«В начале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над Бездною, и Дух Божий носился над водою…» Хорошее начало, верно? Первая строка Ветхого завета как нельзя более точно описывает ситуацию рождения Вселенной, которую не может убедительно объяснить до сих пор ни один ученый. Выдвигать гипотезы может. Сколько угодно и какие угодно. А вот доказательно объяснить – нет. Не получается.

Мы тоже не будем далеко углубляться в Господни происки. Не надо. Не надо подвергать такому испытанию головной мозг. Может не выдержать. Просто поверим Библии и будем считать, что до «Слова» существовало «где-то нигде» «нечто – ничто» и в один какой-то момент «Оно» по «Слову» вдруг одномоментно так грохнуло, что сразу образовалось «Всё» в виде первичной материи, а результаты «Большого взрыва» мы пытаемся осознать до сих пор, наблюдая за стремительно разлетающимися в разные стороны бесконечного пространства осколками материи в бесконечном количестве по бесконечной пустоте под названием «Вселенная».

Bыражение «грохнуло» не следует воспринимать буквально, взрыв в безвоздушном пространстве абсолютно бесшумен. Как в немом кино – вдруг вспышка света, и в разные стороны разлетаются первичные обломки породы вперемешку со звёздной пылью. Может, было так. Может, было иначе. Не знаю. И никто твердо не знает. Очень похоже, что все имеющиеся сегодня гипотезы образования «Мира» не выдерживают серьезной критики, но мы и не будем этим заниматься. Пусть астрономы, астрофизики и просто физики сносят напрочь свои мозги, пытаясь объяснить необъяснимое и объять необъятное. Мы люди простые. Мы будем оперировать только уже объясненными понятиями. Никаких «флюктуаций гиперполей», «свертывания пространства», «кротовых нор», «бозонов Хиггса» и прочей непонятно-невнятной ереси. Пусть будет просто. Только три измерения Пространства (длина, ширина, высота), только Время и Закон Всемирного Тяготения. Всё. Большего мозг не вынесет. Я имею в виду – нормальный мозг.

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Астрономы и астрофизики утверждают, что Большой Взрыв случился где-то примерно 13-14 миллиардов лет назад. Мелкодисперсная Первичная материя, разлетаясь в разные стороны и уже подчиняясь законам классической физики, стала, согласно взаимному гравитационному воздействию, потихоньку-помаленьку собираться в клубки, образовывая туманности, галактики, отдельные звездные системы. В системах клубки материи постепенно уплотнялись и укрупнялись, превращаясь в звездные объекты и создавая тем самым предпосылки для начала термоядерного синтеза в наиболее крупных из них. Тогда как мелкие объекты оставались относительно холодными космическими телами.

Одной из бесконечно многих миллиардов таких систем в галактике Млечный Путь стала Солнечная. Очень небольшая, кстати сказать, система. И слава Богу. Случилось это, как объясняют астрофизики, около пяти миллиардов лет назад. Солнце считается молодой звездой третьего поколения, возникшей уже после двух предыдущих популяций при взрывах сверхновых звезд. Внучка, так сказать, первородной материи. Если бы оно было помощнее да побольше, то горело бы много интенсивнее, беспощадно выжигая себя и всё вокруг себя в течение каких-то коротеньких 300 500 миллионов лет, что и происходит со звездами первой величины. Вероятно, с прародителями нашей звезды произошло то же самое. Наш же «Желтый Карлик» считается звездой средней величины, расходующей свою энергию весьма экономно и потому планирующей прожить очень долго даже в системе временных координат астрономического масштаба. Это важно, поскольку в геологическом и биологическом смысле 500 миллионов лет — не слишком большой срок. Нельзя назвать его совсем уж маленьким, поскольку за этот промежуток времени на нашей планете зародилась и развилась до современного уровня «кислородная жизнь», а до него в течение, как минимум, двух миллиардов лет подспудно развивалась жизнь «бескислородная». Но всё же надо понимать, что пока мы постепенно из отдельных молекул белка и кубиков нуклеиновой кислоты превращались в «хомо сапиенс», звездные гиганты могли возникнуть и умереть четыре раза подряд. Наша же малоприметная звезда за тот же срок прошла лишь половину своего жизненного цикла и не собирается оставлять нас в холоде космоса.

В будущем все случится как раз наоборот, однажды наш уютный шарик сожрет планету целиком в результате процесса своего остывания. Правда, случится это не очень скоро, примерно миллиард лет у нас еще точно есть, а потому говорить о планетарном астрономическом Армагеддоне мы нынче не будем.

