снежно-ледовые отложения карстовых полостей чатырдага

Амеличев Г.Н.
Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского
СНЕЖНО-ЛЕДОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ КАРСТОВЫХ ПОЛОСТЕЙ ЧАТЫРДАГА:
ГЕНЕЗИС И ЭВОЛЮЦИЯ
Горно-карстовый массив Чатырдаг, расположенный в 25-30 км к югу от Симферополя, известен не только самыми красивыми в Европе подземными полостями. В его пределах расположена самая многочисленная в Крыму группа пещер-ледников.
Первые научные упоминания о ледяных пещерах Чатырдага относятся к концу XIX
началу ХХ вв. и связаны с именами известных карстологов Ю.А. Листова и А.А. Крубера,
которые высказали ряд гипотез происхождения льда в пещерах. До середины 50-х гг. ХХ
в. в литературе о карсте полуострова было известно всего 7 пещер-ледников. После детальных поисково-исследовательских работ Комплексной Карстовой Экспедиции (19581964) их число увеличилось до 36. Примерно 1/3 из них была сосредоточена на Чатырдаге,
который по плотности этих форм занимал первое место среди карстовых массивов Горного Крыма. К числу пещер со льдом и неоднократно перелетовывающим снегом относились Хар-Коба, Трещинная (верхнее плато), Хабази, Армейская, Учунджу, Бычья, Оленья,
Жемчужная, Дубовая, Чумнук-Хосар, Бездонная, Голубиная-2 (нижнее плато). В настоящее время выявлено значительное сокращение ареала ледяных пещер не только на Чатырдаге, но и в Горном Крыму в целом. Снежно-ледовые массы сейчас сохраняются летом
только в 4 шахтах: Хар-Коба, Хабази, Оленья и Бездонная.
Как установлено, лед в карстовых полостях Чатырдага может формироваться несколькими путями. Чаще всего происходит уплотнение попадающего через входное отверстие снега, который превращается сначала в фирн, а затем – в глетчерный лед. Если
запасы аккумулированного за зиму холода превышают поступления тепла в остальное
время, снег сохраняется круглогодично. При многолетнем преобладании в энергетическом
балансе пещер отрицательных температур и устойчивом снеговом питании формируется
подземный ледник, который в зависимости от собственного объема и морфологии полости
может приобретать динамические свойства, т.е. двигаться. Сохранению запасов холода в
статической (не вентилируемой) пещере способствует ее подземная топография – входное
отверстие, обладающее хорошей пропускной способностью снега, нисходящий мешкообразный ствол и удаленность залов со льдом от зоны влияния поверхностных температур.
В динамических (проветриваемых) пещерах дополнительное количество холода может
возникать за счет охлаждающего влияния движущегося воздуха.
Второй путь образования пещерного льда – попадание в холодные (температура ни0
же 0 С) пещеры талой снеговой воды (гидрогенное происхождение). Возможен и непосредственный переход циркулирующих с воздухом паров воды в лед с образованием сублимационных кристаллов на охлажденных стенах пещеры (атмогенное происхождение).
Несостоятельной считается гипотеза о реликтовом (ледниковом) происхождении
пещерного льда, так как максимальный возраст этих отложений в Крыму, зафиксированный в пещере Б. Бузлук (Караби), составляет 50 лет. Таким образом, криогенные накопления карстовых полостей – явление современное.
Анализ геотермической карты СССР выявил, что реальные температуры воздуха и
горных пород в недрах карстовых массивов Горного Крыма на 10-120С ниже расчетных.
Это свидетельствует, что карстовые массивы – это охлажденные блоки земной коры, в
пределах которых геотермическое поле существенно нарушено. Изменение геотермического фона может быть связано с различиями высотного положения, закарстования, обводненности (увлажненности), воздухообмена с поверхностью. Сравнительные теплобалансовые исследования, проведенные с учетом вышеуказанных факторов, выявили на
Чатырдаге более низкий теплоприток из недр. О том, что низкий геотермический фон
здесь носит унаследованный характер, свидетельствует малое количество гидротермокар-
стовых полостей и самые низкие в Крыму палеотемпературы образования гидротермальных отложений (кальцитовых жил + 600С, кристаллов исландского шпата + 500С).
