Пещера

редактировать
Естественное подземное пространство, достаточно большое, чтобы человек мог войти Пещера Лечугилла, Нью-Мексико, США

A пещера или пещера - это естественная пустота в земле, а именно пространство, достаточно большое, чтобы в него мог войти человек. Пещеры часто образуются выветриванием горных пород и часто уходят глубоко под землю. Слово пещера может также относиться к гораздо меньшим отверстиям, таким как морские пещеры, каменные убежища и гроты, хотя, строго говоря, пещера экзогенна, то есть глубже, чем его отверстие, широкое, и каменное убежище является эндогенным.

Спелеология - это наука исследования и изучения всех аспектов пещер и пещерной среды. Посещение или исследование пещер для отдыха может быть названо спелеологией, потугливанием или спелеологией.

Содержание

  • 1 Типы формаций
    • 1.1 Решение
    • 1.2 Первичное
    • 1.3 Морское или прибрежное
    • 1.4 Корразионное или эрозионный
    • 1,5 Ледник
    • 1,6 Разлом
    • 1,7 Талус
    • 1,8 Анхиалин
  • 2 Физические особенности
  • 3 Географическое распространение
  • 4 Рекорды и превосходные степени
    • 4.1 Пять самых продолжительных обследованных
  • 5 Экология
  • 6 Археологическое и культурное значение
  • 7 Пещеры и акустика
  • 8 Ссылки
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки

Типы формаций

Формирование и развитие пещеры известны как спелеогенез ; это может произойти в течение миллионов лет. Пещеры могут быть самых разных размеров и образованы различными геологическими процессами. Они могут включать сочетание химических процессов, водной эрозии, тектонических сил, микроорганизмов, давления и атмосферных воздействий. Методы изотопного датирования могут быть применены к пещерным отложениям, чтобы определить временную шкалу геологических событий, которые сформировали и сформировали современные пещеры.

Подсчитано, что пещера не может быть более 3000 метров (9800 футов) по вертикали. под поверхностью из-за давления вышележащих пород. Это, однако, не определяет максимальную глубину пещеры, которая измеряется от ее самого высокого входа до самой нижней точки, поскольку количество камней над самой нижней точкой зависит от топографии ландшафта над ней. Для пещер карстовых максимальная глубина определяется на основании нижней границы процессов карстообразования, совпадающей с подошвой из растворимых карбонатных пород. Большинство пещер образовано в известняке в результате растворения.

Пещеры также можно классифицировать по-разному, включая контраст между активными и реликтовыми: в активных пещерах течет вода; реликтовые пещеры - нет, хотя в них может оставаться вода. Типы активных пещер включают входные пещеры («в которые тонет поток»), выходящие пещеры («из которых вытекает поток») и сквозные пещеры («пересекаемые потоком»).

Speleothems in Hall Горного короля Огофа Крейга и Ффиннона, пещера с растворами в Южном Уэльсе.

Солюшн

Солюшнные пещеры или карстовые пещеры происходящие пещеры. Такие пещеры образуются в растворимой породе; большинство из них встречается в известняке, но они могут также образовываться в других породах, включая мел, доломит, мрамор, соль и гипс. Порода растворяется природной кислотой в грунтовых водах, которые просачиваются через плоскости напластования, разломы, стыки и аналогичные элементы. Со временем трещины расширяются, превращаясь в пещеры и пещерные системы.

Самые большие и самые многочисленные пещеры с растворами расположены в известняке. Известняк растворяется под действием дождевой воды и грунтовых вод, заряженных H 2CO3(угольной кислотой ) и встречающимися в природе органическими кислотами. В процессе растворения образуется характерная форма рельефа, известная как карст, характеризующаяся провалами и подземным дренажем. Известняковые пещеры часто украшены пластами карбоната кальция, образовавшимися в результате медленного осаждения. К ним относятся флоустоуны, сталактиты, сталагмиты, геликтиты, соломинки с содовой и колонны. Эти вторичные минеральные отложения в пещерах называются speleothems.

. Части пещеры с растворами, находящиеся ниже уровня грунтовых вод или местного уровня грунтовых вод, будут затоплены.

Пещера Лечугилла в Нью-Мексико и поблизости Карлсбадская пещера теперь считаются примерами другого типа пещер растворения. Они были образованы газом H 2 S (сероводород ), поднимающимся снизу, где резервуары нефти выделяют сернистые пары. Этот газ смешивается с грунтовыми водами и образует H 2SO4(серную кислоту ). Затем кислота растворяет известняк снизу, а не сверху, под действием кислой воды, просачивающейся с поверхности.

Первичная

Исследование лавовой трубки на Гавайях.

