Туристический потенциал Кунгурской пещеры

2. Характеристики пещеры

Пещера является старейшей в мире экскурсионной гипсовой пещерой с многолетним оледенением. Она служит также постоянным объектом исследований для научно-исследовательской лаборатории Горного института УрО РАН. В 2001 г. согласно Федеральному закону «Об особо охраняемых территориях» и Закону Пермской области «Об историкокультурно-природном наследии» памятники природы «Ледяная гора» и «Кунгурская Ледяная пещера» вошли в состав историкоприродного комплекса «Ледяная гора и Кунгурская Ледяная пещера».

Кунгурская Ледяная пещера (КЛП) заложена в толще переслаивания карстующихся карбонатно-сульфатных пород, включающей ангидриты, гипсы, гипсоангидриты, доломиты, известняки и брекчии такого же состава. В ней можно наблюдать и исследовать нижнюю часть стратотипического разреза иренского горизонта кунгурского яруса пермской системы -- ледянопещерскую и неволинскую пачки. Высотная отметка входа 119,99 м.

Пещера представляет собой лабиринтовую систему, ее протяженность 5,7 км, амплитуда 32 м, площадь 65,0 тыс. м2, объем около 206,0 тыс. м3. Кунгурская пещера является одной из самых крупных по протяженности среди гипсовых пещер России и самой крупной по объему. На долю Кунгурской пещеры приходится около 50% общей длины и объема и более 60% площади всех 158 гипсовых пещер Приуралья. Особенность Кунгурской пещеры -- преобладание крупных гротов; менее распространены мелкие гроты, совсем мало узких ходов. Крупные гроты возникают в узлах пересечения галерей и при расчленении завалами единых галерей. В присклоновой части галереи заполнены обвальными отложениями. Дальние части галерей также закрыты завалами. Геофизические исследования выявили их неразведанные продолжения. КЛП состоит из одного этажа, располагающегося на отметках, близких к уровням воды в р. Сылве. На стенах гротов до отметки 119--121 м (6--8 м над меженным уровнем р. Сылвы) имеются следы коррозионной переработки. Выше отметок, отвечающих высоте I надпойменной террасы р. Сылвы, располагаются только своды гротов, сформированные гравитационными процессами, и органные трубы, имеющие коррозионноэрозионный генезис. На контакте ледянопещерской и неволинской пачек, а также в органных трубах фрагменты горизонтальных ходов отсутствуют. Анализ морфологии пещеры свидетельствует об особых условиях ее образования и развития. Дальнейшие исследования Кунгурской пещеры позволят существенно дополнить теорию спелеогенеза, а также усовершенствовать карстологические методики.

Условия формирования пещеры определяют ее специфическую обводненность: в пещере имеется около 70 подземных озер разных размеров, различающихся условиями питания и режимом. Их количество изменяется в зависимости от сезонов года. Общая площадь озер около 7,5 тыс. м2 (11% площади всех гротов в пещере); самое крупное в экскурсионной части Большое подземное озеро в гроте Дружбы Народов имеет площадь 1460 м2. Площадь еще 12 озер пещеры составляет 100--900 м2, а остальных -- менее 100 м2, глубина достигает 5 м.

В пещере отмечена эталонная для пещер система печной тяги воздуха, которая определяет ее климатические особенности. Уникальность микроклимата пещеры заключается в наличии полного набора климатических зон (что очень редко для пещер, особенно гипсовых): зоны постоянно отрицательных температур с существенными колебаниями значений (здесь постоянно сохраняется лед), зоны постоянных положительных температур, соответствующих температуре карстового массива, и зоны положительных температур с большими колебаниями значений. Именно особенности тяги воздуха в полости определили наличие зоны постоянно отрицательной температуры у входа в пещеру. При этом окружающая пещеру территория находится вне зоны развития многолетней мерзлоты. Наличие зоны постоянно отрицательных температур в пещере определило в ней богатство форм льда разного происхождения. И именно сезонные и многолетние льды являются главной достопримечательностью пещеры. Конжеляционные льды образуются при замерзании воды. В местах капели со сводов вода уже не просачивается в грунт, а замерзает, образуя сталагмиты, которые в благоприятных условиях достигают высоты 2 м. Позднее, когда температура у сводов также опустится ниже 0°С, начнется рост сталактитов. В гроте Крестовый в марте 2003 г. были отмечены сталактиты длиной 3,5 м. Срастаясь, сталактиты и сталагмиты образуют сталагнаты. Когда породы в своде промерзнут, поступление воды прекращается. Начинается испарение ледяных натеков, меняющее их форму и размеры.

