Nacido en la oscuridad

La arcilla no es tierra...

Uno de los componentes más importantes de los paisajes subterráneos son los depósitos de cuevas. A su clasificación se dedican decenas de trabajos de karstólogos de todo el mundo. Por ejemplo, en 1985 R. Tsykin identificó 18 tipos genéticos Sedimentos formados en ambientes de cuevas. Casi todas las formaciones sedimentarias y cristalinas conocidas en la superficie están presentes aquí, pero se presentan en formas específicas. Descripción detallada Los depósitos de cuevas son asunto de especialistas. Nuestra tarea es darle al lector una idea general de lo que se puede encontrar bajo tierra. Para ello, es más adecuada la clasificación propuesta por D. S. Sokolov y revisada por G. A. Maksimovich. Incluye 8 tipos de depósitos cavernarios: residuales, de deslizamientos de tierra, mecánicos de agua, quimiogénicos de agua, criogénicos, organógenos, antropogénicos e hidrotermales.

Depósitos residuales. A lo largo de cuarenta años de actividad cavernícola, el autor tuvo que acompañar más de una vez a grupos de no especialistas bajo tierra. Su primera reacción: “qué sucio está aquí…”. Tuvieron que explicar que la arcilla no es tierra, sino uno de los tipos de sedimentos que necesariamente están presentes bajo tierra.

La historia de los sedimentos residuales es la historia de una gota de agua. Las rocas kársticas en pequeñas cantidades (1-10%) contienen necesariamente una mezcla de arena o arcilla, que consiste en SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3. Cuando la piedra caliza o el yeso se disuelven, el residuo insoluble se acumula en las paredes de las grietas, se desliza hacia el fondo de las galerías y se mezcla con otros depósitos de las cuevas. El karstólogo Yu.I. Shutov calculó que a partir de un metro cúbico de piedra caliza del Jurásico que forma las montañas de Crimea (su peso es de aproximadamente 2,7 toneladas), se forman 140 kg de arcilla (0,05 m 3). Los estudios han demostrado que está compuesto de minerales illita, montmorillonita, caolinita, feldespato y cuarzo. Las propiedades de las arcillas dependen de su proporción: algunas se hinchan cuando se humedecen, tapando pequeñas grietas, mientras que otras, por el contrario, liberan agua fácilmente y se desmoronan rápidamente de las paredes. A veces, las bacterias también participan en la formación de depósitos de arcilla en las paredes: en 1957, el investigador francés V. Comartin demostró que algunos tipos de microbios pueden obtener carbono directamente de la piedra caliza (CaCO 3). Así, en las paredes de las cuevas se forman depresiones redondeadas o en forma de gusano: vermiculaciones de arcilla llenas de productos inadecuados incluso para las bacterias (Fig. 61).

Los depósitos residuales no tienen importancia práctica. La excepción, quizás, es el caso cuando la cueva está ubicada cerca de canteras activas, donde se extraen minerales mediante medios explosivos. Después de fuertes explosiones, equivalentes a un terremoto local de hasta magnitud 7, las arcillas pueden deslizarse de las paredes de las grietas, bloqueando temporalmente los canales de suministro de agua de los manantiales. Se conocen casos en los que su consumo cayó a cero, y luego de las fuentes comenzó a manar agua roja, arrastrando partículas de arcilla en suspensión...

En el rugido de los derrumbes

En el resumen fundamental de G. A. Maksimovich, solo 5 líneas están dedicadas a depósitos de deslizamientos de tierra... Se creía que casi no contienen información. Investigación 60-90 demostró que este no es el caso. Se dividen en tres grupos de diferentes orígenes.

Depósitos termogravitacionales Se forman solo en la entrada de la cueva, donde hay grandes fluctuaciones de temperatura diarias y estacionales. Sus paredes se están pelando, la parte abovedada de la cavidad está creciendo y en su suelo se acumulan piedras trituradas y tierra fina. El espeleólogo alemán I. Streit, después de más de diez años y utilizando sofisticados métodos matemáticos para procesar materiales, demostró que la cantidad de este material, su composición, tamaño, forma de las partículas, el número de sus aristas y caras almacenan información cifrada sobre cambios climáticos en la zona durante decenas de miles de años. A partir de las manchas de estos depósitos que se destacan en la ladera desnuda, los exploradores kársticos de Asia Central detectan con confianza sutiles entradas a las cuevas desde la ladera opuesta.

Depósitos de deslizamiento de tierra Se forman en todas las cuevas, pero especialmente en zonas de fracturación tectónica. Piedras trituradas, escombros, pequeños cantos rodados que cayeron de las bóvedas dan una idea de estructura geologica salas altas, que son difíciles de estudiar directamente (para estudiar la cúpula del Gran Salón en la Cueva de Carlsbad, EE. UU., ¡el espeleólogo estadounidense R. Kerbo incluso utilizó un globo aerostático!).

De mayor interés son depósitos de falla por gravedad. El cambio de preposiciones tiene mucho sentido: durante un derrumbe, sólo el material que está en la propia cueva se acumula en el fondo de la galería; cuando una bóveda se derrumba, entra material de la superficie y cuando se derrumban los techos entre pisos, aparecen enormes salas... Estos depósitos están representados por bloques y cantos rodados que pesan cientos de miles de toneladas. Las secciones de cuevas donde se encuentran ofrecen una vista fantástica. Muchos de ellos son tan inestables que crujen peligrosamente cuando un espeleólogo los sube.

La superficie marrón rojiza de las piedras calizas está cubierta de estrellas blancas, huellas de impactos de piedras caídas. Una persona se siente incómoda en este caos. Pero a menudo aquí puedes encontrar algunos patrones que te calman inmediatamente...

En 1989, los espeleólogos de Simferopol descubrieron, y en los años 90 exploraron y equiparon para excursiones una de las cuevas más hermosas de Crimea: Mármol en Chatyrdag. En su parte central se encuentra la sala de derrumbe más grande de Crimea (el área es la mitad campo de fútbol!), que recibió el irónico nombre de Salón de la Perestroika en el espíritu de la época. Para nuestra sorpresa, ha surgido orden en el caos de sus bloques: algunos de ellos se encuentran en posición horizontal, otros están inclinados en ángulos de 30 a 60°, otros están al revés y las estalactitas que alguna vez crecieron sobre ellos ahora se han convertido en “ estalagmitas”... El secreto es que las piedras calizas que componen la cueva caen en un ángulo de 30°. Por tanto, cuando se arranca una capa en la bóveda de la sala, se mueve de forma articulada, con una rotación e incluso una revolución.

Además de bloques y cantos rodados, los depósitos de colapso por gravedad también incluyen columnas de sinterizada caídas. Se han estudiado mejor que otros en zonas sísmicas: en Crimea, en el sur de Francia y en el norte de Italia. Al mismo tiempo, fue posible establecer conexiones directas e inversas entre la ciencia kárstica y la sismología. Los fuertes terremotos provocan el colapso de las bóvedas de las cuevas. Si es difícil asociar directamente los bloques y cantos rodados resultantes con ellos, entonces las columnas caídas orientadas a veces indican con confianza los epicentros de los terremotos. Así, en Crimea se describieron unas 60 columnas situadas sobre un suelo horizontal (esto es muy importante, ya que en suelos inclinados pueden rodar y cambiar de orientación). El 40% de ellos gravita hacia Sudak, el 40% hacia Yalta y el 10% hacia las zonas epicentrales de Alushta y Sebastopol. Esto indica la migración de fuentes de fuertes terremotos en el Antropoceno de Sudak a Sebastopol. Desafortunadamente, aún no se ha encontrado un esquema de cálculo que explique el mecanismo de desplazamiento de gigantes con una longitud de hasta 8 m (mina Monastyr-Chokrak), un diámetro de hasta 3 m (Cueva Roja) y un peso de hasta 70 toneladas (mina Mira). Sólo está claro que fueron más fuertes que los terremotos del período histórico.

¿Cuándo ocurrieron estos terremotos? También en este caso la espeleología proporciona a los sismólogos un método de datación fiable. Las columnas de sinterizado son plomadas “mineralógicas” en las que se registra la posición de la vertical geofísica de un área determinada a lo largo de todo su crecimiento. Si, después de caer, crecen sobre ellas estalactitas o estalagmitas (Fig.62), entonces por su edad, determinada por cualquier método absoluto (radiocarbono, resonancia magnética nuclear, etc.), se puede determinar la edad de la columna (no antes de ...). Para Crimea hasta el momento sólo existen dos dataciones por radiocarbono, que dan una edad de 10 mil y 60 mil años para las columnas caídas de la Sala de la Perestroika. En otras cuevas del mundo, este rango es aún más amplio: de 10 a 500 mil años...

