Пещерные первопроходцы
Подземный мир нашей планеты исследован лишь на один процент.
Время великих географических открытий вовсе не закончилось подвигами Колумба, его выдающихся современников и последователей. Казалось бы, благодаря их стараниям, а также современным технологиям картирования и спутниковым съемкам на Земле уже не осталось белых пятен. Другое дело — в ее недрах.
Один из ведущих в мире центров по изучению природных пещер — Украинский институт спелеологии и карстологии (Симферополь). О том, какие новые знания человек ищет под землей и зачем, рассказывает его директор Александр Климчук.
— Существует естественная потребность человека в географической экспансии. Он летит в космос, изучает океан — пытается таким образом раздвинуть границы знакомого ему мира. Подземное пространство пещер не только крайне слабо изучено в научном отношении, но даже физически разведано лишь на доли процента от его протяженности и объемов.
Более 70% территории Украины занимают районы, которые подстилаются легкорастворимыми породами.
Вот лишь несколько причин важности исследований карста. Во-первых, это опасный геологический процесс. В нашей стране техногенная нагрузка очень высока, поэтому для предотвращения катастрофических ситуаций на проблемных при освоении землях нужна адекватная инженерно-геологическая оценка. А там, где есть карстовые пещеры, существует опасность провалов, утечек из водохранилищ, аномальных водопритоков в подземные выработки и прочих осложнений, которые могут стать катастрофическими. Так, в Западной Украине во время разработки Язовского и других серных месторождений откачивалось большое количество воды, что привело к активизации карстовых процессов и образованию многочисленных провалов. Серьезные проблемы с карстом в районах соляных рудников Предкарпатья и Закарпатья. Провальными процессами «славится» и Донбасс, однако вызваны они не только пустотами самих шахт, но и активизацией образования полостей путем растворения пород. В мире ежегодные финансовые потери от карстовых деформаций оцениваются примерно в 5 миллиардов долларов.
Во-вторых, знания о пещерах — ключевые в гидрогеологии. Карстовые подземные воды являются ценным обильным и часто единственным источником водоснабжения в таких районах, но они очень уязвимы к загрязнениям из-за своей высокой канализированности. Если подземные воды в некарстовых районах проходят десять километров под землей за сотни и тысячи лет, то карстовые – за несколько суток. Яркий пример – ситуация на Ай-Петри, где массированная рекреационная нагрузка без должных охранных мер по отношению к карстовой среде угрожает источникам водоснабжения Севастополя.
В Крыму нужно продолжать целенаправленные исследования гидрогеологии карста, начатые еще 30-40 лет назад, но практически свернутые в последние два десятилетия, применяя специальную методику картирования уязвимости карстовых вод. Ключевую позицию в ней занимает технология трассирования. В различных точках в пещерах и источниках при помощи специальной аппаратуры индикаторы отслеживают и определяют направление и скорость перемещения подземных вод. Однако для таких исследований в Крыму нужно иметь современную лабораторию, инструменты трассирования, регистрации, и проводить эти работы необходимо систематически — от участка к участку, от сезона к сезону. Стоимость оборудования не так и велика — около полумиллиона гривен, но добиться решения этого важного для всего региона вопроса мы не можем на протяжении уже нескольких лет.
В-третьих, исследование карстовых полостей-каналов имеет решающее значение для понимания природы нефтегазовых коллекторов и путей миграции углеводородов в известняках. По оценкам ведущей международной нефтесервисной фирмы «Шлюмберже», свыше 60% мировых запасов нефти и около 40% мировых запасов газа содержатся в известняковых коллекторах, карстовых по происхождению. Но эффективно разведывать и эксплуатировать их можно только на основе знания закономерностей формирования карстовой пустотности в таких породах. В Украине значительная часть углеводородного потенциала в Причерноморье и Днепровско-Донецком прогибе связана именно с известняками и карстовыми коллекторами.
Упомяну еще одно важное направление карстово-спелеологических исследований — реконструкция природных условий прошлого. Пещеры в своей морфологии и вторичных отложениях накапливают и сохраняют в течение миллионов лет разнообразную информацию о палеоклимате. Современными методами такие сведения можно извлекать с очень высокой степенью детальности.
— Александр Борисович, отличается ли разведывание и прохождение пещер от альпинизма?
— Это довольно некорректное сравнение. Ведь до того, как Эверест покорили в 1956 году, он уже был сто лет известен и закартирован исследователями. А последующие сотни восхождений — это чисто спортивные личные достижения, никакого нового знания они уже не приносят. У спелеологов задача интереснее в том смысле, что им нужно «вырастить» новую пещеру с нуля, то есть сделать географическое открытие и исследовать новое пространство.
— А в части экипировки?
