Водопадный, Новый. Таким образом, горизонтальная часть системы объединяет множество вертикальных частей. Можно с уверенностью сказать, что входы в некоторые из них должны лежать выше единственного пока известного.
Самая нижняя часть пещеры, находящаяся после водопада Олимпийского, приурочена к мощной зоне тектонических нарушений. Здесь находится самый большой в системе обвальный зал, который аркой около 5 м четко делится на две половины. Первая половина имеет очень высокий потолок (не менее 50 м), во второй, дальней, высота его не превышает 20-25 м. Затем характер полости несколько меняется. Если до сих пор в главной галерее монолитный потолок везде находился на высоте более 30 м над ложем реки, то теперь высота его снижается; так, около зала Пенелопы (см. план) она не превышает 10 м. Возможно, изменение характера главной галереи на этом участке связано с тем, что река здесь менее способна к выносу материала вследствие малого уклона ложа.
Галереи притоков подземной реки развиваются в основном по вертикальным трещинам. Они значительно уже главной галереи (ширина около 1 м), имеют примерно такой же наклон и так же во многих местах перекрыты завалами, нигде, однако, не достигающими такой мощности, как на реке. Промежуточное положение занимает ручей Заблуждения — единственный правый приток, галерея которого по своим размерам приближается к галерее реки.
Геология
Пропасть Снежная расположена в южной части Хипстинского карстового массива в пределах Горно-Колхидской провинции спелеологической области Большого Кавказа [2, 4, 5, 11, 12]. Вход в пропасть находится на дне слепой долины временного водотока в горно-луговой зоне.
Пропасть сформирована в южном крыле крупной антиклинальной складки в известняках, доломитизированных известняках и доломитах нижнего мела. Падение пород наблюдается в южном направлении с углами наклона пластов 20-40°. Залегание пород осложнено многочисленными сбросами и флексурами и оперяющими их трещинами. Галереи пропасти развиты в основном по вертикальным трещинам простирания 0°, 70-90°, 110-130°, 150°. Верхняя часть пропасти до глубины 460 м заложена в массивных и толстослоистых известняках ургонской фации баррема, вся нижняя часть пропасти почти полностью приурочена к пласту намывных брекчий нижнего неокома. По данным С. Г. Букия, намывная брекчия сложена угловатыми обломками доломитизированных известняков и сцементирована известковым цементом, мощность пласта достигает 35-40 м. По нашим наблюдениям в составе обломков встречаются известняки, мергели и песчаники, которые в отдельных случаях имеют слабоокатанную форму. Хорошие стратиграфические контакты брекчий не наблюдались в полости. На отдельных участках отмечено залегание брекчий в карманах известняка, иногда встречаются тектонические контакты. На основании этого А. И. Морозов предположил, что брекчии приурочены к древним полостям, по которым развивается современная пропасть.
Большое количество глыбовых завалов в пропасти связано, по-видимому, с тем, что намывные брекчии имеют значительно меньшую механическую прочность, чем известняки, легче размываются, менее устойчивы на сводах. Многие завалы контролируются крупными тектоническими нарушениями. Так, наиболее крупный глыбовый завал под залами Анфилада, Надежда и Победа контролируется вертикальным разломом общекавказского простирания с зоной дробления и милонитизации пород, превышающей 10 м мощности.
Обвальные отложения в пропасти имеют гравитационное и сейсмогравитационное происхождение и приурочены к участкам наиболее крупных тектонических нарушений. Глыбовые завалы сложены обломками самой разной величины, зачастую величина их огромна (более 1000 м3). Обломки не дифференцированы, плотность их упаковки сильно меняется. Зачастую между глыбами образуются полости причудливых очертаний и форм, многие из которых не пройдены. Средняя высота завалов 30-60 м, последний завал в нижней части пропасти имеет мощность около 100 м, а завал в верхнем течении реки — даже более 140 м. По приблизительным подсчетам объем обвальных накоплений в пропасти Снежной превышает 0,8 млн. м3, причем более половины их сосредоточено в интервале глубин от 460 до 700 м. На потолках залов над завалами часто наблюдаются плоскости зеркал скольжения, которые как бы "бронируют" их, соответственно, осевшие блоки имеют выровненные поверхности.
Термально-гравитационные отложения формируются во входной части пещеры, в зоне, где сезонно устанавливаются отрицательные температуры, и которая распространяется до 200 м. Представлены они в основном щебнем известняка, их можно наблюдать на полках стен, на поверхности и в толще снега и льда.