Солнечная система состоит из самой звезды, восьми планет, четырех каменных и четырех газовых, пяти карликовых планет, примерно полумиллиона астероидов и неисчислимого количества комет и метеороидов. При этом подсчитано, что само Солнце, составляет 99,6% от общей массы всех объектов Солнечной системы, и лишь 0,4% приходится на все остальные космические объекты, совершающие непрерывное движение вокруг него. Всё, почти всё вобрал в себя наш такой, вроде бы, маленький и уютный «желтый карлик». Сравнительные размеры относительно Солнца всех планет системы позволяют без всяких иллюзий догадаться о безусловном могучем влиянии светила на земные геологические процессы. Очень, очень могучем влиянии, которое, право, нельзя назвать взаимным, ибо что такое влияние Земли на Солнце? Влияние пылинки в ковре на пылесос, не более.

ГЕОИД ЗЕМЛЯ

Третья планета от Солнца. Одна из четырех каменных планет, наиболее плотная из них, расположена на удалении в одну астрономическую единицу от Звезды, имеет собственную сильную магнитосферу, воду во всех трех агрегатных состояниях, достаточно плотную кислородно-азотную атмосферу и обладает способностью всё это удержать на себе, что очень важно, поскольку только по этой причине планета жива. К примеру, четвертая планета, Марс, очень похожая на Землю, не имеет собственного магнитного поля и, вероятно, потому она мертва, хотя тоже находится в зоне энергетического комфорта, в зоне обитаемости Солнца. Все прочие планеты расположены вне этой зоны.

Серьезная ошибка — называть Землю шаром. Планета Земля — геоид. Это понятие единственное в своем роде и применяется только по отношению к объекту, в просторечии называемому нами земным шаром, как к геологическому телу. Земля – не шар, нет, ни в коем случае. Слишком много индивидуальных параметров необходимо учесть и ввести, чтобы выполнить на бумаге в плоскости, а тем более в объеме, ее абрис. И он не будет шаром. Географический глобус, стоящий у вас на столе, вам врет. Планета несколько приплюснута с обоих полюсов, во-первых, в результате непрерывного прецессионного вращения, осуществляющегося в течение суток, а во вторых, в результате то солидарного, то разнонаправленного, но непрерывного и мощного гравитационного воздействия на тело планеты со стороны нашего светила Солнца и со стороны нашего же спутника Луны.

Причем, если Луна более-менее равномерно-последовательно тянет Землю за один бок к себе с периодичностью раз в сутки, что мы видим на примере приливов-отливов океана, то Солнце этот процесс выполняет более сложно и загадочно, при движении Земли по её орбите перетягивая планету к себе то совместно с Луной, то с противоположной от неё стороны, то с большей силой в перигее, то с меньшей — в апогее. И вот тогда мы видим на океанской поверхности то высокие, то низкие приливы-отливы, или, что случается редко, лишь при условии гравитационного равновесия планеты в данной точке в данный момент, наблюдаем их отсутствие, изумляясь, почему бы это так.

Если мы ясно видим работу законов всемирного тяготения на примере океанских приливов, но не наблюдаем её воздействия на сушу, то это не означает, что воздействия нет. Просто для невооруженного глаза оно незаметно. Но измерив высоту планеты от полюса до полюса, а затем диаметр по экватору, мы получаем разницу в 45 километров. Казалось бы, немного, скажем, для резинового мяча, примененного в качестве экспериментального тела, но представьте себе ту силу, которая заставляет хоть и медленно, но постоянно, ежесекундно и непрерывно перемещаться гигантские объемы жидких металло-каменных расплавов внутри планеты, в солидарных или диаметрально противоположных направлениях раздираемой Луной и Солнцем.

Какие несоизмеримые силы применены, какое количество энергии не имеет выхода наружу и превращается в тепловую, постоянно разогревая планету изнутри, непрерывно поддерживая это горение, создавая тем самым магнитное поле и мантийный пояс нашей планеты? Это трудно воспринять скромным человеческим мозгом, но доказано, что мы вместе с Планетой живы только потому, что, кроме огромного по нашим меркам светила в центре масс Солнечной системы, имеем малюсенький шарик, холодный белый спутник, летающий по своей орбите рядом с нами и обеспечивающий регулярное возмущение разогретой до жидкого состояния металло-каменной массы внутри планеты, к слову сказать, тоже малюсенького шарика в сравнении с объемами окружающего нас пространства и с размерами наблюдаемых нами космических тел. Вот здесь и проходит граница между занимательной астрономией, объяснившей по возможности, как все началось и геологией, пытающейся понять, что же со всем этим сталось.