La retroalimentación entre el karst y la sismología se manifiesta en el hecho de que cuando el techo de una cueva falla, se forman bloques que pesan entre 2 y 3 mil toneladas. Un golpe al suelo al caer desde una altura de 10 a 100 m libera energía de 1x10 15 - 10 17 erg, que es comparable a la energía de los terremotos (el terremoto de Tashkent de 1966 - 1x10 18 erg). Es cierto que se localiza en un pequeño volumen de roca, pero puede provocar un terremoto local notable con una fuerza de hasta 5 puntos.

Los métodos espeleológicos para perfeccionar los mapas de zonificación sísmica se utilizaron ampliamente en Francia para determinar la ubicación de las centrales nucleares. El mismo trabajo, que cambió significativamente las ideas iniciales de los especialistas, se llevó a cabo en los años 90. en Crimea. Esto demuestra una vez más que en la naturaleza todo está interconectado y no hay objetos naturales que no lleven información útil. Sólo necesitas saber cómo conseguirlo.

Para finalizar este tema, toquemos brevemente una cuestión más. ¿Hasta qué punto son peligrosos los terremotos para un espeleólogo que trabaja bajo tierra? La información al respecto es escasa, pero es sugerente. Durante el terremoto de Crimea de 1927, un grupo del destacamento hidrogeológico de P. M. Vasilievsky se encontraba en la mina Emine-Bair-Khosar en Chatyrdag. Ella no sintió en absoluto el impacto de siete magnitudes, lo que provocó pánico entre sus guías en la superficie. El 1 de mayo de 1929, durante el terremoto de Germab (magnitud 9), había excursionistas en la cueva de Baharden. Oyeron un rugido creciente, algunos guijarros cayeron de las paredes, suaves olas comenzaron a fluir a través del lago a sus pies... El terremoto de Vrancea del 4 de marzo de 1977 (8 puntos) fue sentido en la cueva de Topchika (Bulgaria) sólo por ligeras fluctuaciones en el nivel y la temperatura del agua en el curso de agua subterráneo Parecería claro: incluso los terremotos más fuertes bajo tierra son amortiguados (el fenómeno del “desacoplamiento”, que causó muchos problemas cuando se firmó el tratado que prohibía las explosiones nucleares). Pero no nos apresuremos a sacar conclusiones. Según L.I. Maruashvili, durante el terremoto de Baldin de 1957 se llenó de roca derrumbada y dejó de existir como característica geográfica Mina kárstica de Tsipuria (Georgia). Después del terremoto del 27 de agosto de 1988, en la mina Vesennyaya (macizo de Bzyb, Georgia), una presa de bloques se desplazó a 200 m de profundidad, de la que los espeleólogos que acababan de salir sobrevivieron sólo por suerte. No, los terremotos no son una broma, tanto en tierra como bajo tierra...

Desove de agua en movimiento

El siguiente grupo notable de depósitos de cuevas son los depósitos mecánicos acuosos. Conocerlos tampoco será un gran placer para un no especialista. En la Cueva Roja hay lagos en los que uno se sumerge casi hasta la cintura en arcilla viscosa, dejando a menudo en ella la suela de la bota o incluso la parte inferior del traje de buceo... Pero el geólogo ve en estos depósitos una fuente de diversa información sobre las condiciones de “vida” de las cavidades kársticas. Para obtenerlos, en primer lugar, es necesario estudiar la composición de los sedimentos.

A veces, el análisis mineralógico responde inmediatamente a la pregunta de dónde procede el agua. Si la composición de los sedimentos coincide con la composición mineral de las rocas anfitrionas, entonces la cueva se formó a partir de flujos autóctonos locales. Por lo tanto, en 1958, recién comenzando la investigación de la Cueva Roja, ya sabíamos que su comienzo debía buscarse en la meseta del macizo Dolgorukovsky, en la mina Proval; después de todo, solo dentro de la cuenca de drenaje que la alimenta allí. son guijarros de cuarzo. Al estudiar las cuevas del valle de Koscielska en los Tatras, los espeleólogos polacos observaron que las cuevas ubicadas en el mismo lugar, pero a diferentes alturas sobre el fondo del valle, tenían diferentes composiciones de relleno de arena: cuanto más cerca del fondo, más rica era la gama. de minerales que se encuentran en él.. Un estudio de la paleogeografía de la zona demostró que esto se debe a la profundidad de la incisión del río, que gradualmente “alcanzó” las cuencas de la parte central de los Tatras, compuestas por rocas no kársticas.

Por supuesto, con estudios detallados, este esquema parece mucho más complicado. Es necesario tomar cientos de muestras, dividirlas en fracciones por tamaño, gravedad específica, propiedades magnéticas y de otro tipo, determinar y calcular el contenido de granos minerales individuales bajo un microscopio, etc. La recompensa son hallazgos sorprendentes. En las cuevas de Crimea se descubrieron minerales inesperadamente: moissanita, cohenita, iocito, anteriormente conocidos sólo en meteoritos; Capas descubiertas en cuevas de Bulgaria. ceniza volcánica, que hay motivos para asociarlo con la explosión de un volcán en la isla de Santorini en el mar Egeo en los milenios 25 y 4-1 antes de Cristo. mi.

Así se tendió un hilo que conecta a los exploradores de cuevas del siglo XX con los problemas de la Atlántida y la muerte de la cultura minoica...

La segunda dirección de la investigación sobre depósitos mecánicos acuosos es el estudio de su tamaño. Puede ser diferente, desde rocas de un metro de largo, que a veces se encuentran en cuevas formadas por corrientes de hielo, hasta la arcilla más fina, cuyas partículas tienen un tamaño de micras. Naturalmente, los métodos de investigación son diferentes: medición directa, uso de un conjunto de tamices, uso de centrífugas convencionales y ultracentrífugas. ¿Qué aporta todo este trabajo, a menudo largo y costoso? Lo principal es la restauración de las antiguas condiciones paleogeográficas de la existencia de cuevas. Existen relaciones entre la velocidad de los flujos subterráneos, el diámetro de los canales por los que se mueven y el tamaño de las partículas transportadas, que se expresan mediante fórmulas bastante complejas. Se basan en las mismas ecuaciones de continuidad del flujo de Bernoulli, “multiplicadas” por la igualmente conocida ecuación de Stokes, que describe la velocidad de sedimentación de partículas en agua estancada de diferentes temperaturas y densidades. El resultado es un hermoso nomograma propuesto por el espeleólogo checo R. Burckhardt: un gráfico mediante el cual, conociendo el área de la sección transversal del pasaje y los diámetros de las partículas depositadas en su fondo, se puede estimar el promedio y velocidad máxima y el flujo de los arroyos que una vez arrasaron aquí (Fig. 63).

El estudio de los depósitos mecánicos acuosos nos permite responder a algunos problemas teóricos, en particular la cuestión de en qué zona hidrodinámica se fundó esta cueva. En 1942, después de descubrir arcilla delgada en el fondo de varias cuevas en los EE. UU., el experimentado geólogo y espeleólogo J. Bretz sugirió que se formaban disolviendo piedras calizas con agua que fluía lentamente: después de todo, solo en ellas es posible ¡Sedimentación de partículas de arcilla! Quince años más tarde, después de haber cavado pozos profundos en docenas de las mismas cuevas, el experto en karst Davis descubrió que las arcillas ricas sólo coronan una sección muy compleja de varios metros del relleno. Debajo de las arcillas había capas de arena y grava, traídas por una poderosa corriente, seguidas de una costra de sinterización, que solo pudo haberse formado durante el drenaje prolongado de la cueva, debajo, la arcilla apareció nuevamente en la sección que yacía sobre el cantos rodados... Así es como los depósitos mecánicos a base de agua ayudan a los especialistas a “leer” la historia del desarrollo de las cuevas.

“Gota superior” y “gota inferior”

Los términos "estalactita" y "estalagmita" (del griego "stalagma" - gota) fueron introducidos en la literatura en 1655 por el naturalista danés Olao Worm. Cien años después, apareció en la literatura rusa una definición no menos figurativa de Mikhail Lomonosov: "goteo"... De hecho, estas formaciones están asociadas con la forma de gotita del movimiento del agua. Ya conocemos algunas características del comportamiento de una gota como líquido. Pero no se trata sólo de agua, sino de una solución que contiene determinados componentes. Cuando se forma una gota de solución en la base de una grieta llena de agua, no se trata sólo de una lucha entre la tensión superficial y la gravedad. Al mismo tiempo, comienzan procesos químicos que conducen a la precipitación de partículas microscópicas de carbonato de calcio en el contacto entre la solución y la roca. Varios miles de gotas que caen desde el techo de la cueva dejan un fino anillo translúcido de calcita en el contacto roca/solución. Las siguientes porciones de agua ya formarán gotas en el contacto calcita/solución. De este modo se forma a partir del anillo un tubo cada vez más largo. Los tubos más largos (brčki) miden 4-5 m (cueva de Gombásek, Eslovaquia). Parecería que la esencia química del proceso es simple: una reacción reversible.

CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Ca 2+ + 2HCO - 3. (1)

Cuando la piedra caliza se disuelve, la reacción avanza hacia la derecha, con la formación de un ion Ca divalente y dos iones HCO 3 monovalentes. Cuando se forman depósitos, la reacción va hacia la izquierda y a partir de estos iones se forma el mineral calcita. Pero aquí también hay un “escollo”, y no sólo uno...

En muchos libros de texto sobre geografía y geología, la formación de estalactitas se explica por la evaporación del agua. A.E. Fersman no evitó este error en sus primeros trabajos. Pero ya sabemos que en las cuevas el déficit de saturación del aire con humedad es cercano a 0. En tales condiciones predomina la condensación más que la evaporación.

La reacción (1) en realidad ocurre en varias etapas. Primero, el agua interactúa con el dióxido de carbono:

H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3 H + + HCO - 3. (2)

Pero el ácido carbónico es débil y por tanto se disocia en un ion hidrógeno (H+) y un ion HCO-3. El ion hidrógeno acidifica la solución y solo después comienza la disolución de la calcita. Esto significa que en la fórmula (1) solo un ion HCO 3 proviene de la roca, y el segundo no está asociado con ella y se forma a partir de agua y dióxido de carbono introducidos en el macizo kárstico. Esto reduce la actividad estimada del proceso kárstico entre un 20 y un 30%. Veamos sólo un ejemplo sencillo. Sea la suma de todos los iones en el agua 400 mg/l (incluidos 200 mg/l de HCO 3). Si utilizamos el análisis para evaluar agua potable, entonces los 400 mg/l se incluyen en el cálculo (no nos importa de dónde provienen los componentes individuales del agua, lo importante es que estén ahí). Pero si a partir de este análisis se calcula la intensidad del proceso kárstico, entonces se debe incluir en el cálculo la suma de iones menos la mitad del contenido del ion HCO 3 (400-100 = 300 mg/l). Estos errores de cálculo se encuentran en los trabajos de muchos karstólogos de todo el mundo, incluidos aquellos con altos títulos y títulos científicos.

Entonces es necesario estimar qué diferencia de presiones parciales de CO 2 hay en el sistema. En los años 40-50. Se creía que el proceso kárstico se producía únicamente gracias al CO 2 procedente de la atmósfera. pero en el aire globo es sólo 0,03-0,04 % en volumen (presión 0,0003-0,0004 mm Hg), y las fluctuaciones de este valor en latitudes y altitudes sobre el nivel del mar son insignificantes. Mientras tanto, desde hace tiempo se ha observado que las cuevas de latitudes templadas y subtropicales son más ricas en depósitos, mientras que en las cuevas de altas latitudes y grandes altitudes hay muy pocos de ellos... Un estudio de la composición del aire del suelo, realizado realizado por un grupo del espeleólogo húngaro Laszlo Jakuch, demostró que el contenido de CO 2 en ella es de 1 a 5 % en volumen, es decir, de 1,5 a 2 órdenes de magnitud más que en la atmósfera. Inmediatamente surgió una hipótesis: las estalactitas se forman por la diferencia entre la presión parcial del CO 2 en las grietas (la misma que en el aire del suelo) y el aire de las cuevas, que tiene un contenido atmosférico de CO 2. El último ajuste se realizó mediante la determinación directa de CO 2 en el aire de las cuevas. El "diagnóstico" final dice: las estalactitas se forman principalmente no por evaporación de la humedad, sino en presencia de un gradiente de presión parcial de CO 2 del 1-5% (aire del suelo y agua en las grietas) al 0,1-0,5% (aire en cuevas) .

Mientras el canal de alimentación de la estalactita está abierto, las gotas fluyen regularmente a través de él. Al desprenderse de su punta, forman una única estalagmita en el suelo. Esto sucede con bastante lentitud (decenas o cientos de años) y, por lo tanto, estas formas que se acercan entre sí en muchas cuevas equipadas del mundo recibieron el nombre figurativo de "amantes eternos". Cuando el canal de alimentación crece demasiado, se obstruye con arcilla o granos de arena, uno de los amantes sufrirá un "infarto": un aumento de la presión hidrostática en el canal. Su pared se rompe y la estalactita continúa creciendo debido al flujo de una película de soluciones a lo largo de su lado exterior (Fig. 64). Si el agua se filtra a lo largo de los planos del lecho y de las grietas inclinadas de la bóveda, aparecen hileras de estalactitas, flecos y cortinas de las formas y tamaños más extraños.

Dependiendo de la constancia del flujo de agua y la altura de la sala, debajo de las gotas se forman estalagmitas individuales con una altura de 1-2 my un diámetro de 3-4 cm; “aplanados”, similares a los tocones de árboles talados, o en forma de cono, que recuerdan a torres o pagodas. Se trata de las formaciones de cuevas sinterizadas más grandes, con un tamaño de varias decenas de metros. Actualmente se considera que la estalagmita más alta del mundo es un gigante de 63 metros en la cueva de Las Villas (Cuba), y en Europa, uno de 35,6 metros, en la cueva de Buzgo en Eslovaquia. Cuando las estalactitas y estalagmitas crecen juntas, se forman estancamientos que gradualmente se convierten en columnas. Algunos de ellos alcanzan los 30-40 m (altura) y los 10-12 m (diámetro). Cuando fluyen hacia abajo en forma de películas y chorros planos, se forman depósitos en cascada de diversas formas y tamaños.

Además de las formas generalizadas enumeradas, en condiciones subaéreas (es decir, en el aire), se forman todo tipo de formaciones extrañas que se asemejan a flores (antoditas), burbujas (ampollas, globos), corales (coralloides, palomitas de maíz, botrioides), espirales (helictitas), etc. Las mayores Helictitas sorprenden tanto a los visitantes habituales como a los especialistas. Los más grandes, de 2 m de largo, fueron descritos en la cueva Jaul (Sudáfrica). En Nueva Zelanda (Flour Cave) se ha descrito una helictita de yeso en espiral "Spring" de 80 cm de largo. En las cuevas de Cap Coutan (Turkmenistán) y Lechugia (EE.UU.) se describieron enormes “patas” de yeso de 5 a 7 m de largo. El mecanismo de formación de tales formas no se comprende completamente; los mineralogistas de muchos países los están estudiando. EN últimos años Surgió una nueva hipótesis de aerosoles para la formación de algunas formas subaéreas. Esto crea un puente entre el estudio de la condensación e ionización del aire y los problemas de la espeleogénesis.

Las formas subacuáticas no son menos diversas. En la superficie de los lagos subterráneos se forma una fina película mineral, que puede adherirse a la pared del baño o a una estalactita que ha alcanzado el nivel del agua, convirtiéndose en una placa delgada. Si el nivel del agua en la bañera fluctúa, se forman varios niveles de crecimiento que recuerdan a los adornos de encaje. En baños y canales de flujo débil. ríos subterráneos Se forman presas de sinterización, cuya altura varía desde unos pocos centímetros hasta 15 m (Los Brijos, Brasil). En el fondo de las bañeras o en microhuecos del cuerpo del pandeo se forman a menudo perlas de cueva, como perlas auténticas, compuestas por decenas de concentrados de crecimiento. Destaca una formación asombrosa: "leche de luna". En diferentes condiciones, puede ser semilíquido, cremoso, denso como el requesón y fluido como la harina. Cuando se seca, la leche de luna se convierte en un fino polvo blanco, y un espeleólogo que sale de una estrecha chimenea vertical parece un "deshollinador anti-chimeneas". La leche de luna tiene alrededor de cien sinónimos; su formación se “explica” mediante más de 30 hipótesis. Todavía no existe una teoría única, como probablemente tampoco existe una forma única de “leche de luna”: es poligenética...