Водные механические отложения в пещере развиты очень широко, они встречаются в виде аллювия подземной реки и ее притоков, отложений озер, глинистых отложений, привнесенных через трещины и входное отверстие. Русловые отложения реки и ручьев представлены скатанными и слабо скатанными валунами на более крутых уклонах русла, мелкогравийным материалом и песком — на участках слабого течения. Наиболее тонкозернистый алевритовый материал отлагается в паводки на нижних частях завалов (например, на четвертом, пятом). Валуны в основном сложены известняками и брекчиями. Более мелкие галечные отложения обнаружены на дне озер, местами они образуют рыхлые отмели. Даже при небольшом подъеме воды в реке эти отложения ею перекрываются, поэтому широкое их распространение было обнаружено только во время зимних исследований. Крупный гравий и галька состоят преимущественно из известняка, нередко поверхность гальки покрыта пленкой окислов марганца и железа. Широко развиты мелкий гравий и галька, сложенные кремнем, стяжения кремня нередко встречаются в барремских известняках данного района. Эта галька имеет важное значение как агент механической эрозии.
Озерные отложения попадаются редко. Озерные отложения зафиксированы в Большом зале, где они представлены приносимыми с поверхности частицами почвы и гумуса (слои мощностью до 10 см) и остатками растений, в меньшей степени щебнистыми отложениями. Озерными отложениями является песчано-алевритовый материал, отлагаемый временными подпрудными озерами перед завалами и в их основании. Алевритовые отложения на дне зала Икс на глубине 1300 м, очевидно, имеют смешанное происхождение. В их формировании, вероятно, играют роль как озерные осадки, образующиеся во время паводков, так и мелкий обломочный материал, поступающий с временными потоками по трещинам. Мощность этих отложений местами превышает 1 м.
Древние водно-механические отложения отмечены до глубины 280 м. Небольшая аллювиальная терраса высотой 1 м, длиной 7 м возникла на временном водотоке в северо-западной части Большого зала, терраса примыкает к снежно-ледяному конусу. Озерные отложения мощностью до 20 см обнаружены на глубине 280 м на дне Кораллитового колодца. Древние озерные и аллювиальные отложения отмечены на полках вдоль всей стены Галереи от пола до потолка (мощность 15 м). По-видимому, было время, когда Галерея (глубина 280 м) была полностью заполнена рыхлыми отложениями, в дальнейшем они были размыты. О возрасте этих отложений можно судить по тому, что щебень кремня в них выветрился до такой степени, что его можно разрушить руками.
Остаточные глинистые отложения обнаружены в местах воздействия на породу мельчайших капель воды в зонах разбрызгивания водокапов. В небольшом количестве они отмечены на стенах хода Пятнистого Оленя. В зале Надежды на глыбах намывных брекчий мощность остаточных глин достигает 1 см, причем внешне глины сохраняют структуру первоначальной породы.
Водные хемогенные отложения в пропасти Снежной не развиты широко, но весьма разнообразны. Незначительное их распространение объясняется наличием активных водотоков, частой "работой" их в паводковом режиме, слабой минерализацией воды. Наиболее часто встречаются кораллиты и кристалликтиты, растущие из водных пленок, с уменьшением водопритока первые замещаются вторыми и наоборот. Кораллиты зафиксированы в основном на участке от Малого зала до Галереи, местами в виде больших скоплений. Кристалликтиты в небольшом количестве найдены уже на глубине 50 м в южной части зала входного колодца в наклонной трещине. Далее они широко развиты над Малым залом, в Вертикальном лабиринте, а также в верхних частях завалов и Университетском зале. Наиболее крупные дендритовые образования такого рода имеются в Цветочном ходе на глубине 650 м, их высота достигает 12-20 см. Здесь же обнаружены отложения чисто белого гидромагнезита в количествах, до сих пор не встречавшихся в пещерах. Гидромагнезит почти не содержит примесей, что подтверждается данными спектрального и рентгеноструктурного анализов. Кроме обычных белых творожистых сухих выделений (сухое лунное молоко) зафиксированы также необычные образования из гидромагнезита, представляющие собой эфемерные конкреции, которые по внешнему виду напоминают безе и обладают перламутровым блеском. Размеры этих конкреций, обычно многослойных, достигают 2-3 см. Растут они на потолке и стенах Цветочного хода, обрушение их с потолка и обусловливает образование отложений рыхлого гидромагнезита на полу хода. Причины накопления гидромагнезита не ясны. По-видимому, оно объясняется особыми климатическими условиями в этой части пещеры и особенностями состава коренного субстрата. В Цветочном ходе встречены также сталактиты, обросшие ветвистыми кораллитами, ориентированными в сторону, откуда поступал влажный воздух. Подобные кораллиты отмечены на спуске к реке с завала в зале Победы. Здесь же имеются разрушающиеся сталактиты, сталагмиты и натечные коры.