ДОКЕМБРИЙ

Сгусток, образовавшийся почти одновременно с остальными планетами Солнечной системы четыре миллиарда лет назад из материи, случайно не поглощенной нашим светилом, на протяжении последующих трех миллиардов лет непрерывно подвергался метаморфозам, вследствие метеоритных бомбардировок и кометных атак, постоянно увеличивающих его объем и вес до параметров, при которых этот округлый кусок раскаленного камня набрал критическую массу для появления магнитного поля и стал способен удерживать парогазовую смесь, состоящую из воды, приносимой астероидами и продуктов горения самой планеты.

Очень ядовитая смесь прикрыла её от воздействия прямых солнечных лучей, постепенно образовался атмосферный теплообмен, начались пусть кислотные, но дожди, и поверхность планеты стала остывать. Раскаленный шар покрылся всё время лопающейся тонкой коркой из остывающего базальта, поскольку именно он является универсальной образующей породой для каменных планет. Во всяком случае — для планет Солнечной системы, поскольку никакой другой породы при высокотемпературной внутрипланетной каменной плавке не образуется. Только базальт, местами покрытый водой, перешедшей, наконец, из парообразного в жидкое состояние первичного океана, продолжавшего остужать земную кору от вулканического ада до температур, при которых уже стало возможным возникновение примитивной, элементарной, бактериальной, но — жизни.

Как она зародилась, по-прежнему загадка. То ли по пути «колбы доктора Миллера» с его экспериментами, доказывающими возможность синтеза аминокислот из первичного водного бульона под воздействием атмосферных электрических разрядов молний и превращения материи из «неживого в живое», то ли по пути занесения живых бактерий извне, неважно. Этим занимаются микробиологи, биохимики и биофизики. Нам важно знать, что живое возникло на планете почти сразу после появления Океана, в Океане и при активнейшем участии Океана так давно, что не осталось никаких следов органического материала в мертвых остатках породы под названием «строматолиты». Но за три миллиарда лет от момента их возникновения на литоральных океанических полях и до своего вымирания они сумели оставить по себе могучую память в виде обширных и многокилометровых наслоений на коренные первичные породы юной планеты самых первых и самых мощных органических останков.

На Земле сохранилось одно-единственное место, где продолжают жить эти первородные представители пока еще бескислородной жизни. Западная Австралия, залив Шарк-Бэй, место, где строматолиты прекрасно себя чувствуют по сей день, хотя условия их жизни за последние полмиллиарда лет изменились диаметрально. Цианобактерии, образовавшие их, для обеспечения своей жизнедеятельности использовали принцип фотосинтеза, поглощая двуокись углерода и в качестве отходов выделяя кислород, сначала в воду, потом уже и в воздух, очень и очень постепенно образовывая совсем другую, кислородную атмосферу. Поскольку это был бескислородный период биологического развития планеты, то и тянулся он бесконечно долго, около трех миллиардов лет, в течение которых эти сине-зеленые водоросли очень медленно, но неутомимо накачивали Океан и атмосферу кислородом до объема, достаточного для качественного изменения жизни планеты. И вот в результате этой деятельности примерно полмиллиарда лет назад на ней снова произошел качественный скачок. На смену анаэробным (бескислородным) формам жизни, пришли аэробные (кислородные). Причем – геологически мгновенно и одновременно по всей планете.

КЕМБРИЙСКИЙ ВЗРЫВ

К этому моменту содержание кислорода на планете достигло такого уровня, что некоторые многоклеточные бактерии уже начали использовать его для своего дальнейшего развития. Ну а поскольку использование кислорода ускоряет биологические процессы даже не в десятки, а в сотни, а может и в тысячи раз, то эта биота, получив такой карт-бланш, со скоростью ракеты стала уходить в развитии от цианобактериальных матов, из которых в предыдущие миллиарды лет состояла вся докислородная жизнь.

И всё. Океан ожил. Геологически – мгновенно. Но только он, поскольку поверхность планеты, не имея достаточно плотной атмосферы, была беззащитна перед ультрафиолетом Солнца, беспощадно выжигавшим голые камни поверхности дотла. Потребовалось еще несколько геологических периодов и пропасть времени, размером в несколько сот миллионов лет, чтобы выжженные желто-черно-рыжие камни и песок поверхности укутались в насыщенную и плотную кислородную атмосферу настолько, что первые представители сначала флоры, и только потом фауны стали выползать на поверхность.

Флора вылезла в силуре, фауна поползла в девоне. А до той поры бурное развитие скрывалось под водным щитом обширных океанских литоралей. Сначала появилось великое множество животных водной, я бы сказал, «тараканьей фауны». Тараканья – потому что уже тогда животный мир был многочисленным и разнообразным, но состоял только из хордовых, членистоногих и моллюсков, а королями океана были брахиоподы и трилобиты. В общем, в подавляющем большинстве своем скелетные беспозвоночные, плотно, изобильно и мгновенно заполнившие океан, своей жизнью и, главное, смертью в ускоренном темпе продолжили процесс известнякового осадкозаполнения дна первобытных морей первобытного океана, так успешно начатый строматолитами.