Como señaló el famoso mineralogista ruso D.P. Grigoriev (San Petersburgo) y uno de los mejores diagnosticadores de minerales de las cavernas del mundo, V.I. Stepanov (Moscú), la variedad de formas de los depósitos de las cavernas se explica por las peculiaridades de su ontogénesis: origen, crecimiento selectivo y cambios secundarios. En este sentido, las cuevas abren las más amplias oportunidades para el cristalógrafo y mineralogista, simplemente para conservar la decoración sinterizada hasta su llegada... Desafortunadamente, la investigación de las sutilezas de la mineralogía y la geoquímica de las cuevas sigue siendo una suerte de aficionados. Estos trabajos que requieren mucha mano de obra no encuentran cliente: los depósitos de sinterizado de las cuevas, que determinan su belleza exterior, en la práctica no tienen importancia.

Desde los años 70 Siglo XX La situación comenzó a cambiar lentamente: a través del exotismo externo de las formas, comenzaron a brillar cada vez más patrones internos que no sólo tenían interés mineralógico. Pongamos sólo algunos ejemplos. En 1970, G. A. Maksimovich, resumiendo datos dispersos de muchas cuevas de todo el mundo, demostró que se forman depósitos de carbonato de diferentes morfologías y tamaños con diferentes intensidades de entrada de agua. Así, se forman depósitos de cobertura y presas con un caudal de agua de 1 a 0,01 l/s; estalactitas en forma de cono de 0,0005 a 0,00001 l/s; formas excéntricas: menos de 0,000001 l/s. La brillante previsión de los mineralogistas rusos N.P. Chirvinsky y A.E. Fersman sobre la importancia del crecimiento orientado de los minerales se ha ampliado ahora a un concepto armonioso de plomadas y niveles naturales. En los 80s Se utilizó brillantemente para reconstruir movimientos tectónicos recientes en las regiones kársticas de Italia y Francia en relación con la construcción de centrales nucleares. Los ciclos anuales de estalactitas y estalagmitas, claramente visibles en la Fig. 64 resultó ser sólo un caso especial de manifestación de ritmos cósmicos.

En el talentoso libro del geólogo y espeleólogo Vladimir Maltsev "La cueva de los sueños. La cueva del destino", Editorial Astrel, 1997, se dedica un capítulo completo a la mineralogía de una de las cuevas más bellas del mundo: Cap-Coutan en Turkmenistán. . El título paradójico ("La ciencia de los aficionados") no impidió que el autor hablara popularmente, pero al mismo tiempo de manera bastante profesional, sobre las ideas modernas sobre la formación de muchas formaciones minerales en las cuevas, desde la estalactita más simple hasta la misteriosa excéntrica.

También es muy interesante la composición química de los depósitos quimiogénicos acuosos. A.E. Fersman a principios del siglo XX. escribió que las ideas tradicionales sobre la calcita como mineral principal de las cuevas son sólo parcialmente correctas. En los 80s El resumen fundamental de la encantadora mineralogista estadounidense Carol Hill y el temperamental espeleólogo italiano Paolo Forti /36/ proporciona datos sobre 186 minerales de las cuevas del mundo. En primer lugar en términos de número de especies minerales (numerador) se encuentran los minerales. Según el número de formas en las que cristalizan (denominador) - carbonatos. En total, se encontraron bajo tierra minerales de 10 clases: mineral - 59/7; fosfatos - 34/4; minerales de diferentes clases - 28/6; óxidos - 12/19; silicatos - 14/11; carbonatos - 10/27; sulfatos - 10/16; nitratos - 6/4; cloruros - 4/9; hidróxidos - 4/3. También se confirmó la predicción de A. E. Fersman sobre la formación de minerales de cuevas en diferentes ambientes geoquímicos. Evidentemente no todos han sido identificados y caracterizados. En particular, el estudio de la mineralogía de las cuevas termales apenas comienza (Fig. 65).

Reino de Hielo

Los depósitos quimiogénicos acuosos son el producto del agua líquida y vapor. El agua en forma de nieve y hielo es típica de las cuevas donde se observan temperaturas del aire negativas de forma constante o estacional.

Las acumulaciones de nieve se forman sólo en cavidades subterráneas con grandes entradas. La nieve entra en la cueva o se acumula en los salientes de las minas y cae en pequeñas avalanchas. Se conocen casos de formación de conos de nieve subterráneos con un volumen de decenas a cientos de metros cúbicos a una profundidad de 100 a 150 m debajo de la entrada (Crimea, Bezdonnaya, Fig. 19). Una de las mayores acumulaciones de nieve se describe en la mina Snezhnaya (Georgia). Inicialmente, la nieve entra por el embudo de entrada con una profundidad de 40 my una superficie de 2000 m2 a lo largo del borde superior. Desde aquí se accede a un pozo de 130 metros con una anchura de 2 a 12 m (zona de tránsito). A través de un agujero en su fondo cae a una profundidad de 200 m, en Gran salón, donde forma un cono con una superficie de unos 5 mil m2 y un volumen de más de 50 mil m3. EN diferentes años su configuración cambia, a medida que se forman tapones de nieve y hielo o parches redondeados descongelados en la nieve: canales de escorrentía de lluvia que cambian las trayectorias de la nieve que fluye desde la superficie.

El hielo en las cuevas tiene una génesis diferente. La mayoría de las veces, la nieve se compacta y primero se convierte en nieve firme y luego en hielo glaciar; con menos frecuencia, este hielo incluso comienza a moverse, formando un glaciar subterráneo (Argentiere, Francia); finalmente, se observa muy raramente la conservación del hielo formado en condiciones de permafrost en cuevas (Sorpresa, Rusia), o el flujo de glaciares terrestres (Castelgarde, Canadá). Segundo camino de la educación. cueva de hielo- entrada de agua de nieve derretida en cuevas frías (estáticas) (Buzluk, Ucrania). La tercera forma es el enfriamiento del aire en cuevas eólicas (dinámicas) (Eisriesenwelt, Austria), y la cuarta es la formación de cristales de sublimación de origen atmosférico sobre una superficie de roca enfriada o sobre hielo. Curiosamente, el hielo de diferente génesis tiene diferente mineralización: el más “fresco” (sólo 30-60 mg/l) es el hielo de sublimación y el glaciar, el más “salado” es el hielo de yeso y cuevas de sal (2 o más g/ l). Un caso especial son las cuevas de hielo formadas directamente en el hielo de las montañas o de los glaciares cubiertos. Sus formaciones secundarias de hielo están asociadas con el derretimiento y congelación del hielo anfitrión (Aimfjomet, Noruega, etc.)

Las cuevas de hielo se encuentran con mayor frecuencia en las montañas, a una altitud de 900 a 2000 m, una de las más famosas es Eisriesenwelt en Austria. La entrada al mismo se encuentra a una altitud de 1656 m, el hielo cubre el fondo de la galería de entrada a una distancia de hasta 1 km, ocupando un área de 20-30 mil m2 en diferentes años. Una de las cuevas glaciares más grandes es Dobshinska (Eslovaquia). En una superficie de 12 mil m2 se han acumulado aquí más de 145 mil m3 de hielo, formando poderosas cascadas (la edad del hielo en sus capas inferiores es de hasta 7 mil años) y depósitos de hielo (edad 1-2 años). ). En Rusia la más famosa es Kungurskaya. cueva de hielo. En él se forman acumulaciones de hielo en periodo de invierno y sólo en la zona de entrada. El volumen de hielo formado depende de las condiciones climáticas período frío y del número de visitantes a la cueva.

Al ser el compuesto mineral más simple del grupo de los óxidos, el hielo adopta todas las formas características del hundimiento ordinario. Más a menudo que otras hay "cascadas heladas": cascadas de hasta 100 m de altura (Eisriesenwelt), estalactitas, estalagmitas, columnas de 10 a 12 m de altura, varias cortinas; con menos frecuencia, helictitas de hielo de hasta 10 cm de largo y cristales hexagonales transparentes que forman agregados de hasta 60 cm de diámetro. Sucede que también se congelan los lagos subterráneos, cuya superficie lisa de hielo a veces está cubierta desde abajo por complejas formas submarinas de crecimiento (cuevas de la región de Pinego-Kuloi y Siberia).

9.6. Para fertilizantes - subterráneo

En las cuevas suelen acumularse diversos depósitos organógenos: guano, brechas óseas, fosforitas, salitre, que son un excelente fertilizante.