Сталактиты, сталагмиты и натечные коры встречаются редко. Большое разнообразие таких натеков характерно для Гремящего зала. В основаниях завалов и на стенах речных галерей зафиксированы геликтиты.
Довольно много в пещере гипсовых агрегатов. В виде антолитов (гипсовых цветов) они отмечены на всех глыбовых завалах ниже 600 м, в верхних сухих частях завалов на глыбах породы или на стенах залов над завалами. Гипсовые корки до 2-3 миллиметров толщиной встречены на Глиняном завале (глубина 1000 м). Гипсовые цветы растут в наиболее сухих участках пещеры, часто вблизи интенсивного потока воздуха (зал Дольмена). Гипсовые цветы небольших размеров отмечены в большом количестве по стенам многих притоков подземной реки (ручей Новый, ручей Водопадный и др.). Во всех случаях они образуют четко очерченные скопления, за пределами которых их нет. В. Н. Дублянский [3] считает, что гипс в пещерах возник в результате окисления рассеянного в известняках пирита в приразломных зонах и взаимодействия с известняком сернокислых растворов.
Пещерные снег и лед развиты в пропасти до глубины 200 м, и сохраняются там круглогодично. На этом участке могут быть четко выделены области питания, транзита и накопления снега. С площади поверхностного снегосбора выпадающий и наметаемый ветрами снег попадает во входной колодец пропасти, оттуда он по системе вертикальных и наклонных щелей проникает в Большой зал, образуя снежно-ледяной конус. Снег, фирн и лед конуса имеют отчетливое слоистое строение. Исходя из количества изученных годовых слоев возраст льда достигает более чем 500 лет. В настоящее время снежно-ледяной конус деградирует из-за того, что малое количество поступающего с поверхности снега не может перекрыть ежегодную абляцию снега и льда. Кроме метаморфического лед в пещере имеет конжеляционное, инфильтрационное и сублимационное происхождение. Конжеляционный лед развит в формах, напоминающих кальцитовые натечные образования: сталактиты, сталагмиты, натечные коры, кораллиты, геликтиты, антолиты. Сегрегационный лед в больших количествах образуется в Большом зале в начале зимы. Общий объем постоянного снега и льда в пропасти превышает 60000 м3.
Происхождение, условия залегания и режим таяния снега и льда в пропасти Снежной подробно рассмотрены ранее [7, 8, 9].
Органогенные отложения представлены скоплениями гумуса и остатков растений в Большом зале в отложениях временных озер и в толще снега и льда. Поскольку во входной воронке растет несколько берез, в толще снега и льда изредка встречаются их ветви или обломки стволов.
Морфометрическая характеристика пропасти Снежная (вместе с пропастью Меженного) на 1 января 1984 г.: глубина — 1370 м, протяженность ходов --19 км, площадь — 63000 м2, объем — 1, 74 млн. м3, удельный объем — 92 м3/м, коэффициент Корбеля — 10745.
ЛИТЕРАТУРА
1. Галактионов В. В. и др. Самая глубокая карстовая шахта Советского Союза. -- В кн.: Землеведение, нов. сер. М., 1974, с. X (50).
2. Гвоздецкий Н. А. Проблемы изучения карста и практика. М., 1972.
3. Дублянский В. Н. Карстовые пещеры и шахты Горного Крыма. Л., 1977.
4. 3верев М. М. и др. Исследование карстовых полостей хр. Раздельный и шахты Снежной. -- В кн.: Состояние и задачи карстово-спелеологических исследований. М., 1975.
5. Кикнадзе Т. 3. Карст массива Арабика. Тбилиси, 1972.
6. Людковский Г. В. и др. Глубочайшая пещера СССР. -- Природа, 1980, № 3.
7. Людковский Г. В. и др. Об исследовании Снежной -- глубочайшей карстовой пещеры СССР. -- ДАН, 1981, 259, № 2.
8. Мавлюдов Б. Р. Особенности строения снежно-ледяных накоплений в пропасти Снежной на Западном Кавказе. -- В кн.: Материалы гляциологических исследований. Хроника и обсуждение. М., 1980, № 40.
9. Мавлюдов Б. Р. Условия формирования снега и льда в пропасти Снежной. -- В кн.: Аккумуляция земного холода в горных породах и его использование в народном хозяйстве. Пермь, 1981.
10. Морозов А. И. Пропасть Снежная - самая большая на территории СССР. -- Природа, 1980, № 10.
11. Тинтилозов 3. К. Карстовые пещеры Грузии. Тбилиси, 1976.
12. Чикишев А. Г. Пещеры на территории СССР. М., 1973. |
|
All Contents Copyright©2024