Жизнь, упорно подготавливавшаяся к десантированию на сушу в течение всего кембрия, ухватилась за край земли примитивными растениями в ордовике, потянулась флорой и «тараканьей фауной» вглубь материка в силуре, исчезла на 60% в период первого ордовико-силурского вымирания, выползла на берег двоякодышащими амфибиями в девоне, снова почти исчезла в результате девонского вымирания и только в карбоне устойчиво закрепилась на суше примитивными, но уже полностью наземными видами животных.

Нас интересует вся эта жизнь потому лишь, что, умирая, она оставляла после себя останки, прежде всего, беспозвоночных животных, которые и образуют под воздействием времени и постоянно увеличивающегося давления верхних слоев на нижние более или менее плотные карбонатные монолиты. На планете возникла осадочная порода органического происхождения. Было бы неверно всю ее называть просто известняком, хотя она и состоит именно из остатков хитинового известкового покрова беспозвоночных животных, слоями скапливавшегося и непрерывно уплотнявшегося на дне древних океанов в течение многих миллионов лет от кембрия до неогена.

Однако известняк известняку рознь. И разница случается очень большая. В зависимости от возраста пласта породы меняется его плотность, в зависимости от условий формирования — структура, в зависимости от интенсивности внешнего воздействия — химический и биологический состав. Кроме того, следует помнить о высокотемпературной начинке нашей планеты, не остывающей и не твердеющей по причине разнонаправленного гравитационно-магнитного воздействия на нее нашего светила Солнца и нашего спутника Луны. А это главная причина, по которой осадочная порода, формировавшаяся изначально на дне океана вдруг становится материковой и в иных случаях возвышается над уровнем моря на 6-7 километров.

МАТЕРИКОВЫЙ ДРЕЙФ

Одной из самых распространенных иллюзий следует считать многовековое заблуждение человечества в том, что мы живем на твердой поверхности холодной планеты. Это не так.

Во-первых, наша планета совсем не твердая, хотя и весьма плотная. Твердой, холодной и, как бы странно это ни звучало, наименее плотной ее частью является только относительно тонкий внешний слой под именем «земная кора», свободно плывущая по поверхности раскаленного океана магмы на кораблях под названием «литосферные плиты». И вот тут происходит интереснейшее явление. Поскольку плотность, а значит и масса плавающей плиты меньше массы магматического слоя планеты, плита не тонет под своим весом, а плывет по поверхности расплавленной магмы на границе соприкосновения с верхней мантией, как корабль по океану. Только океан этот в данном случае – каменный, расплавленный неимоверной температурой до состояния тяжелой и плотной жидкости.

Поверхность Мохоровичича, так называется эта граница скольжения литосферной плиты по жидкой магме. Представить наглядно всё это довольно просто. Река, весна, ледоход, льдины. Два агрегатных состояния: твердое (лед), жидкое (вода). Жидкая вода плотнее льда. Твердый кристаллический лед легче воды. Но изначальный (первичный) материал, из которого состоят вода и лед, один и тот же. Как и в случае с мантией и земной корой. Результат известен, лёд плывет по воде, сталкивается, разрушается, льдины наваливаются друг на друга, подныривают друг под друга, беспощадно крушат друг друга, создают ледяные заторы, уходят под воду, выныривают из-под воды, в местах соприкосновения брызгают вверх-вбок водными фонтанчиками, внешне похожими на вулканические извержения. В конечном итоге всё сносит вода и всё превращается в воду.

С поверхностью планеты всё происходит точно так же, только с противоположным температурным знаком и скоростью «круговорота» в миллиарды лет. Правда, есть еще один нюанс. Земная кора, состоящая из десятков литосферных плит, покрывает поверхность планеты почти полностью, оставляя прослабленные места только в зонах контактов между ними и создавая тем самым немыслимое давление на заключенную под собой жидкую каменную массу.

Жидкость, любая, даже магма, не поддается сжатию. В ней в результате внешнего гравитационного и, как следствие, внутреннего температурного воздействия все время происходят метаморфозы, возникают и исчезают течения, сталкивающие вместе или растягивающие в разные стороны отдельные литосферные плиты. Там, внутри Земли, как в скороварке, постоянно и под немыслимым давлением варится крутейшего замеса геологический суп. А крышка этой кастрюли всё время дрожит, гремит, трясется и прыгает куда-то в сторону, на стотысячную долю геосекунды приоткрывая содержимое котла. И тогда мы видим извержения вулканов, приуроченных к границам соприкосновения литосферных плит. Но ладно бы только это.

