Особенности строения приконтактной зоны оледенения
в Кунгурской Ледяной пещере
Научные наблюдения в Кунгурской Ледяной пещере проводятся более 300 лет. Гидрогеологические, гидрохимические, микроклиматические и т. д. исследования и эксперименты свидетельствуют о всестороннем изучении этого уникального природного объекта. Изучение оледенения в пещере, его эволюции является значительным вкладом в изучение воздушного режима горных пород и температурных аномалий. Однако процессы интенсивной конденсации, происходящие на границе распространения льдов, остаются практически без внимания.
В гроте Руины (длина 93, ширина 23, высота 5 м, площадь 2150 м2, удаленность от входа около 250 м) в настоящее время проходит граница нулевой температуры. После грота Руины воздушный поток проходит по низкому коридору высотой до 1.5 длиной 10 м и выходит в грот Морское Дно (длина и ширина 15 м, высота 4 м). Губчатое строение сводов грота с множеством каверн и ячеек резко отличается от поверхности стен в остальных гротах пещеры.
Сильно корродированную поверхность стен этих гротов можно объяснить действием конденсационных вод. Конденсация водяных паров на границе температур происходит наиболее интенсивно. Воздух внутренней «теплой» части пещеры, имеющий высокую влажность, близкую к насыщению, охлаждается на границе температур, перенасыщается и отдает появляющийся при этом избыток влаги в виде конденсата. Конденсационные воды являются агрессивными и легко растворяют гипс, образуя многочисленные ячейки на сводах и потолке.
Рис. 1. Изменение расположения зон интенсивной конденсации в Кунгурской пещере (По «Кунгурская….», 2005; дополнено автором)
1- границы оледенения, 2 – зоны интенсивной конденсации
По подсчетам , проведенным в 1969 г, количество конденсационной влаги, образующейся в пещере в летний период, составляет 0.92 т в сутки или более 140 т за весь летний период [3]. При пересчете для грота Морское дно оно составит около 0.09 л в сутки или 16.2 л за теплый период. Средняя минерализация конденсационной воды 2.0-2.1 г/л [1]. Если принять, что первоначальный состав конденсационной воды был близок к дистиллированной воде, то можно подсчитать объем породы, растворенной в процессе ее насыщения. При рассчитанной конденсации с поверхности Морского Дна будет растворено 5760 г ионов кальция за год, что составит 15000 см3.
Точно такая же губчатая поверхность сводов наблюдается еще в одном гроте Коралловом (Резном) (длина 43 м, ширина 10 м, высота 3 м, удаленность от входа 400 м). Можно предположить, что такие же условия для конденсации были в гроте Коралловом когда-то. Максимальное охлаждение пещеры отмечено здесь во второй половине 18 века, когда в 1770 г многолетние льды были встречены в районе Метеорного грота, который расположен как раз перед гротом Коралловым.
Наряду с пленочной и капельной в пещерах широко проявляется капиллярная конденсация в трещинах и порах пород и натеков, на поверхностях, покрытых гигроскопическими продуктами коррозии, которые обладают свойствами сорбентов. Гроты Руины, Морское дно, Метеорный и Коралловый находятся в зоне наиболее деформированных пород в пределах пещеры. Повышенная трещиноватость пород способствует увеличению поверхности, на которой происходит выщелачивание сульфатных отложений конденсационной влагой
Вместе с инфильтрационными, инфлюационными и паводковыми водами конденсационные воды также имеют большое значение в развитии полости. По особенностям строения зоны границы оледенения можно судить о климатических изменениях в пещере.
Литература
, Дублянский конденсации в карстоведении и спелеологии // Пещеры: Межвуз. сб. науч. тр. / Перм. ун-т. – Пермь, 2001. - Вып. 27-28. С. 51-72. Кунгурская ледяная пещера: опыт режимных наблюдений. Под ред. . Екатеринбург: 20с. Лукин выражение процессов испарения воды и конденсации водяных паров в гипсо-ангидритовых массивах Уфимского плато // Землевение: Сб. Московского об-ва испытателей природы / Моск. ун-т. М.: 1969. – С. 213-218.