Все мы в детстве слышали классический рассказ о путешествии капли воды. Умный учитель не преминет совершить это увлекательное путешествие вместе со своими юными учениками, рассказав им на уроке естествознания о вечном круговороте воды в природе: испарение, облака, дождь, просачивание воды под землю, родник, ручей, река, море…

Рассказ яркий, наглядный и убедительный, способный поразить воображение ребенка и запомниться на всю жизнь.

В книге, посвященной исследованию подземных пещер, нам кажется необходимым подробнее и обстоятельнее сказать о любопытнейшей фазе этого цикла, которую мало кто знает, хотя эта часть путешествия капли воды, пожалуй, самая увлекательная, таинственная и чудесная. Речь пойдет о путешествии капли воды в земных недрах с момента ее проникновения под землю и до выхода на поверхность родником, ключом или источником.

Спустившись вместе с капелькой воды в таинственный подземный мир, мы будем несказанно удивлены теми необычайными явлениями, которые здесь происходят, и чудесной работой водяной капли на протяжении ее долгого пути в недрах земли.

Идет дождь. Водяные капли падают на поверхность земли, сливаются в мелкие струйки и бегут по разным направлениям. Часть водяных струй, сбегая по уклону, образует ручейки, которые в конце концов включаются в гидрологическую систему данной местности и впадают в пруд, реку или озеро. Другая часть дождевой воды, примерно треть ее, испаряется с поверхности земли и возвращается в атмосферу в виде водяных паров, которые образуют новые облака. И, наконец, третья часть дождевых вод просачивается под землю и исчезает в ее недрах.

В местностях, где почва сложена известковыми породами, дождевые воды уходят под землю в очень значительном объеме, иногда почти целиком. Целые ручьи и даже небольшие речки исчезают в расселинах почвы, в устьях пещер или в глубине вертикальных подземных колодцев, встречающихся на их пути. Такие исчезновения водных потоков с поверхности земли, обязанные своим происхождением карстовым явлениям, наблюдаются в горных местностях довольно часто и во все времена поражали воображение людей.

Трудности и опасности, подстерегающие того, кто вознамерится проследить под землей течение этих исчезнувших с поверхности водных потоков, настолько велики, что в ряде случаев делают подобное исследование невозможным. Препятствия, встающие на пути исследователя, иной раз непреодолимы (бурное течение, подземные водопады, сифоны и т. п.).

Но водные потоки, исчезнувшие с поверхности земли, в конце концов почти всегда появляются снова на свет. И при благоприятных обстоятельствах исследователю, проникшему в русло подземной реки со стороны входа или, наоборот, выхода ее из недр горы, удается, преодолев трудности, пройти вместе с водой весь ее путь под землей (по течению или против течения) и выбраться на поверхность.

Благодаря многочисленным исследованиям исчезающих под землей водных потоков мы теперь достаточно ясно представляем себе, какими путями проникает вода в земную толщу, как она циркулирует там, пробивая и промывая себе русло в известковой породе, углубляя и расширяя подземные коридоры и галереи. И поскольку все существующие пещеры и пропасти либо целиком обязаны своим происхождением подземным водам, либо расширены и углублены ими, мы можем наблюдать и изучать в этих пещерах поистине титаническую работу воды под землей.

Название настоящей главы обязывает нас, однако, сосредоточить свое внимание не на мощных потоках, стремительно несущих свои буйные воды по мрачным подземным коридорам, то низвергаясь в пропасти водопадами, то разливаясь глубокими озерами. Мы хотим рассказать лишь о той воде, которая капля за каплей просачивается под землю. Сначала она проникает в верхний слой почвы и дает жизнь растениям, жадно пьющим живительную влагу. Затем по мельчайшим трещинам и пустотам спускается ниже, минует верхние слои рыхлой почвы и добирается до подстилающего эти слои фундамента твердых пород. Отсюда, собственно говоря, и начинается ее подземное путешествие, которое мы совершим вместе с нею, и те удивительные превращения, которые она во время этого путешествия претерпевает.

Падая с облаков на землю, а затем просачиваясь сквозь верхний слой почвы, дождевая капля насыщается углекислым газом. Придя в соприкосновение с известковыми породами, среди которых она теперь циркулирует, насыщенная углекислотой капля растворяет бесконечно малую частицу этой породы и уносит ее с собой. Водяная капелька скользит вниз по мельчайшим пазам и трещинам в камне и через много дней, месяцев или даже лет добирается до потолка подземной пещеры и просачивается сквозь него. Здесь, соприкоснувшись с воздухом, часть воды испаряется, известковый раствор концентрируется. Затем капля падает с потолка, оставив на каменном своде микроскопическую частицу насыщающей ее извести, которая со временем кристаллизуется. Упав на пол, капля разбивается на мельчайшие брызги и также оставляет на полу пещеры микроскопические частицы извести.

Водяные капли просачиваются сквозь толщу известковых пород по трещинам и расселинам, которые играют роль водосточных труб, собирающих и направляющих капли в определенное место на потолке пещеры. Падение капель, продолжаясь в течение веков и тысячелетий, образует на полу и потолке пещеры кристаллические известковые формации, называемые сталактитами и сталагмитами. Сталактиты растут на потолке пещеры и по форме напоминают длинные и тонкие ледяные сосульки, свисающие ранней весной с края крыш. Сталагмиты, растущие на полу пещеры, куда падают с потолка водяные капли, обычно шире, толще и имеют менее правильную форму, чем сталактиты.

Если пол в пещере каменный, водяные капли, падая, разбиваются и увлажняют камень, оставляя на нем свои частицы извести. Постепенно на этом месте образуется известковый нарост или натек. Со временем он послужит фундаментом для широкого и плотного сталагмита.

Если же, наоборот, пол в пещере земляной, водяные капли выдалбливают в глине круглую ямку. Достигнув определенной глубины, водяная капля теряет свою пробивную силу: скапливающаяся в ямке вода играет роль амортизатора. Мало-помалу внутренность такой ямки выстилается тонким слоем непрерывно отлагающейся извести, а затем закупоривается. Тогда на этом месте, навстречу сталактиту, начинает расти сталагмит. Проходит время — века, а быть может, тысячелетия, — сталактит и сталагмит непрерывно растут и наконец сливаются в стройную колонну, соединяющую пол с потолком пещеры. Теперь водяные капельки уже не падают с потолка или с кончика сталактита, а струятся по всей поверхности колонны, постепенно наращивая и утолщая ее все новыми и новыми отложениями извести.

Возраст сталактитов и сталактитовых колонн нельзя определять, как думали раньше, по их размерам и толщине. Рост таких известковых образований весьма не регулярен и зависит от самых разнообразных факторов. Поэтому всякая попытка установить какие-то единые, средние показатели роста сталактитов и сталагмитов за определенный отрезок времени заранее обречена на неудачу. В разных пещерах, даже в разных залах одной и той же пещеры условия образования и роста сталактитов могут быть совершенно разные. Такие факторы, как, например, сила и продолжительность дождей на поверхности земли, оказывают заметное влияние на их рост. В местностях, где выпадают обильные дожди, растворение известковых пород идет интенсивнее, чем в районах сухих и безводных. Толщина породы, сквозь которую фильтруется вода, тоже играет немалую роль: чем тоньше слой известняка, тем слабее водяные капли, проходя сквозь него, насыщаются известью и тем меньше несут строительного материала для образования сталактитов. Перемена климата или режима дождей на протяжении тысячелетий тоже имеет значение, равно как изменения растительного покрова, происшедшие на поверхности (если, скажем, над местом образования сталактитов рос лес, а затем его срубили или наоборот).