Изучение оледенения и микроклимата пещеры. Первые сведения об оледенении и формах подземного льда приведены в работах И.И. Лепехина и М. Киттары. В 1882 г. пещеру посетил кристаллограф Е.С. Федоров. Он отметил сильное оледенение гротов, рассмотрел причины их охлаждения, выделил разновидности «пещерного льда» и дал их кристаллографическую характеристику. Е.С. Федоров обратил внимание на связь пещеры с р. Сылвой, роль крупных трещин в формировании гротов, объяснил происхождение порошковатого гипса.

Н.И. Каракаш, руководивший изысканиями трассы железнодорожной линии Пермь-Екатеринбург в 1904-1906 гг., описал ледяные образования в Бриллиантовом и Полярном гротах и установил, что кристаллы представляют собой тонкие прозрачные ледяные пластинки гексагональной формы величиною 1-7 см. Он рассмотрел также теории охлаждения пещеры, связь ее с поверхностными формами, роль гидратации ангидрита и выщелачивания гипса в рельефообразовании.

Летом 1925 г. пещеру посетил академик А.Е. Ферсман. В статье «Геохимия пещер», он приводит данные о ледяных образованиях пещеры. Эта работа была написана для подготовленного в 1941 г. Обществом охраны природы сборника «Пещеры и методы их изучения», который не вышел в свет в условиях военного времени. В том же сборнике предполагалась публикация статьи о пещерных льдах, краткой инструкции по изучению пещерного льда и ледяных пещер, составленной в основном по материалам наблюдений в Кунгурской пещере с привлечением литературных данных.

В 1928-1930 гг. экспедиция Государственного гидрологического института при участии Главной геофизической обсерватории и Кунгурской метеорологической станции проводила наблюдения за температурным режимом, циркуляцией воздуха и его влажностью в различных частях пещеры. Были установлены новые разновидности кристаллов льда. Руководивший экспедицией В.Я. Альтберг утверждал, что пещера выработана руслом подземной реки, через которую воды Шаквы сообщались с водами р. Сылвы.

Н.И. Бирилова приводит данные об изменении оледенения передних гротов пещеры начиная с 1914 г. Для 1919-1928 гг. указывается день весеннего и осеннего равновесия, когда движение воздуха в передней части пещеры не ощущается.

Научно-исследовательский институт земной коры Ленинградского университета организовал летом 1936 г. экспедицию под руководством М.П. Головкова для изучения пещерных ледяных образований. В результате исследование описаны кристаллы льда, образующиеся путем возгона выявлена зависимость их роста от скорости воздушного тока и влажности; определены основные оптические свойства указанных кристаллов, петрографическая структура льда одно летних и многолетних сталактитов; установлено периодическое изменение количества и форм находящегося в пещере льда, а также степени оледенения ее отдельных частей.

Новый этап в изучении микроклимата и оледенения Кунгурской пещеры начинается в 1948 г., когда был организован Уральский филиал карстово-спелеологической станции Московского государственного университета. Стационарные наблюдения на метеорологических и гидрометрических постах за движением воздуха, распределением температуры и влажности позволили В.С. Лукину составить представление о балансе холода в карстовом массиве, наметить меры по восстановлению температурного режима передних гротов. Результаты исследований были обобщены в работах, посвященных многолетней мерзлоте и ее эволюции, разновидностям льда и ледяным кристаллам, влиянию на температурный режим экскурсий, а также мероприятиям по сохранению ледяных образований.

Гидрохимические, геохимические и литолого-минералогические исследования. Впервые химический состав пещерного льда был изучен Г.А. Максимовичем и Г.Г. Кобяком. Они установили, что лед сталактита и сталагмитов имеет сульфатный состав и наиболее минерализован по сравнению с другими разновидностями льда. Подземные озера были отнесены к сульфатнокальциевой гидрофации с минерализацией более 2 г/л, что закономерно для пещеры в гипсах и ангидритах.

Начиная с 1975 г. сотрудники Кунгурского стационара осуществляют режимные гидрохимические наблюдения, результаты которых оформляются в виде отчетов. Неоднократно производилось опробование всех водопроявлений и льда. Гидрохимические материалы за 1975-1983 гг. обобщенные В.Н. Дублянским и др.

Кафедра динамической геологии и гидрогеологии Пермского университета в 1965-1968 гг. изучает состав акцессорных элементов сульфатных и карбонатных пород, кристаллов гипса и кальцита, глин льда сталагмитов, воды озер. Установлены закономерности миграции стронция, титана и марганца в условиях сульфатного карста Кунгурской пещеры. Исследование пещерной глины показало, что она относится к гидрослюдисто-карбонатной с примесью гипса.

Специальные работы посвящены вторичным кристаллам гипса, кальцитовым пленкам на поверхности озер, карстовым брекчиям, антропогенным отложениям.