Определенную долю в формировании выхоложенной зоны в недрах карстовых массивов вносят процессы растворения известняка, которые протекают как слабая эндотермическая реакция (с поглощением тепла). Причиной обилия ледяных пещер на Чатырдаге
может являться повышенная, в сравнении с другими массивами, залесенность, которая на
нижнем плато составляет около 20%.
Территориальный анализ размещения пещер-ледников, морфолитогенетические и
палеогеографические исследования галечниковых отложений, а также схема циркуляции
воздуха в недрах Чатырдага позволили разработать модель, объясняющую генетические и
эволюционные особенности подземных снежно-ледовых накоплений.
Все пещеры-ледники вытянуты цепочкой в северном направлении, находясь в диапазоне высот 1000-1400 м. Почти все они заложены в пределах Центрально-Пещерной долины, которая в геологическом отношении является контактом между массивными и слоистыми известняками верхней юры, а в гидрологическом – меридиональным фрагментом
верховий бассейна древнего водотока, бравшего начало в окрестностях пещер ХабазиУчунджу-Обвальная. Как следует из анализа галечникового материала, этот водоток существовал в плейстоцене, питаясь талыми ледниковыми водами, в избытке поступавшими
в межледниковья с верхнего плато подземным путем и разгружавшимися через работающие как источники пещеры-эставеллы. По мере врезания долины в подстилающие трещиноватые известняки и в ходе деградации ледников на заключительной стадии оледенения,
сопровождавшейся снижением дебита ледниковых вод, расходы водотока снижались, пещеры-эставеллы все больше работали в режиме поглощения. В итоге поверхностный сток
полностью перешел в подземный. Последний в значительной мере наследовал пути движения поверхностного водотока, подготовившего за время своего существования подрусловые каналы (пещеры Бинбаш-Коба, Суук-Коба, Экскаваторная и др.). Холодные карстовые воды, двигаясь в узко локализованной зоне под долиной, оказывали существенное
охлаждающее воздействие на горные породы, а поступавший в депрессию в ходе ветрового перераспределения снег с плато в избытке питал пещерные льды. Поэтому не исключено, что в прошлом количество пещер-ледников на массиве было гораздо больше. По мере
дальнейшего углубления подземных каналов стока и увеличения мощности зоны аэрации
охлаждающее влияние транзитных карстовых вод постепенно снижалось. Функцию охладителя стали выполнять воздушные потоки, стекавшие по осушенным карстовым каналам
из района верхнего плато. Благодаря поступлению из недр холодного воздуха в летний
период и его усиленному поглощению с поверхности в пещеры зимой, условия для сохранения ледяных форм на Чатырдаге оказались предпочтительней, чем на других массивах.
Тем не менее, смена водного охладителя воздушным, имеющим меньшую теплопроводность, не могла пройти бесследно. Сначала это привело к сокращению объемов снега и
льда в пещерах, а впоследствии к уменьшению ареала самих пещер-ледников.
В настоящее время, когда гидрогеологическая система Чатырдага переходит на
грото-камерную стадию развития, циркуляционные процессы в пещерах все чаще нарушаются вследствие снижения пропускной способности каналов из-за возникновения обвалов, зарастания натеками и т.п. Поэтому в будущем следует ожидать дальнейшей деградации подземного оледенения на массиве.
Таким образом, низкий геотермический потенциал, особенности рельефа, высокая
увлажненность и подземная закарстованность в сочетании с аномальной системой воздушной тяги явились основными причинами плотного размещения пещер-ледников на
Чатырдаге. Современные спелеолитогенетические процессы, протекающие на фоне всеобщего климатического потепления, ведут к интенсивному сокращению снежно-ледовых
масс и количества пещер-ледников на массиве.