Пещеры, образовавшиеся одновременно с окружающей скалой, называются первичными пещерами .

Лавовыми трубами сформированы в результате вулканической активности и являются наиболее распространенными первичными пещерами. Когда лава течет вниз, ее поверхность остывает и затвердевает. Горячая жидкая лава продолжает течь под этой коркой, и если большая ее часть вытекает, остается полая труба. Такие пещеры можно найти на Канарских островах, Чеджудо, базальтовых равнинах Восточного Айдахо и в других местах. Пещера Казумура около Хило, Гавайи - это удивительно длинная и глубокая лавовая труба; это 65,6 км в длину (40,8 миль).

Лавовые пещеры включают, но не ограничиваются лавовыми трубами. Другие пещеры, образованные в результате вулканической активности, включают трещины, формы лавы, открытые вертикальные каналы, инфляционные каналы, пузыри и др.

Морские или прибрежные

Окрашенные пещеры, большие морские пещеры, Остров Санта-Крус, Калифорния

Морские пещеры встречаются вдоль побережий по всему миру. Особый случай - прибрежные пещеры, которые образуются в результате воздействия волн в слабых зонах морских скал. Часто эти слабые места являются разломами, но они также могут быть дайками или контактами плоскостей напластования. Некоторые изрезанные волнами пещеры сейчас находятся над уровнем моря из-за более позднего подъема. В других местах, в таких местах, как залив Панг Нга в Таиланде, растворенные пещеры были затоплены морем и теперь подвержены литоральной эрозии. Морские пещеры обычно имеют длину от 5 до 50 метров (от 16 до 164 футов), но могут превышать 300 метров (980 футов).

Корразионная или эрозионная

Соляная пещера на горе Содом, Израиль.

Корразионная или эрозионная пещера - это пещеры, которые образуются полностью за счет эрозии текущими потоками, несущими камни и другие отложения. Они могут образовываться в любом типе породы, включая твердые породы, такие как гранит. Как правило, должна быть какая-то слабая зона, чтобы направлять воду, например, трещина или стык. Подтип эрозионной пещеры - ветровая или эоловая пещера, высеченная порожденными ветром осадками. Многие пещеры, первоначально образованные процессами растворения, часто подвергаются последующей фазе эрозионного или водяного расширения, когда через них проходят активные ручьи или реки.

Ледник

Ледниковая пещера в леднике Большой Четверки, гора Большой Четверки, Вашингтон, ок. 1920

Ледниковые пещеры образуются в результате таяния льда и текущей воды внутри и под ледниками. На полости влияет очень медленный поток льда, который имеет тенденцию снова разрушать пещеры. Ледниковые пещеры иногда ошибочно идентифицируются как «ледяные пещеры », хотя этот последний термин правильно зарезервирован для пещер с коренными породами, которые содержат круглогодичные ледяные образования.

Трещины

Пещеры трещин образуются, когда слои более растворимых минералов, таких как гипс, растворяются между слоями менее растворимой породы. Эти камни разрушаются и обрушиваются каменными блоками.

Талус

Пещеры Талуса образованы отверстиями среди больших валунов, которые упали в беспорядочную кучу, часто у оснований скал. Эти нестабильные отложения называются осыпью или осыпью, и могут быть подвержены частым камнепадам и оползням.

Анхиалин

Анхиалиновые пещеры - это пещеры, обычно прибрежные., содержащий смесь пресной и соленой воды (обычно морской). Они встречаются во многих частях мира и часто содержат узкоспециализированную и эндемичную фауну.

Физические особенности

  • Разветвленные пещеры напоминают поверхностные структуры дендритных ручьев; они состоят из проходов, которые соединяются вниз по течению как притоки. Пещеры ответвлений являются наиболее распространенным типом пещер и образуются около воронок, где происходит подпитка подземных вод. Каждый проход или ответвление питается от отдельного источника питания и сходится в другие ответвления более высокого порядка вниз по течению.
  • Угловые сетчатые пещеры образуются из пересекающихся трещин карбонатной породы, трещины которых расширились за счет химической эрозии. Эти трещины образуют высокие, узкие, прямые проходы, которые сохраняются в широко распространенных замкнутых петлях.
  • Анастомотические пещеры во многом напоминают поверхностные плетеные потоки, их проходы разделяются, а затем встречаются дальше вниз по дренажу. Обычно они образуются вдоль одного слоя или конструкции и лишь изредка переходят в верхние или нижние слои.
  • Губчатые пещеры образуются, когда полости раствора соединяются путем смешивания химически разнородной воды. Полости образуют трехмерный и случайный узор, напоминающий губку.
  • Равновидные пещеры представляют собой неправильные большие комнаты, галереи и проходы. Эти случайные трехмерные комнаты образуются из поднимающегося уровня грунтовых вод, который размывает карбонатную породу водой, обогащенной сероводородом.
  • Ямные пещеры (вертикальные пещеры, выбоины или просто «ямы») состоят скорее из вертикальной шахты. чем горизонтальный проход пещеры. Они могут быть связаны или не быть связаны с одним из вышеуказанных структурных паттернов.