Плотно прижатые друг к другу плиты под воздействием разнонаправленных мантийных течений стремятся растолкать своих соседок и обеспечить себе свободное плавание. Они то отдаляются одна от другой, создавая тем самым комфортные условия для прорыва магмы и образуя рифтовые долины (спреддинг), то громоздятся друг на друга (коллизия), образуя горные цепи, то ныряют одна под другую (субдукция), образуя океанские желобы. Как основной результат этих процессов мы имеем, к примеру, образование Центрально-Атлантического хребта (спреддинг), Гималайско-Каракорумской и Тянь-Шанской горных систем (коллизия), Андской горной цепи (субдукция). Как результат общепланетарного геологического процесса, мы имеем постоянные землетрясения, а по границе соприкосновения тектонических плит — горообразование, смятие, подъем и опускание суши.

Таким образом, результатом материкового дрейфа является постоянный, непрерывный, безостановочный процесс геологического формирования Земли. С момента зарождения планеты он никогда не останавливался. Чем он важен для нас? Прежде всего, тем, что благодаря агрессивному взаимодействию материковых плит осуществляется подъем осадочных слоев, сформированных на дне океана до ледниковых высот. Значительно выше его уровня. Без этого подъема возможно только накопление осадочного слоя, органического и неорганического, вперемешку, при котором каждый новый слой осадков, легший сверху, увеличивает давление на нижележащие слои породы океанского дна, уплотняя, осушая, химически вычищая и метаморфизируя их до состояния, при котором никакой карстовый процесс уже невозможен. Но благодаря геологическим коллизиям и субдукциям согласованно сформированный океанский осадок поднимается наверх, где заканчивается процесс его формирования, и немедленно начинается разрушение. Карстовые процессы — это не явление геологического созидания, вовсе нет. Карст есть разрушение первичных пород. Как правило, грубое и беспощадное.

ОСАДОЧНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Надо отметить, что осадочные горные породы покрывают примерно 75% всей поверхности земной коры и являются верхней её частью. Но из всех типов и видов осадочных пород нас интересуют только первичные карбонатные, разделяющиеся по происхождению на биогенные, хемогенные и механогенные, а это значительно меньшие объемы и площади, составляющие примерно 15-20% от общей площади земного покрова. Только в этих породах возможно возникновение карстовых процессов. Всё прочее, возникшее из осадков, настолько прочно и стабильно, что этим процессам просто не поддается. Все они когда-то были сформированы на дне мирового океана в результате жизнедеятельности обитавших в воде крупных и мелких беспозвоночных животных, хитиновые скелеты которых вместе с некоторыми водорослевыми останками и создали эти породы. Все они были подняты наверх в результате дрейфа материковых плит. Есть, конечно, осадки, возникшие в пресноводных озерах и реках, но их объём так незначителен, что им можно пренебречь.

КАРБОНАТЫ

Общее название всех видов первичных осадочных горных пород, объединенных по способу их происхождения, в основе которого — выпадение мертвого биологического осадка из океанического бульона с постепенным накоплением его на дне первобытных морей мирового океана.

Биогенные осадки формируются только из остатков обильной фауны и флоры древнего океана, хемогенные образуются при выпадении твердого осадка в результате перенасыщения водного раствора известняком, а механогенные в виде обломков породы попадают в эту смесь в результате работы речных стоков, либо при крупных тектонических или вулканических катаклизмах местного и мирового масштаба.

В конечном итоге три способа аккумуляции осадконакопления, солидарно воздействуя друг на друга, образуют прочный каменный слой органических осадков, ровно выстилающий дно океана. Однако не все карбонатные породы потенциально подвержены карстовым метаморфозам. Есть золотая середина возраста пластов, при которой известняки автоматически могут считаться карстообразующей породой. Эта «середина» довольно обширна, но всё же известны её границы, верхняя и нижняя, когда карст или еще невозможен, или невозможен уже.

С изменением обстоятельств существования живых существ, населявших мировой океан в тот или иной период геологического времени, изменяются их виды, а значит и физико-химические характеристики слагаемых на дне осадочных слоев, а следовательно — и генетические типы карбонатных пород. Они отличаются по плотности, прочности, цвету, мощности, форме, составу, времени образования. На этой разности и основана геологическая шкала времени. Чем раньше начинает накапливаться осадок, тем большее давление он испытает, тем дольше пролежит под прессом вышележащих наслоений, тем сильнее подвергнется метасоматозу, температурному, химическому, биологическому воздействию, соответственно тем прочнее и плотнее он станет. И тем меньше шансов на проникновение водных растворов вглубь породы и на их растворение этой водой. Скажем, известняки венда, породы древнейшей, еще докембрийской эпохи обладают плотностью и прочностью, почти сравнимой с характеристиками интрузивных пород, а значит, совершенно не подвержены внешним воздействиям относительно слабых водных растворов. Точно так же бессмысленно искать глубокие карстовые нарушения в отложениях кембрия, ордовика, силура. Этот камень слишком стар, прочен, плотен для слабых щелочных растворов естественного происхождения и становится понятно, что из всей обширной палитры геологических времен полостные карстовые процессы возможны только в среде карбонатных пород лишь некоторых, совершенно определенных возрастов.