— В пещеру без защитной спецодежды и каски нельзя. Если в ней есть узкие места с «режущими» выступами, необходим износостойкий комбинезон, если пещера холодная — термоизоляционное белье под ним, а если там много водопадов или сифонов (участки, полностью погруженные в воду), то вам понадобится гидрокостюм и легководолазное снаряжение. Для пещер оно должно иметь дублирование всех систем жизнеобеспечения. Дело в том, что на открытой воде при отказе оборудования все-таки есть шанс всплыть и выжить. В пещере все гораздо сложнее. Если от места погружения вы проплыли полсотни-сотню метров и у вас отказало оборудование, то без дублирующих систем вернуться просто невозможно.
В последние годы техническое оснащение спелеологов заметно улучшилось. Появились легкие, очень емкие, но достаточно дорогие аккумуляторы, светодиодные лампы, потребляющие очень мало электроэнергии. Есть надежное и эффективное «вертикальное» снаряжение. Это особенно актуально при исследовании сложных пещер, куда спелеологи уходят на несколько дней и даже недель. Проблема, однако, в том, что о снабжении сотрудников нашего института современным снаряжением мы можем только мечтать. И приобретать его за собственные средства.
Украина пещерная
Наша страна богата карстовыми регионами. Это Волыно-Подолье и Предкарпатье, Карпаты, Причерноморье, Донбасс, степной и особенно горный Крым. С начала 60-х годов в Крыму открыто свыше 1300 новых пещер, и каждый год спелеологи находят их десятками. Глубочайшая из них — пещера Солдатская, ее известная глубина 520 м. Самая длинная в Крыму — пещера Кизил-Коба с крупной подземной рекой (около 21 км).
Шесть самых протяженных гипсовых пещер находятся в Западной Украине. Каждая из них представляет собой густую сеть-лабиринт. Самая длинная пещера — Оптимистическая (240 км), открыта в 1966 году. На материале исследований этих гипсовых лабиринтов Александр Климчук разработал новую гипогенную теорию образования и развития пещер, получившую широкое признание в мировой науке о карсте и пещерах. Обычные пещеры образуются водами, проникающими под землю с поверхности, а гипогенные – восходящими напорными водами из более глубоких водоносных горизонтов. Оказалось, что такое происхождение имеют многие крупнейшие пещеры мира. Кстати, гипогенная теория пещерообразования дала мощный импульс к пониманию природы карстовых коллекторов углеводородов и карстовых месторождений полиметаллов.
Открытие века — за нами
Последние тридцать лет украинские спелеологи активно работают на Западном Кавказе, на массиве Арабика. И не зря: им удалось исследовать новую глубочайшую пещеру мира — 2190 м.
В 80-х годах, когда Александр Климчук с коллегами начали исследования пещер горного массива Арабика в Абхазии, карстовая пещера Крубера имела среди спелеологов репутацию бесперспективного объекта. Она представляет собой череду колодцев, соединенных между собой ходами и галереями. Самые глубокие отвесы — 115, 110 и 152 м. В донной части известно более 8 сифонов, расположенных на глубинах от 1400 до 2190 м. Интересно, что водами пещеры Крубера-Воронья питается самая короткая река в мире — Репруа на черноморском побережье у Гагр, а также источники, выходящие под уровнем моря.
Исследования пещеры Крубера в последнее десятилетие, когда сделаны главные «прорывы» и установлены мировые рекорды, осуществляются под руководством известного украинского спелеолога Юрия Касьяна экспедициями Украинской спелеологической ассоциации. Самая глубокая точка пещеры достигнута в экспедиции 2007 года в ходе погружения симферопольского спелеолога Геннадия Самохина в последний сифон на глубину 46 м под воду.
Журнал National Geographic в 2005 году отнес исследования украинских спелеологов в пещере Крубера к самым выдающимся географическим открытиям на Земле за последние 100 лет. В прошлом году крупнейшее мировое издательство Random House выпустило об этом документальную повесть, быстро вошедшую в список бестселлеров США.
Александр Климчук
Директор Украинского института спелеологии и карстологии МОН и НАН Украины, старший научный сотрудник, кандидат геологических наук. Главная специализация: гидрогеология и геоморфология карста, происхождение пещер. Вице-президент Международного спелеологического союза (UIS, 65 стран-участниц), президент Комиссии UIS по гидрогеологии карста и спелеогенезу. Почетный член Национального спелеологического общества США и Украинской спелеологической ассоциации.
Справка «УТГ»
Научно-исследовательский центр «Украинский институт спелеологии и карстологии» создан в 2006 году. Входит в структуру Таврического национального университета им. В.И. Вернадского (г. Симферополь) и в состав отделения наук о Земле НАН Украины. Помимо штатных сотрудников объединяет в форме общественного членства 52 научных работника из различных организаций и городов Украины, а также из России, Польши, Словении, Турции.