Los depósitos de guano más extendidos son los excrementos de murciélagos o pájaros. En latitudes medias rara vez forma concentraciones industriales. Por lo general, se trata de capas delgadas o montones en forma de cono de 1 a 2 m de altura y de 2 a 5 m de diámetro, formados debajo de los sitios de unión de pequeñas colonias de murciélagos (decenas a cientos de individuos). En las latitudes más bajas de todos los continentes, los murciélagos forman enormes colonias, que alcanzan entre 10 y 25 millones de individuos (Brackenskaya, Novaya, EE. UU.). En tales cuevas, así como en las cavidades donde anidan las aves, las acumulaciones de guano alcanzan los 40 m de espesor (Kirkulo, Cuba) y las reservas alcanzan las 100 mil toneladas (Carlsbad, Mamontova, EE. UU.). En varias cuevas del norte y Sudamerica las reservas de guano se han agotado por completo; en Cuba todavía se considera “oro negro”. En la cueva de Kirkulo se extraen anualmente hasta 1000 toneladas de guano y sus reservas se estiman en 80 mil toneladas. El costo de la extracción industrial del guano es sólo el 15% de su precio de venta. En Tailandia, los ingresos por la explotación de varias cuevas “guan” alcanzan los 50 mil dólares. Con este dinero se construyen varios templos budistas y escuelas comunitarias.

El guano es un fertilizante valioso. Contiene del 12 al 30% de compuestos de fósforo, nitrógeno y potasio. Abonos de guano - concentrado. Para utilizarlo sin dañar el sistema radicular de las plantas, es necesario “diluirlo” con tierra negra en una proporción de 1:5, 1:10. Los depósitos de guano de cuevas también se explotan en Venezuela, Malasia y Kenia. Locales se utiliza en agricultura secundaria en muchas regiones kársticas del mundo (Francia, España, Italia, Eslovenia, Grecia, Uzbekistán, Vietnam, Australia, etc.). En las últimas décadas, debido al “boom del champiñón” en Francia, el guano se ha utilizado para el cultivo de setas.

En las cuevas donde hay guano, el fósforo y el azufre que contiene dan lugar a soluciones ácidas que interactúan con el lecho de roca y los sedimentos. Como resultado, surgen formas corrosivas: vasijas "guan", cúpulas, nichos, así como todo un espectro (¡más de 50!) de minerales de fosfato aún poco estudiados. En cuevas donde la formación de guano continúa hasta nuestros días, es muy rica y específica. mundo animal, muchos de cuyos representantes son portadores de enfermedades. En los años 60-80. Mientras exploraban cuevas en latitudes bajas, muchos espeleólogos europeos enfermaron gravemente: eran muy susceptibles a los virus "tropicales". Hoy en día, cerca de cuevas con guano hay un cartel de advertencia: “Peligro: histoplasmosis”.

Con cierta menor frecuencia, se forman depósitos que contienen fósforo en cuevas ricas en restos óseos de vertebrados. En Europa, están especialmente bien estudiadas las cuevas con huesos de Drachenhele y Michnitz (Austria) y Quercy (Francia). Los depósitos que contienen fósforo son rocas sueltas arenosas-arcillosas y terrosas de color marrón rojizo, ricas en óxido de fósforo (22-25%), sílice (22-27%), aluminio y hierro (2-5%). Las brechas óseas suelen estar cementadas por depósitos de carbonato. En varias cuevas de Bélgica, Francia y China, las brechas que contienen restos óseos de vertebrados se extraen por completo para necesidades industriales.

Ocasionalmente se encuentran acumulaciones de nitrato biogénico (NaNO 3) en cuevas que servían de refugio a animales salvajes o corrales para el ganado. En muchas cuevas en los estados de Kentucky (Mamontova), Virginia del Sur (Sinnet), Indiana (Wyandot), Georgia (Kingston) en los EE. UU., las estribaciones de Crimea y el Cáucaso en el siglo XIX. El salitre se extraía para producir pólvora. En particular, en Sebastopol durante la guerra anglo-franco-rusa de 1854-1855 funcionó una pequeña fábrica de pólvora que utilizaba "materias primas de las cavernas". Curiosamente, la presencia de rosetas de nitrato en las paredes es evidencia de la humedad del aire relativamente baja (sólo 70-80%) en las cuevas.

En sentido estricto, los depósitos antropogénicos asociados a la presencia humana bajo tierra también pertenecen a sedimentos organógenos. Tienen una serie de características, por lo que las veremos a continuación.

Depósitos de solución caliente

En el apartado “Secretos de las Esferas Subterráneas” hablamos de cómo se descubrieron las cuevas hidrotermales. En ellos se descubrieron una serie de minerales comunes y específicos, cuya cantidad total aumentó rápidamente a finales de los años 90. superó los 30. En varios casos, la temperatura de formación de minerales hidrotermales se confirmó mediante el método de homogeneización de inclusión. A veces, los hallazgos de ciertos minerales son una "señal" sobre la posibilidad de que se formen cuevas mediante soluciones calientes. Entre ellos se encuentran la anhidrita (Diana, Rumania), la ankerita (cavidades abiertas por las minas de carbón de Donbass, Ucrania), la aragonita (Zbrasovskaya, República Checa, varias cuevas Asia Central), barita (Baritovaya, Kirguistán), hematita (Wind, EE. UU.), Cuarzo, cinabrio, rutilo (Magian, Tayikistán), etc. A. E. Fersman también clasificó algunas variedades de depósitos zonales de calcita como formaciones hidrotermales: ónix de mármol, en busca de los cuales La decoración sinterizada de muchas hermosas cuevas fue destruida...

Las formaciones hidrotermales no solo tienen una composición específica, sino también formas de liberación. Entre ellos se encuentran a menudo cristales bien tallados, monocristales o cristales que crecen unos sobre otros (espato de Islandia de las cuevas de Crimea). I. Kunski describió el crecimiento de las “geisermitas” cuando las soluciones hidrotermales entran desde abajo. Y según una hipótesis, la formación de tabiques que se cruzan (cajas) en las paredes de Wind Cave (EE. UU.) está asociada con soluciones hidrotermales.

El estudio de los minerales hidrotermales vincula la espeleología con el estudio de los depósitos minerales. Se conocen depósitos kársticos de plomo y zinc, antimonio y mercurio, uranio y oro, bario y celestina, espato islandés y bauxita, níquel y manganeso, hierro y azufre, malaquita y diamantes /17/. Este es un tema especial y muy complejo que requiere una consideración especial.

9.8. Colores del inframundo

El primer intento de conectar la naturaleza de los minerales con su color lo realizó A.E. Fersman. Trabajando principalmente en cuevas kársticas carbonatadas, notó sus colores claros - desde hielo blanco cuevas de Crimea hasta los depósitos amarillos y rojo ladrillo de Tyuya-Muyun.

60 años después del trabajo de Alexander Evgenievich, sabemos mucho más sobre el color de los minerales de las cavernas. Depende de la presencia de iones metálicos, del grado de oxidación e hidratación de sus compuestos, de la presencia de impurezas mecánicas y de materia orgánica /36/. El hierro y sus óxidos determinan el color rojo, naranja y amarillo, marrón y leonado de los minerales; manganeso - azul; cobre: ​​verde, azul (azul verdoso), gris amarillo; níquel: verde pálido y amarillo limón; mezcla de arcilla: roja, marrón anaranjada y marrón amarillenta; sustancias orgánicas, guano de murciélago, ácidos fúlvicos húmicos: rojo, naranja, amarillo, azul, marrón rojizo, marrón, ámbar. Los tonos acromáticos (blanco, gris claro, gris) contienen hielo y una serie de minerales que contienen una mezcla de manganeso.

Todos estos colores se distribuyen de forma diferente en la superficie de los depósitos, formando capas claras o delineando extraños contornos que desafían la gravedad. La "textura" de la superficie juega un papel importante en la percepción del color. El lecho de roca se ve completamente diferente cuando está recién fracturado o cubierto con una fina costra de ferromanganeso, seco y humedecido con agua.

Un hábil pulido, que deja al descubierto su estructura interna, confiere a las gotas un encanto especial (Fig. 64). Por último, la intensidad de la luz y la naturaleza de la iluminación desempeñan un papel importante. Una cosa es examinar la cueva a la luz de una vela de estearina; otro - con antorchas; el tercero - con iluminación eléctrica. En este sentido, las cuevas son tan cambiantes como Proteo...

Cambia de color y hielo. Cubriendo las paredes de los pozos con una fina capa, es casi incoloro y a través de él "se trasluce" el color de la piedra o del sinterizado. Cuanto más gruesa es la capa de hielo, menos transparente es y poco a poco adquiere su propio tinte blanco azulado o blanco.

En la cueva de Silice (Eslovaquia) se conocen depósitos de hielo de color rojo (debido a la mezcla de partículas de arcilla). Si el agua se congela lentamente, el hielo es más transparente; si es rápido, las burbujas de aire comprimido determinan el tono lechoso del hielo...