Географическое распространение

Пещера Домица в Словацком Карсте (Словакия )

Пещеры встречаются повсюду мир, но только небольшая часть из них была исследована и задокументирована спелеологами. Распространение задокументированных пещерных систем сильно смещено в сторону стран, где спелеология была популярна в течение многих лет (таких как Франция, Италия, Австралия, Великобритания, США Штаты и т. Д.). В результате исследованные пещеры широко распространены в Европе, Азии, Северной Америке и Океании, но немногочисленны в Южной Америке, Африке и Антарктиде.

Это грубое обобщение, поскольку на больших просторах Северной Америки и Азии нет задокументированных пещер, тогда как в таких областях, как сухие лиственные леса Мадагаскара и части Бразилии, есть много задокументированных пещер. Как и на просторах растворимой коренной породы в мире исследованные спелеологами, распределение зарегистрированных пещер, вероятно, изменится. д. В Китае, несмотря на то, что здесь находится около половины обнаженных известняков в мире - более 1 000 000 квадратных километров (390 000 квадратных миль), - имеется относительно немного задокументированных пещер.

Записи и превосходная степень

Пять самых длинных исследованных

  1. Мамонтова пещера, Кентукки, США
  2. Sistema Sac Actun / Sistema Dos Ojos, Мексика
  3. Jewel Cave, Южная Дакота, США
  4. Sistema Ox Bel Ha, Мексика
  5. Пещера Оптимистичная, Украина

Экология

ушастые летучие мыши Таунсенда в пещере в Калифорнии Olms в словенской пещере

Пещерные животные часто классифицируются как троглобиты (обитающие в пещерах), троглофилы (виды, которые могут жить всю свою жизнь в пещерах, но также встречаются в других средах), троглоксены (виды, которые используют пещеры, но не могут полностью завершить свой жизненный цикл в пещерах) и случайные животные (животные, не относящиеся к одной из предыдущих категорий). Некоторые авторы используют отдельную терминологию для водных форм (например, стигобиты, стигофилы и стигоксены ).

Из этих животных троглобиты, пожалуй, самые необычные организмы. Троглобитические виды часто демонстрируют ряд характеристик, называемых трогломорфными, связанных с их адаптацией к подземной жизни. Эти характеристики могут включать потерю пигмента (часто приводящую к бледному или белому окрашиванию), потерю глаз (или, по крайней мере, оптических функций), удлинение придатков и усиление других органов чувств (например, способности чувствовать колебания в воде). Водные троглобиты (или стигобиты), такие как находящиеся под угрозой исчезновения пещерные креветки Алабамы, живут в водоемах, обнаруженных в пещерах, и получают питательные вещества из детрита, смытого в их пещеры, а также из фекалий летучих мышей и других обитателей пещер. Другие водные троглобиты включают пещерных рыб и пещерных саламандр, таких как olm и техасских слепых саламандр.

пещерных насекомых, таких как Oligaphorura (ранее Archaphorura) schoetti являются троглофилами, достигая 1,7 миллиметра (0,067 дюйма) в длину. Они имеют обширное распространение и достаточно широко изучены. Большинство особей - самки, но особь мужского пола была собрана с St Cuthberts Swallet в 1969 году.

Летучие мыши, такие как серая летучая мышь и мексиканский свободный- хвостатая летучая мышь, относится к троглоксенам и часто встречается в пещерах; они добывают корм вне пещер. Некоторые виды пещерных сверчков классифицируются как троглоксены, потому что днем ​​они населяют пещеры, а ночью кормятся над землей.

Из-за хрупкой природы пещерной экосистемы и того факта, что пещерные области, как правило, изолированы друг от друга, в пещерах обитает ряд исчезающих видов, таких как Зубчатый пещерный паук, liphistius trapdoor spider и серая летучая мышь.

Пещеры посещают многие живущие на поверхности животные, в том числе люди. Обычно это относительно непродолжительные вторжения из-за отсутствия света и средств к существованию.

Входы в пещеры часто украшены типичной флорой. Например, в восточной части США с умеренным климатом входы в пещеры наиболее часто (и часто густо) заселены луковичным папоротником Cystopteris bulbifera.