Конечно, на поверхности и в подповерхностных зонах воздействие на любой вид породы происходит непрерывно и повсеместно, независимо от ее возраста, происхождения и прочности, приводя к метаморфозам под влиянием ветровой, водной, тектонической эрозии, результатом чего является формирование вторичных осадочных (обломочных) горных пород, где в большинстве своем уже нет чистых видов породы, а органогенные остатки перемешиваются с неорганическими. Но вот образование полостей возможно только в породах определенной прочности и чистоты, где, с одной стороны, известняк должен быть достаточно слаб, чтобы пропускать сквозь себя водный раствор аккумулированной на поверхности щёлочи, а с другой стороны — достаточно прочен, чтобы не быть полностью смытым этим же раствором с поверхности земли. Этот геохимический метаморфоз называется карстовым процессом.

КАРСТОВЫЙ ПРОЦЕСС

Химико-механический процесс растворения кислой карбонатной породы водным раствором щелочи с вынесением нерастворимых осадков этим же водным потоком из тела вмещающей породы при наличии тектонических нарушений поверхностного слоя породы. Всё. Ничего более.

Сам карстовый процесс прост, как гвоздь. Но дело не в нем самом, а в условиях для его начала. Их довольно много. Во-первых, известняковый пласт должен быть поднят из моря на высоту от полутора до двух с половиной километров. На высотах ниже или выше процесс либо еще не происходит из-за малых перепадов высот, либо уже не происходит из-за прекращения движения водного потока в результате его оледенения. Во-вторых, поднятый пласт должен иметь угол падения к горизонту в амплитуде от 12 до 40⁰, в противном случае, водный поток на его поверхности либо не набирает скорости, достаточной для проникновения внутрь, либо, напротив, разгоняется так, что сносит породу, не проникая внутрь пласта. Такое географическое образование называется «плато». И на нем обязательно должна активно произрастать тундровая растительность, густой и плотный травянистый покров, протекая по которому стерильная дождевая или ледниковая вода, вбирая в себя щелочь от грунта и корней растений, становится жестким химическим агрегатом, посредством которого и растворяются известняковые породы в глубине пласта. В некоторых случаях, перенасыщаясь, эти растворы снова оставляют на стенах первородного известняка вторичные кальцитовые известковые отложения. Это случается не всегда и не везде. Но без присутствия щелочи в водном растворе никакие хемогенные процессы в полостях невозможны. Как и невозможно образование самих полостей. Это в-третьих. В-четвертых, поверхность плато должна быть обезображена трещинами тектонического происхождения, обширными или волосяными – неважно. В противном случае вся вода неспешно скатится по пласту, не проникая внутрь тела породы, а лишь оставляя карстовые формы рельефа на его поверхности.

ПОРОДЫ, ПРЕДРАСПОЛОЖЕННЫЕ К РАЗВИТИЮ КАРСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ

Теоретически на это способны все без исключения известняковые породы. Все они химически кислого состава, а потому всё зависит только от концентрации водного раствора, протекающего по поверхности или уже в глубине породы. Однако природный водно-щелочной раствор, в отличие от лабораторного, запитанный только от земли и растительных корней, имеет настолько низкую концентрацию, что даже на вкус и цвет воспринимается как совершенно чистая вода, каковой она, в сущности, и является.

Только время и скорость потока обуславливают избирательное и очень постепенное растворение отдельных химических составляющих тела породы водным потоком, с выносом вон раствора и нерастворенных в нем осадков. Этот процесс называется выщелачиванием карстовых пород. Скорость его напрямую зависит от химической насыщенности, скорости и мощности водного потока, но только до определенного момента. Существует нижняя граница скорости потока, при которой раствор становится перенасыщенным, полость перестает развиваться и начинает обрастать вторичными натечными образованиями самых разных форм, цветов и размеров. Это ее старость. Молодые полости всегда ободраны потоками, как голодные зимние волки. А вот стареют пещеры красиво. В зависимости от характеристики вмещающих пород в разных спелеологических провинциях она наступает по-разному и в разном геологическом возрасте.