El color de las paredes y la flacidez determinan en gran medida las sensaciones de una persona. A menudo el colorido advierte: “¡Cuidado! Aquí ha habido un nuevo colapso”; “aquí hay una zona de inundación durante una inundación”; "aquí - caen piedras" ...

Los cambios repentinos en el color de las cuevas son alarmantes y crean un estado de ánimo elevado o, por el contrario, deprimente. No en vano, en algunos de ellos (Aptelek, Hungría) se organizan conciertos de música en color.

Ya hemos hablado anteriormente de la fluorescencia de los depósitos. El color de su brillo suele ser rojo anaranjado, verde pálido, amarillo verdoso, verde azulado, azul pálido, azul violeta, violeta. Se asocia con la presencia de microimpurezas de cobre, zinc, estroncio y manganeso. La presencia de iones de hierro, por el contrario, "apaga" el brillo. ¿Por qué pasó esto? La energía se emite y se absorbe en porciones: cuantos. Cuando un átomo de una sustancia absorbe un cuanto de luz, su electrón "salta" a un nivel de energía más alto, una órbita más alejada del núcleo. Pero un estado tan excitado es inestable: los electrones tienden a ocupar una posición donde su energía es más baja. Por tanto, tarde o temprano este átomo vuelve a su estado normal, “rompiéndose” a su nivel anterior y devolviendo la diferencia de energía en forma de un cuanto de luz. El tiempo que un electrón pasa en un estado excitado es la duración del resplandor. En las cuevas es anormalmente alto y alcanza los 2-6 segundos (normalmente unos 0,015 segundos...). El motivo de este fenómeno aún no se ha aclarado, pero esto no nos impide admirar los depósitos, que al principio parecen estar llenos desde dentro de un fuego de colores fríos, que perfila sus extrañas formas y se apaga lentamente...

Residual. Si la parte insoluble de la roca carbonatada (arcilla y partículas arenosas) no es arrastrada corrientes de agua, pero permanece en el lugar de su formación (el llamado "glinka"), entonces esto es eluvium.

Deslizamiento-gravedad. Aterrizajes. Bloques, piedra triturada.

Sedimentos de ríos: aluviones, aluviales. Arena, guijarros, grava.

Criogénico. Productos de la actividad glaciar. En las partes inferiores de los pozos de corrosión nival. Restos de diferentes tamaños.

Biogénico. Guano (cuevas tropicales), excrementos de murciélagos, en las entradas: huesos de animales caídos, troncos de árboles.

Quimiogénico.

Todo tipo de formaciones sinterizadas:

a).Estalactitas, estalagmitas, estalagmitas (estalactitas y estalagmitas fusionadas en una columna), revestimiento de paredes, cortinas, cortinas (si la fuente de la solución no es un punto, sino lineal, un espacio), palos, pagodas, medusas. , columnas, diques de piedra, cascadas de piedra. Todas las formas enumeradas tienen el mismo origen.

b).Pasta. Si la estalactita tiene una forma cónica en forma de carámbano, entonces la pasta tiene aproximadamente el mismo grosor en toda su longitud (hasta un metro o más). Los granos de la calcita que la componen son más grandes, el canal hueco en la pasta tiene un diámetro de hasta varios mm, mientras que en la estalactita es muy fino. La estalagmita no tiene ningún canal.

c).Coralitos (en Occidente se les llama botrioides). El mecanismo de su formación no está del todo claro. Probablemente se forman por la difusión de iones de las rocas circundantes a través de películas de agua que se condensan en las paredes de las cavidades. Suelen formarse en las paredes laterales y en el fondo de las cuevas.

d).Cristalictitas. Haces de cristales de calcita bien definidos (hasta los primeros cm) que crecen desde la parte superior de los coralitos.

d).Helictitas. De la palabra griega "helicos" - retorcido. La estalactita crece estrictamente verticalmente, ya que su crecimiento está controlado por la gravedad. El crecimiento de la helictita no está controlado por la gravedad, sino por la fuerza de cristalización. Un cristal consta de filas paralelas de átomos y la siguiente fila se ajusta a la anterior. Por tanto, el crecimiento se produce a lo largo del eje de crecimiento del cristal, que puede orientarse en el espacio como se desee.
Por tanto, la dirección del crecimiento de la helictita también es independiente de la gravedad. La torsión se produce debido a impurezas de otros átomos. Si aparece un átomo extraño en una capa de átomos idénticos, la siguiente capa no será paralela a la anterior y la dirección de crecimiento del cristal cambiará. La helictita es un crecimiento intercalado de cristales paralelos de calcita o aragonita con forma de pelos.

e).Leche de luna. Una masa fina y húmeda, similar al polvo de dientes húmedo. Representa núcleos de cristales de calcita, cuyo crecimiento fue bloqueado por la adsorción de iones de magnesio por la superficie de los núcleos.
Por lo tanto, los microcristales ya formados no crecen más. Pero la solución está sobresaturada con carbonato de calcio y este último debe precipitar. Cada vez caen más cristales nuevos, cuyo crecimiento se bloquea inmediatamente.

g).Antolitas. Cristales en forma de aguja de minerales fácilmente solubles (yeso, etc.) en el fondo de charcos y lagos secos. Típico de las cuevas tropicales del sur, donde la humedad no es alta y es posible que se sequen. En el Cáucaso, a veces se encuentran a profundidades importantes, donde la temperatura puede aumentar de 5 a 10 grados. En promedio, la temperatura de las rocas aumenta 1 grado por cada 33 m de profundidad. Dicen: el gradiente geotérmico es de 1 grado/33 m.

h).Pisolitos (perlas de cuevas). Forma suelta, formaciones redondas de hasta 1-2 cm. de diámetro en el fondo de lagos subterráneos.

e).Películas, reservas, llantas, platillos: todo esto a lo largo de las orillas de lagos subterráneos.

3. DEPÓSITOS DE CUEVAS

Las cuevas contienen casi todas las formaciones sedimentarias y cristalinas conocidas en la superficie, pero se presentan en formas específicas.

1. Depósitos residuales. Las rocas kársticas contienen necesariamente en pequeñas cantidades (1–10%) una mezcla de arena o arcilla, que consiste en SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3. Cuando la piedra caliza o el yeso se disuelve, el residuo insoluble se acumula en las paredes de las grietas y se desliza hacia el fondo de las galerías. Se mezcla con otros sedimentos de cuevas. Por ejemplo, a partir de 1 m³ de piedra caliza del Jurásico (unas 2,7 toneladas) se forman 140 kg de arcilla, que se compone de los minerales illita, montmorillonita, caolinita, feldespato y cuarzo. Las propiedades de las arcillas dependen de su proporción: algunas se hinchan cuando se humedecen, tapando pequeñas grietas, mientras que otras, por el contrario, liberan agua fácilmente y se desmoronan rápidamente de las paredes. A veces, las bacterias también participan en la formación de depósitos de arcilla: algunos tipos de microbios pueden obtener carbono directamente de la piedra caliza; así es como se forman depresiones redondeadas o en forma de gusano ("vermiculaciones de arcilla") en las paredes.

2. Los depósitos de deslizamientos de tierra se dividen en tres grupos de diferente origen.

– los termogravitacionales se forman sólo en la entrada de la cueva, donde las fluctuaciones de temperatura diarias y estacionales son grandes. Sus paredes se “pelan”, la parte abovedada de la cavidad crece y en el suelo se acumula piedra triturada y tierra fina. La cantidad de este material, su composición, tamaño, forma de las partículas, número de sus aristas y caras almacenan información cifrada sobre los cambios climáticos en la zona desde hace decenas de miles de años.

– En todas las cuevas se forman depósitos gravitacionales de deslizamientos de tierra, especialmente en zonas de fractura tectónica. Piedras trituradas, escombros, pequeños cantos rodados que cayeron de las bóvedas dan una idea de la estructura geológica de las salas, difícil de estudiar directamente.

– depósitos de colapso por gravedad: durante un colapso en el fondo de la galería, solo se conserva el material que está disponible en la propia cueva; cuando la bóveda se derrumba, entra material de la superficie, y cuando se derrumban los techos entre pisos, aparecen enormes salas. Estos depósitos están representados por bloques y bloques que pesan cientos de miles de toneladas. La superficie marrón rojiza de las piedras calizas está cubierta de “estrellas” blancas, huellas de impactos de piedras caídas. Las calizas que componen la cueva caen en un ángulo de 30º, por lo que cuando se arranca una capa de la bóveda de la sala, se mueve de forma articulada, con rotación e inversión. Además de bloques y cantos rodados, se observan columnas de sinterización caídas. Los fuertes terremotos provocan el colapso de las bóvedas y las columnas caídas orientadas a veces señalan con seguridad los epicentros. Las columnas de sinterizado también son plomadas "mineralógicas", en las que se registra la posición de la vertical geofísica de un área determinada a lo largo de todo su crecimiento. Si, después de caer, crecen estalagmitas o estalactitas, entonces por su edad se puede determinar la edad de la columna.

La interacción entre el karst y la sismología es que cuando el techo de una cueva falla, se forman bloques que pesan entre 2 y 3 mil toneladas. Golpear el suelo al caer desde una altura de 10 a 100 m libera energía igual a 1·! 0 13 – 10 15 erg, que es comparable a la energía de los terremotos. Se localiza en un pequeño volumen de roca, pero puede provocar un terremoto local notable con una magnitud de hasta 5 puntos.

3. Los depósitos mecánicos de agua son una fuente de información sobre las condiciones para el desarrollo de las cavidades kársticas. Si la composición de los sedimentos coincide con la composición mineral de las rocas anfitrionas, entonces la cueva se formó por flujos locales. El tamaño de estos depósitos varía desde cantos rodados de un metro de largo (en cuevas formadas por glaciares) hasta la arcilla más fina. Conociendo el área de la sección transversal del pasaje y los diámetros de las partículas depositadas, estiman la velocidad y el flujo de flujos antiguos y en qué zona hidrodinámica se fundó la cueva.

4. depósitos quimiogénicos acuosos. Los términos "estalactita" y "estalagmita" (del griego "stalagma" - gota) fueron introducidos en la literatura en 1655 por el naturalista danés Olao Worm. Estas formaciones están asociadas con el movimiento del agua en forma de gotitas, una solución que contiene varios componentes. Cuando se forma una gota de solución en la base de una grieta llena de agua, no se trata sólo de una lucha entre la tensión superficial y la gravedad. Al mismo tiempo, comienzan procesos químicos que conducen a la precipitación de partículas microscópicas de carbonato de calcio en el contacto entre la solución y la roca. Varios miles de gotas que caen desde el techo de la cueva dejan un fino anillo translúcido de calcita en el contacto roca/solución. Las siguientes porciones de agua ya formarán gotas en el contacto calcita/solución. Así se forma un tubo cada vez más largo a partir de un anillo (brčki: en la cueva de Gombásek, Eslovaquia, alcanza una altura de 4 a 5 m). Por tanto, la base química del proceso es una reacción reversible.

CaCO3 + H2O + CO2<=>Ca 2+ + 2HCO 3 - (1)

Cuando la piedra caliza se disuelve, la reacción avanza hacia la derecha, produciendo un ion Ca divalente y dos iones HCO 3 monovalentes. Cuando se forman depósitos, la reacción va hacia la izquierda y a partir de estos iones se forma el mineral calcita. La reacción (1) ocurre en varias etapas. Primero, el agua reacciona con el dióxido de carbono:

H2O + CO2 = H2CO3<=>H + + HCO 3 - (2)

Pero el ácido carbónico es débil, por lo que se disocia en el ion hidrógeno H + y el ion HCO 3. El ion hidrógeno acidifica la solución y solo después comienza la disolución de la calcita. En la fórmula (1), solo un ion HCO 3 proviene de la roca, y el segundo no está asociado con ella y se forma a partir de agua y dióxido de carbono introducidos en el macizo kárstico. Esto reduce la actividad estimada del proceso kárstico entre un 20% y un 20%. Por ejemplo, supongamos que la suma de todos los iones en el agua sea 400 mg/l (incluidos 200 mg/l de HCO 3). Si utilizamos un análisis para evaluar el agua potable, entonces los 400 mg/l se incluyen en el cálculo, pero si calculamos la intensidad del proceso kárstico utilizando este análisis, entonces la suma de iones menos la mitad del contenido del ion HCO 3 debe incluirse en el cálculo (400–100 = 300 mg/l). También es necesario tener en cuenta qué diferencia de presión parcial de CO 2 hay en el sistema. En los años 40 y 50. Se creía que el proceso kárstico se producía únicamente gracias al CO 2 procedente de la atmósfera. Pero en el aire es sólo del 0,03 al 0,04% en volumen (presión 0,0003 a 0,0004 mm Hg), y las fluctuaciones de este valor según la latitud y la altitud sobre el nivel del mar son insignificantes. Pero se ha observado que las cuevas de latitudes templadas y subtropicales son más ricas en depósitos, mientras que en las cuevas de altas latitudes y grandes altitudes hay muy pocos. Un estudio de la composición del aire del suelo mostró que el contenido de CO 2 en él es del 1 al 5% en volumen, es decir, Entre 1,5 y 2 órdenes de magnitud más que en la atmósfera. Inmediatamente surgió una hipótesis: las estalactitas se forman por la diferencia entre la presión parcial del CO 2 en las grietas (igual que en el aire del suelo) y el aire de las cavernas, que tiene un contenido de CO 2 atmosférico. Por tanto, las estalactitas no se forman principalmente por evaporación de la humedad, sino en presencia de un gradiente de presión parcial de CO 2 del 1 al 5% al ​​0,1 al 0,5% (aire en cuevas). Mientras el canal de alimentación de la estalactita está abierto, las gotas fluyen regularmente a través de él. Al desprenderse de su punta, forman una única estalagmita en el suelo. Esto ha estado sucediendo durante decenas o cientos de años. Cuando el canal de suministro crece demasiado, se obstruye con arcilla o granos de arena, la presión hidrostática en él aumenta. La pared se abre paso y la estalactita continúa creciendo debido al flujo de una película de soluciones a lo largo del exterior. Cuando el agua se filtra a lo largo de los planos del lecho y las grietas inclinadas de la bóveda, aparecen hileras de estalactitas, flecos, cortinas y cascadas. Dependiendo de la constancia del flujo de agua y de la altura de la sala, debajo de las gotas se forman estalagmitas individuales con una altura de 1 a 2 m (hasta decenas de metros) y un diámetro de 3 a 4 cm. y las estalagmitas crecen juntas, se forman columnas, estancadas, de hasta 30 a 40 m de altura y de 10 a 12 m de diámetro. En condiciones subaéreas (aire) se forman antoditas (flores), burbujas (globos), corales (coralloides, botrioides), helictitas (espirales de hasta 2 m de altura), etc.. Se notan formas subacuáticas. En la superficie de los lagos subterráneos se forma una fina película mineral que puede adherirse a la pared. Si el nivel del agua fluctúa, se forman niveles de acumulación. En agua que fluye débilmente, se forman presas-gurs (de unos pocos cm a 15 m de altura) y perlas de cueva. El origen exclusivo de la “leche de luna” sigue siendo inexplicable.


Arroz. 10. Condiciones geoquímicas para la formación de depósitos quimiogénicos acuosos en cuevas. Rocas y sedimentos: a – piedra caliza, b – dolomita, c-yeso, d – sal gema, d – yacimiento, f – arcilla, g – guano, h – suelo; aguas: i – suelo, k – infiltración, l – térmica; m – clases de minerales (1 – hielo, 2 – sulfatos, 3 – nitratos, 4 – halógenos, 5 – fosfatos, 6 – azufre, 7 – carbonatos, 8 – óxidos, 9 – carbonatos metálicos, 10 – sulfuros); norte – condiciones especiales formaciones (presencia de: 1 – pirita, 2 – bacterias, 3 – colonias de murciélagos, 4 – soluciones hidrotermales, 5 – pirita y marcasita); o - especies minerales y formas de su aislamiento (1 - estalactitas de hielo; 2 - dendritas de epsomita, mirabilita, tenardita; 3 - costras de epsomita y mirabilita; 4 - cristales de yeso, barita, celestina; 5 - varias formaciones de calcita; 6 - leche de luna; 7 – formas de sal; 8 – hidrocalcita; 9 – fosfatos de aluminio; 10 – nitrofosfatos; 11 – minerales de zinc y hierro; 12 – óxidos de sulfuro; 13 – vanadinita, fluorita; 14 – óxidos de hierro y plomo; 15 – limonita, goethita; 16 – cerusita, azurita, malaquita; 17 – estalactitas de ópalo; 18 – hemimorfita; 19 – cristales de cuarzo)


5. Criogénico. El agua en forma de nieve y hielo es típica de cuevas con temperaturas negativas. Las acumulaciones de nieve se forman sólo en cavidades subterráneas con grandes entradas. La nieve vuela hacia la cueva o se acumula en las repisas de las minas. A veces se forman conos de nieve con un volumen de decenas a cientos de m³ a una profundidad de 100 a 150 m debajo de la entrada. El hielo en las cuevas tiene una génesis diferente. Con mayor frecuencia, la nieve se compacta y se convierte en hielo firme y glaciar. Es menos común que se forme un glaciar subterráneo y, aún menos, se observa la preservación del hielo formado en condiciones de permafrost o el flujo de glaciares terrestres. La segunda forma de formación de hielo es la entrada de agua de nieve derretida en cuevas frías (estáticas). La tercera forma es enfriar el aire en cuevas eólicas (dinámicas) y la cuarta es la formación de cristales de sublimación de origen atmosférico sobre una superficie de roca enfriada o sobre hielo. El menos mineralizado (30-60 g/l) es el hielo de sublimación y el de los glaciares, el más (más de 2 g/l) es el hielo de yeso y cuevas de sal. Las cuevas con hielo se encuentran con mayor frecuencia en las montañas, a una altitud de 900 a 2000 m. El hielo adopta todas las formas características de los depósitos ordinarios.

6. Organógenos: guano, brecha ósea, fosforitas, salitre. También se identifican depósitos antropogénicos.

7. Hidrotermal: anhidrita, aragonita, ankerita, barita, hematita, cuarzo, cinabrio, rutilo. Además, algunas variedades de depósitos zonales de calcita son los ónices de mármol. Estas formaciones tienen formas específicas de liberación: a menudo cristales bien tallados, tabiques que se cruzan (cajas), “geysermitas”... Depósitos kársticos de plomo y zinc, antimonio y mercurio, uranio y oro, bario y celestina, espato islandés y bauxita, Se conocen níquel y manganeso, hierro y azufre, malaquita y diamantes.


Conclusión

El karst está muy extendido en la superficie de la Tierra y en la zona cercana a la superficie de la corteza terrestre. Existe una especificidad y versatilidad excepcionalmente grandes de las formas kársticas y los fenómenos hidrológicos. En la mayoría de los casos, la topografía de la bañera predomina en la superficie de la Tierra, con la excepción del karst tropical remanente (que en sí mismo es universal), pero incluso en los trópicos de las llanuras, el relieve de la bañera está bastante extendido y, a menudo, se combina con él. con relieve remanente. Los karrs no se encuentran en todos los tipos de karst, pero tan pronto como la roca kárstica queda expuesta a la superficie, aparecen. En diferentes condiciones geológico-geomorfológicas y físico-geográficas, las formas kársticas se presentan en diferentes variedades, pero los principales tipos de formas y fenómenos hidrológicos se manifiestan en todas partes. La universalidad de las formas kársticas y de los fenómenos hidrológicos es consecuencia del proceso principal en la formación del karst: el proceso de lixiviación de rocas solubles. Podemos destacar la prioridad de la base geológica en el desarrollo del karst, del relieve kárstico y del paisaje kárstico. El desarrollo del karst también está influenciado por la situación físico-geográfica, que está asociada con la zonificación latitudinal y altitudinal de los fenómenos kársticos. El relieve kárstico, los paisajes kársticos y los procesos que en ellos ocurren son tan específicos que no se puede realizar ninguna actividad económica seria en un territorio kárstico sin tenerlos en cuenta y, a menudo, sin un estudio especial. El karst tiene un profundo impacto en el paisaje como complejo físico-geográfico. Afecta la escorrentía, las formas kársticas, el microclima y la distribución del suelo y la cubierta vegetal, las rocas kársticas y su composición, los suelos y la vegetación, la composición química de las aguas kársticas, el paisaje en su conjunto, etc. La capacidad de drenaje del karst aumenta la falta de humedad en zonas áridas y, a la inversa, crea condiciones más favorables para el desarrollo de paisajes en zonas excesivamente húmedas. El karst provoca la degradación del permafrost y también mejora significativamente características naturales territorios. El grado de influencia del karst en el paisaje geográfico se puede juzgar en función del tipo morfológico y genético del karst.

Las características del karst, a menudo su tipo morfológico-genético y el rango de clasificación del paisaje geográfico del territorio kárstico. Se puede proponer el siguiente sistema taxonómico para la zonificación kárstica: país kárstico - región - provincia - distrito - distrito. Dentro de la región, durante un estudio detallado, se recomienda identificar unidades tipológicas (áreas de diferentes tipos de karst), sin embargo...

PROCESOS Como resultado de los procesos y fenómenos de infusión kárstica, la estabilidad del entorno geológico disminuye, lo que conduce a consecuencias catastróficas (hundimientos, fallas, deformación de estructuras). En la Federación de Rusia, los procesos kársticos están ampliamente desarrollados en Arkhangelsk, Leningrado, Moscú, Tula, Kursk, Nizhny Novgorod, Regiones de Vorónezh, las repúblicas de Bashkortostán, Tatarstán, Mari-El, Mordovia, ...

Areniscas con finas capas de yeso), se puede suponer que en la zona que estamos estudiando se han creado condiciones favorables para la formación de accidentes geográficos kársticos. 1.3 Características de la estructura tectónica. Distrito de Nyuksensky El territorio de la región de Nyuksensky está ubicado en el noroeste de la placa rusa, que se caracteriza por una estructura de bloques de base cristalina. Se encuentra dentro...

calizas marmoladas de gruesas capas), y con el hecho de que una parte importante de los sedimentos se confinan en la parte más elevada de la península. En las estribaciones y estepas de Crimea también son comunes los fenómenos kársticos, aunque es la superficie nivelada de la cumbre Montañas de Crimea(yaily) se considera un área clásica de distribución kárstica. Karst dentro de las montañas de Crimea...

Cursos de agua subterráneos; 6) colmatación, excepto material de tierra fina aportado por aguas superficiales y subterráneas temporales y que llena cavidades subterráneas; c) obstrucciones, que se producen cuando las bóvedas de las cuevas colapsan; d) formaciones de sinterización (estalactitas, estalagmitas, etc.); e) formaciones organógenas (acumulación de huesos de animales, etc.). O. p. tienen un espesor insignificante, una forma lenticular intermitente irregular, una estructura sin capas o con capas gruesas. Varios depósitos de minerales de Fe y Mn, bauxitas y otros están asociados con las cuevas de O. En las cuevas se encuentran a menudo restos óseos de humanos de la Edad de Piedra y objetos de su cultura material, cuyo estudio proporciona una ayuda significativa para la división estratigráfica de Cuaternario exc.

Diccionario geológico: en 2 volúmenes. - M.: Nedra. Editado por KN Paffengoltz et al.. 1978 .

Vea qué son “DEPÓSITOS DE CUEVA” en otros diccionarios:

    depósitos de cuevas- Sedimentos que llenan los huecos kársticos Temas: industria del petróleo y el gas EN depósitos de cuevas ... Guía del traductor técnico

    Las acumulaciones de fragmentos y huesos enteros de mamíferos que se encuentran en las cuevas suelen estar cementadas con cemento ferruginoso, arenoso o arcilloso. Ver Depósitos de cuevas. Diccionario geológico: en 2 volúmenes. M.: Nedra. Editado por K.N.... ... Enciclopedia geológica

    Combinaciones naturales de tipos genéticos de continentales exc. El más peculiar de ellos combina formaciones eluviales que forman la corteza erosionada. Los eluviones y suelos aquí pertenecientes, según las características de su origen, sólo pertenecen condicionalmente a... ... Enciclopedia geológica

    Grutas de las cuevas de Yungang, un complejo de 252 cuevas artificiales, a 16 km de Sureste de la ciudad china de Datong, provincia de Shanxi. Contiene hasta 51.000 imágenes de Buda, algunas de las cuales alcanzan los 17 metros de altura. Yungang representa... ... Wikipedia

    Contenidos 1 Cuevas por origen 1.1 Cuevas kársticas...Wikipedia

    Historia de Georgia ... Wikipedia

    Tema de estudio. El tema de investigación en arqueología del Nuevo Mundo es la historia y cultura de los pueblos indígenas de América y los indios americanos. Racialmente homogéneos, los indios americanos representan una gran rama... ... Enciclopedia de Collier

    En la lista de objetos Herencia mundial La UNESCO en China República popular Hay 41 artículos enumerados (a partir de 2011), esto es el 4,3% del número total (962 a partir de 2012). 29 objetos están incluidos en la lista según criterios culturales, 8 ... ... Wikipedia

    El tiempo geológico presentado en el diagrama se llama reloj geológico y muestra la longitud relativa ... Wikipedia

    - (química inglesa de Chemeia; nacimiento de genes ingleses) sedimentario rocas, formado en el fondo de los embalses durante la precipitación química de soluciones o durante la evaporación del agua. La evaporación juega un papel importante en su formación, por eso su segundo nombre es... ... Wikipedia