Геофизические исследования. В 1952 г. карстово-спелеологическая станция Московского университета была передана Уральскому филиалу (впоследствии центр, отделение) АН СССР и преобразована в научно-исследовательский стационар. Начались совместные исследования стационара и Института геофизики Уральского филиала АН СССР. В 1966 г. под руководством В.И. Солухи в пещере была оборудована наклономерная станция, которая в течение 10 лет фиксировала движения земной коры, вызванные землетрясениями, лунно-солнечными приливами, тектоническими и. экзогенными процессами. Проведена гравиметрическая съемка 1531. С помощью высокочувствительного термографа изучались суточные, эпизодические и сезонные колебания температуры воздуха. Результаты исследования карстовых полостей геофизическими методами на примере Кунгурской пещеры опубликованы в ряде статей. Опытные геофизические работы проводят кафедры геофизики Московского и Пермского университетов.

Режимные наблюдения и организация натурных экспериментов. В 1934-1935 гг. карстовая группа ленинградского Гидростройпроекта, выполнявшая съемку пещеры, оборудовала в ней метеорологические и гидрометрические посты. В 1949 г. Уральский филиал карстово-спелеологической станции Московского университета организовал стационарные наблюдения на 30 постах. В настоящее время сотрудники Кунгурского стационара ведут ежемесячные наблюдения за температурой воздуха в 10 гротах, температурой горных порода 5 гротах, температурой под земных вод в 2 скважинах, колодце и 2 карстовых озерах, уровнями воды в р. Сылве и 13 карстовых озерах, химическим составом воды в р. Сылве, 2 озерах и 2 скважинах, кальцитовыми пленками и движением воды в 11 озерах. Кроме того, в паводковый период фиксируются температура карстовых вод в 2 скважинах, колодце и 2 озерах, а также ежедневно -- уровни р. Сылвы и двух озер.

По результатам многолетних режимных наблюдений выявлены основные закономерности температурного режима пещерного массива, что позволило осуществить систему мероприятий по сохранению и восстановлению ледяных образований в пещере, условий формирования карстовых вод.

С 1983 г. кафедрой динамической геологии и гидрогеологии Пермского университета совместно с Кунгурским стационаром в пещере проводится эксперимент по изучению процесса растворения гипса и ангидрита в водах, близких к насыщению их сульфатом кальция. В течение ряда лет Е.П. Дорофеев изучает растворение пород на вертикальных, наклонных и горизонтальных поверхностях с помощью специальных реперов, вмонтированных как в стены гротов, так и в блоки гипса и ангидрита. Установлено, что растворение породы на наклонных и вертикальных поверхностях происходит интенсивнее по сравнению с горизонтальными поверхностями в 3-10 раз.

Необходимо отметить такие направления исследования пещеры, как изучение морфологии гротов и надпещерного поля, аэрозолей подземной атмосферы, влияния антропогенного фактора и загрязнения гротов в связи с оборудованием их и функционированием в качестве экскурсионных объектов, охрана данного природного объекта.

Формы сталактитов менее разнообразны: на горизонтальных сводах и выступах образуются конусовидные сосульки, на наклонных -- плоские сталактиты, флаги, гирлянды, занавеси.

М.П. Головков и Е.П. Дорофеев выявили большое разнообразие форм сублимационных (точнее -- десублимационных) ледяных кристаллов в Кунгурской пещере (листовидные, лотковые, пирамидальные, прямоугольные, игольчатые), а также сложные формы (сростки).

Не менее поразительны вид и разнообразие кристаллических форм гипсовых отложений в пещере: голубоватый и серый гипс и ангидрит, в отдельных кусках которого заключаются кристаллы прозрачного гипса (Марьино стекло), а стены грота Хрустальный полностью состоят из него. В стенах многих гротов можно видеть тонкие голубоватобелые ленты селенита. Сотканный из длинных шелковистых нитей кристаллов, он сразу преображается в лучах направленного света.

На дне обмелевшего озера в гроте Длинный были обнаружены необычные трубчатые минеральные образования, ранее для пещеры не наблюдавшиеся и не описанные. Эти образования формируют минеральный куст и растут вверх, видимо, за счет питания поровыми растворами на поверхности разрушенного, частично дезинтегрированного, обломка гипсовой породы, покрытого тонким слоем красно-коричневой глины. Отдельные трубочки достигают в высоту 4 см. На кафедре минералогии ПГУ Н.Е. Молоштановой эти образования диагностированы как арагонит. В гротах Бриллиантовый, Западный, Полярный, Скульптурный, Скандинавский встречена серовато-белая гипсовая «мука». В гроте Грязный содержащиеся в сульфатных породах карбонатные примеси накапливаются в углублениях и трещинах в виде белой доломитовой «муки». На поверхности льда в гроте Полярный, в проходах между гротами Бриллиантовый, Данте, Полярный, наблюдались мучнистая масса и хлопьевидные образования. В некоторых случаях скопление иголочек приобретает форму звездчатых Карстологические памятники агрегатов. Кальцит и доломит с примесью тонкозернистого кварца образуют сгустки округлой или неправильной формы размером 0,5--1,0 мм.