Есть несколько методов определения возраста полостей и вторичных натечных образований в них, но ни один из них не может считаться надежным и точным, поскольку слишком велик список изначальных исходных данных, применяемых для расчета, слишком часто он изменяется в исследуемый период, слишком индивидуален для каждого геологического района. Потому возраст породы, вместившей полость, определяется легко, а вот возраст полости в этой породе не определяется совсем. Берешь, бывало, какой-либо из существующих метод расчета, подставляешь данные, получаешь результат, идешь проверять на практике и вдруг в одном из основных ходов пещеры нарываешься на пень, занесенный в него водным потоком. Старый, черный, осклизлый. С явными следами механического воздействия. Распилили ствол. Крестьяне. Лет 40-80 назад. Бросили пень гнить. А его снесло потоком в полость. Теперь на нем растет сталагмит, сантиметров на 30-40. Белый такой. И к нему свисает сталактит. С него капает вода. Кап-кап. Вот и верь после этого методикам расчетов.

КАРСТ ПОЛОСТЕЙ

Впрочем, методики расчетов – не главное. Главное здесь то, что некоторая, меньшая, группа известняков поддается процессу карстообразования, а другая, бо́льшая, – нет. В бо́льшую группу входят все карбонатные породы старше верхнего девона и моложе нижнего неогена. Всё, что выше миоценового яруса, крайне непрочно, неплотно, рыхло, сложено вторичными обломочными горными породами и слабо уплотнено глинами, мергелями и песчаниками, не успевшими достаточно прочно сцементироваться в процессе метасоматоза за последние полтора-два миллиона лет, а потому при возникновении в их теле карстовых процессов над участками вымытой породы почти мгновенно обрушивается кровля, и вместо полостей образуются каньоны разной глубины, протяженности и мощности.

Единственным известным мне неогеновым карстовым районом является плато Устюрт, где карстовые процессы развиты весьма, однако он образован не в результате поднятия дна океана, а наоборот — периодическими подъемами уровня Каспийского моря в ходе Хвалынских трансгрессий. Однако океанские поднятия дна и трансгрессии внутренних морей есть очень разные вещи, а потому Хвалынский карст уникален и принятым за правило быть никак не может. Это удивительное исключение. С другой стороны, карбонаты от девона и старше уже перешли грань, за которой возможны их дальнейшие метаморфозы. Плотность их почти равна плотности интрузивов, и они не поддаются ни химическому, ни механическому воздействию водных растворов. Они подвержены только поверхностным изменениям вследствие температурной, водной, ветровой эрозии, но внутрь своих монолитов никаких растворов не пропускают. И лишь золотая карбонатовая серединка находится как раз в той стадии, когда в теле пород возможно возникновение, дальнейшее развитие, ну и, конечно, умирание полостей. Ведь пещеры вовсе не вечны, они все время поддаются метаморфозам и в конечном итоге умирают гораздо раньше, чем превращаются в пыль вмещающие их породы. В геологическом смысле, конечно.

ТИПИЧНЫЙ (КЛАССИЧЕСКИЙ) КАРСТ

Развивается, прежде всего, в карбонатах мелового, юрского, триасового, пермского периодов. И особенно – юры. Если, конечно, юрским отложениям случилось сформироваться в зоне альпийской складчатости, последнего обширного поднятия в геологической истории планеты Земля. Но повезло в этом смысле только Средиземноморско-Черноморскому региону, где альпийское поднятие успело вознести Крым, Кавказ и собственно Альпы на двух-трехкилометровую высоту еще до того, как процессы поверхностной эрозии снесли все отложения юрского периода обратно в море. Потому мировыми рекордсменами по наличию карстовых полостей стали именно эти горные страны, каждая со своими спелеологическими провинциями, причем во всех смыслах этого понятия — и по глубине, и по объему, и по количеству полостей на квадратный километр площади поверхности. Кавказу повезло больше всех, поскольку только он имеет высоты пригребневых плато около трех километров и соответствующую мощность своих карбоновых монолитов. Этих рекордов уже не побить никому, просто потому, что таких перепадов абсолютных высот «от гребня до моря» нигде больше нет. На всех прочих территориях планеты юре повезло значительно меньше. Скажем, уральские линейные деформации, как и положено, сначала вознесли юрские отложения на самый верх хребта, но они же позже и смели их почти без остатка, сохранив только карбонаты перми и триаса, в которых развиты современные нам полости Урала, Саян, Алтая.

Конечно, карбонаты мезозоя хоть и с трудом, но все без исключения поддаются карстовым процессам, в отличие от карбонатов палеозоя, значительно более старых, плотных и сильнее метаморфизированных. Потому весь карст Сибири — независимо от места происхождения —относительно невысок и неглубок, хотя часто довольно просторен и хорошо обводнен, достаточно обширен и разнообразен, как и полагается быть старым полостям, сформированным в районах низкогорья в карбонатах среднего возраста и географических условиях, всегда, во все периоды исключавших сезонный недостаток воды. Это типичный карст. Карст мезозоя — это нормально.

Карст палеозоя — всегда исключение из общих правил, всегда нетипичен, всегда уникален, потому что возникает при условии аномальных геологических или природных коллизий, присущих именно этому участку, району, провинции. Такой вот нетипичный карст.

НЕТИПИЧНЫЙ КАРСТ

Никак не соотносится с классической теорией карстовых процессов. В нее не вписывается геологическая обстановка, возраст и структура вмещающих пород, абсолютные высоты, мощность, трещиноватость, угол падения пласта, плотность, объем и качество рабочего водного раствора. Не вписывается ничего. Но карст при этом всё равно присутствует. Да, его мало и развивается он всегда в результате очень серьезного, как правило — катастрофического, гипертрофированного нарушения одного или (редко), нескольких геологических условий, при которых изменяется либо геохимическая структура вмещающих пород, либо тектоническая обстановка, либо водно-климатические характеристики района, запускающие процесс развития полостей вопреки общепринятым «правилам игры» в обычно не поддающихся карстовым метаморфозам породах карбона и даже девона. Только так и происходят чудеса.

Весь карст Казахстана, без какого-либо исключения – нетипичный, кайнозойский и палеозойский, без середины, невозможный в рамках существующих ныне правил. Во-первых, он развивается в карбоне, порой в нижнем карбоне. Почти весь. Есть случаи его развития и в девоне, пусть и единичные. Во-вторых, развитие проходит на высотах 1500-2500 метров при условиях практической стерильности водного раствора и относительно небольшого объема водного потока.

Все обнаруженные полости на территории республики случайны, уникальны и редки. Даже если брать вместе все три Тянь-Шаня и оба Каратау, мы имеем всего лишь три-четыре десятка обнаруженных карстовых полостей на всем пространстве республики. Во всех случаях полости образовались в результате геологических, температурных, геохимических, биогенных аномалий конкретной провинции, каждый раз разных, поэтому единой теории, как-то объединяющей происхождение полостей в единую структуру, нет. И не может быть.

Если в провинции Каркара мы имеем три карровых поля, вертикально рассеченных интрузивными дайками, обеспечившими высокотемпературный крупнокристаллический метасоматоз нижнекарбоновых монолитов, приведший к развитию карстовых процессов на высотах более 3000 метров, то в провинции Каратау мы видим громадную полость, образовавшуюся на высоте менее 500 метров в верхнем девоне, развитую почти без участия воды, но при активном биогенном воздействии птиц. А провинция Устюрт, казалось бы, развивается согласно общепринятым законам, но вот только эти законы работают в уникальных условиях очень молодых полусформировавшихся пород, при абсолютных высотах ниже уровня мирового океана, да еще к тому же на совершено ровной, горизонтальной и сейсмически непотревоженной плоскости гигантского плато. Невозможно, невозможно систематизировать такие разные и случайно-странные условия. Но они все вот такие. Все до единого – «случайно-странные». Других, видимо уже не будет. Все предыдущие годы исследований только подтверждают вывод о том, что карст Казахстана – особый. Он нетипичный. Он странный. И его мало.

ПОСЛЕСЛОВИЕ

Полагаю, это все, что нужно знать человеку, вознамерившемуся вдруг отдать какую-то часть своей жизни спелеопутешествиям. Только общие сведения. Бо́льший объем ему вряд ли понадобится. Но и меньше знать нежелательно, поскольку в этом случае вообще нет смысла лезть под землю. Как дураком залезешь, так им же и вылезешь, ничего не поняв, что называется, «ни в сути, ни в процессе». Как правило, этим и заканчивается процесс понимания геологического явления под названием карстовая полость. Но все же иногда судьба вдруг внезапно и исподволь подставляет сумасшедших, готовых пойти на все, для того, чтобы всё понять. Это редкий случай. Один на десять тысяч, не чаще. Я готов посочувствовать такому индивидууму. Достанется ему по жизни. Будет непросто. Придется думать и учиться всю жизнь, чтобы пытаться понять, почему планета устроена именно так, а не иначе именно в этой, исследуемой им конкретной точке земного шара. Бить ноги и ботинки, рвать комбинезоны и задницу, набивать синяки и шишки, для того, чтобы в своей голове «связать несвязуемое и впихнуть невпихуемое». В этом случае данная шпаргалка послужит стартовым столом для десятитысячника. Удачи ему. Терпения. Ума. Будь здоров, «тёмник». Будь здоров, дорогой. Оно понадобится.

Материал: Авторизуйтесь, чтобы получить доступ