Археологическое и культурное значение

Таино петроглифы в пещере в Пуэрто-Рико

На протяжении всей истории первобытные народы использовали пещеры. Самые ранние человеческие окаменелости, найденные в пещерах, происходят из серии пещер около Крюгерсдорпа и Мокопане в Южной Африке. Пещерные стоянки Стеркфонтейн, Сварткранс, Кромдраай B, Дримолен, Малапа, Куперс Д., Глэдисвейл, В Гондолине и Макапансгате был обнаружен ряд ранних человеческих видов, датируемых от трех до одного миллиона лет назад, включая Australopithecus africanus, Australopithecus sediba и Paranthropus robustus. Однако обычно не думают, что эти древние люди жили в пещерах, а что они были принесены в пещеры хищниками, которые их убили.

Первый ранний гоминид, найденный в Африке, Taung Child в 1924 году, также долгие годы считался происходящим из пещеры, куда он был помещен после того, как был захвачен орел. Однако сейчас это обсуждается (Hopley et al., 2013; Am. J. Phys. Anthrop.). Пещеры действительно образуются в доломитах плато Гаап, включая участок раннего, среднего и позднего каменного века пещеры Вандерверк ; однако пещеры, которые образуются по краю откоса, как и предполагалось для Таунг Чайлд, образованы внутри вторичного известняка, называемого туфом. Имеются многочисленные свидетельства того, что в пещерах обитали другие древние человеческие виды, по крайней мере, один миллион лет назад в разных частях мира, включая Homo erectus в Китае в Чжоукоудянь, Homo rhodesiensis. в Южной Африке в Пещере очагов (Макапансгат ), Homo neandertalensis и Homo heidelbergensis в Европе в археологическом памятнике Атапуэрка, Homo floresiensis в Индонезии и денисовцы в южной Сибири.

В южной части Африки ранние современные люди регулярно использовали морские пещеры в качестве убежища, начиная примерно 180 000 лет назад, когда они впервые научились эксплуатировать море (Marean et al., 2007; Nature). Самый старый известный участок - PP13B в Pinnacle Point. Это могло способствовать быстрой экспансии людей из Африки и колонизации таких областей мира, как Австралия, 60–50 000 лет назад. По всей южной Африке, Австралии и Европе люди раннего современности использовали пещеры и каменные убежища в качестве мест для наскальных изображений, например, в Замке Гигантов. Пещеры, такие как yaodong в Китае, использовались в качестве убежища; другие пещеры использовались для захоронений (например, высеченные в скале гробницы ) или как религиозные объекты (например, буддийские пещеры ). Среди известных священных пещер - Китайская Пещера Тысячи Будд и священные пещеры Крита.

Пещеры и акустика

Важность звука в пещерах предшествует современному пониманию акустики. Археологи обнаружили взаимосвязь между картинами из точек и линий в определенных резонансных областях в пещерах Испании и Франции, а также инструментами, изображающими палеолитические мотивы, индикаторы музыкальных событий и ритуалов. Группы картин часто находили в помещениях с примечательной акустикой, иногда даже копируя звуки животных, изображенных на стенах. Предполагалось, что человеческий голос будет использоваться в качестве устройства эхолокации для навигации в более темных областях пещер, где факелы были менее полезны. Точки красной охры часто встречаются в помещениях с наибольшим резонансом, где создание картин было слишком трудным. Здесь пение - самый эффективный способ исследовать пещеры.

Пещеры продолжают использоваться современными исследователями акустики. Сегодня Пещеры Камберленда представляют собой один из лучших примеров современного музыкального использования пещер. Пещеры используются не только для реверберации, но и для смягчения их ненормальных лиц. Неровности в стенах пещер Камберленд рассеивают звуки, отражающиеся от стен, и придают помещению качество, напоминающее студийную звукозапись. Пещеры одинаково важны как для их эха, так и для их тишины. В течение 20-го века музыканты начали исследовать возможность использования пещер в качестве клубов и концертных залов, включая таких, как Дина Шор, Рой Акафф и Бенни Гудман. В отличие от сегодняшнего дня, эти ранние представления обычно проводились в устьях пещер, так как из-за отсутствия технологий глубины интерьера были недоступны для музыкального оборудования. В одном случае сталагмит, свисающий с потолка пещеры, был превращен в функционирующий орган. В отличие от органа, этот инструмент реагирует на ударные как фортепьяно, используя молотки для ударов по сталагмитам для получения различной высоты звука.

Ссылки

Ссылки

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с пещерами.
Википедия содержит информацию о путешествиях по пещерам.
Викиисточник содержит текст из 1920 Энциклопедии Американа статьи Пещера.
Последняя правка сделана 2021-05-14 13:07:46
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте