Сообщения

Сообщения за мая 12, 2007

Подземное движение воды

В своем стремлении проникнуть как можно глубже в недра земли спелеолог неизбежно выходит к подземным водотокам, которые свободно текут между каменными стенами или полностью заполняют округлые каналы-сифоны. Знание их особенностей необходимо и карстологу, и спортсмену. Без него не ответить на бесчисленные "почему", возникающие при изучении карста. Прежде всего, каковы параметры подземных потоков? На заре спелеологии своеобразным порогом был расход в десятки литров в секунду. Если он превышал два ведра (примерно 20 л/с), то исследования считались невозможными. Шли годы. Менялись снаряжение, техника и тактика, и в конце XX в. зародилось новое направление: работа при расходах подземных потоков сотни м3/с... Именно такие расходы имеют в малую воду подземные реки, обнаруженные в Индонезии, Малайзии, Папуа-Новой Гвинее. Второй параметр - скорость течения. Следует различать среднюю и местную скорости. Средняя скорость характеризует подземный водоток на всем его протяжении и определяе

Подземные карстовые озера

Поверхность озер породила ряд поэтических сравнений: зеркальная, гладкая, спокойная, вечная... Ни один из этих эпитетов не применим к карстовым озерам. Много интересного можно рассказать об исчезающих озерах севера России или о польях Словении, днища которых за несколько часов затапливаются водой и столь же быстро осушаются. Но вернемся под землю... Капель и струйки гравитационной воды, стекая по стенам, образуют на дне пещер подземные озера . Согласно классификации Г. А. Максимовича они могут иметь коррозионно-котловинное, аккумулятивно-котловинное, плотинное или сифонное происхождение. Котловинные озера в основном "подвешенные", располагающиеся выше уровня подземных вод. Образуются они за счет растворяющей деятельности воды или в результате накопления на дне пещеры песчано-глинистых отложений. Пополняются они во время паводков и, так как под землей почти нет испарения, имеют слабо меняющиеся уровни, которые иногда фиксируются красивыми оторочками кальцита. Они могут терять

Пещеры. Порядок и хаос

Регулярно падающие из отдельной обводненной трещины капли - классический пример упорядоченной во времени динамической системы. Однако она легко переходит в неупорядоченную - хаотическую. Если скорость поступления воды из трещины мала, то образование и отрыв капель происходят очень медленно и распадаются на два процесса. Набухающая капля начинает совершать колебательные движения вверх-вниз, а отрыв ее от перемычки происходит в любой момент времени. Оставшаяся часть капли, втянувшись обратно в трещину, начинает колебаться внутри нее с амплитудой, зависящей от притока воды. Взаимодействие между ними и порождает хаотический процесс. В пещерах часто наблюдается пространственно-временной хаос , выражающийся в неупорядоченной капели с плоских потолков, на первый взгляд не связанной с трещинным водопритоком. Механизм его довольно прост: капли, образующиеся на потолке, "подпитываются" из трещин за счет образования тонкой пленки воды. Капля, образующаяся в каком-либо месте потолка в ре

Карстовые пещеры. Капельно жидкая форма движения воды

Второй формой движения воды, проникшей под землю в виде атмосферных осадков или образовавшейся вследствие конденсации, является капельно-жидкая. Ну уж тут-то не будет никаких неожиданностей, подумаете вы. Ведь капли дождя мы наблюдаем и на поверхности... Каплям, действительно, посвящены десятки серьезных исследований и популярных книг. Они всегда в движении, в динамике рождения, преобразования, исчезновения. Их полет - это колебания размеров и формы, распад и слияние, испарение и конденсация. С микроскопических капель горючего начинались ракетная авиация и ракетостроение. Многообразие проблем, связанных с ними, породило мысль о создании науки о капле - "сталагмологии". Не утомляя читателя математическими формулами, коснемся только некоторых особенностей поведения капель воды в карстовых полостях. "...Мы сидим на покрытом глыбами известняка втором этаже Красной пещеры. Над нами на 135 метров (45-этажный дом...) взметнулся купол Голубой Капели. Там, в недосягаемой вышине,

Вода в карстовых пещерах. Проблема конденсации

Карстовые пещеры являются порождением движущейся воды и одновременно - ее вместилищем. Еще натурфилософы Древней Греции отмечали многообразие форм существования воды: в атмосфере она находится в виде пара; в порах, трещинах и кавернах - в капельно-жидком виде, стекая по их стенкам; в пещерах образует скопления стоячей (лужицы, озера) или движущейся (ручьи, реки) воды; в благоприятных климатических условиях она формирует значительные скопления снега и льда. Законы движения воды в разных состояниях различны и исследуются методами метеорологии, гидрологии и гляциологии. Чтобы правильно оценить особенности подземного ландшафта, спелеологу приходится использовать основные положения как этих, так и многих других научных дисциплин. Попробуем и мы кратко ознакомиться с "тонкостями" поведения воды под землей. С парообразной влагой связана одна из самых противоречивых проблем современной гидрогеологии - проблема конденсации . Первые упоминания о возможности конденсации влаги в пещерах